New Special Intelligent Protection Scheme for Stability Transient in Microgrids Based on Artificial Neural Networks

RAMOS NARVAEZ, GUSTAVO; QUISPE HUARCAYA, JUAN CARLOS; MERCADO, PEDRO ENRIQUE; MOLINA, MARCELO GUSTAVO

Foz do Iguaçu

Simposio; 3er Simposio Ibero-Americano en Microrredes Inteligentes con Integración de Energías Renovables (SiMIIER); 2019

World Energy Council

Una microrred eléctrica (MRE) facilita la integración de Recursos Energéticos Distribuidos (REDs) con el objetivo de aumentar la calidad, fiabilidad y eficiencia de la energía eléctrica. Una MRE con elevada penetración de REDs enfrenta problemas técnicos relacionados con los sistemas de control y protección. El estudio de seguridad dinámica de las MREs para los distintos estados de operación (conectado a la red e isla) se destaca entre las principales preocupaciones de los esquemas de protección. La seguridad dinámica se define como la capacidad para mantener el sincronismo cuando la MRE está sujeta a graves perturbaciones (fallas o regímenes anormales). Los requisitos de red (códigos de red) basados en el estándar de interconexión e interoperabilidad IEEE 1547 requieren que el interruptor del punto de acoplamiento común (PCC) de la MRE y el interruptor de los REDs (PoC) se mantenga conectado hasta alcanzar umbrales de tensión y frecuencia definidos por el operador del sistema de distribución (OSD) y la MRE. La posible pérdida de sincronismo cuando la MRE se aísla de la red principal, se considera un serio desafío debido a la baja inercia de los REDs. Para evitar un apagón total de la MRE cuando esta se aísla, se necesitan estrategias de protección de isla automática. Una solución son esquemas especiales de protección inteligentes (EEPI). Se propone un EEPI basado en mediciones en línea de desviación de frecuencia, desviación de tensión y derivada de frecuencia en el PCC. El EEPI propuesto ante un escenario de falla externa, actúa rápidamente en el interruptor del PCC, aislado la MRE y realiza las acciones respectivas para salvaguardar la MRE (eliminación de carga o generación). La inteligencia de la protección se basa en una máquina de aprendizaje supervisado. La simulación dinámica y generación de datos para el entrenamiento se desarrolla en software Power Factory 2018 (DIgSILENT) en una de microrred de prueba. El entrenamiento de la máquina de aprendizaje supervisado se realiza en el paquete computacional MatLab-Simulink.