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Title: Control de frecuencia mediante inercia sintética en sistemas de energía renovable para microrredes
Authors: Obando Rodríguez, Luis Alfredo
Sánchez Ruiz, Marco Santiago
Ugarte Vega, Luis Fernando, Director
Keywords: Almacenamiento en baterías
Control de frecuencia
Energías renovables
Inercia virtual
Microrredes
Issue Date: 2025
Publisher: ESPOL.FIEC
Citation: Obando Rodríguez L.A; Sánchez Ruiz M.S.(2025). Control de frecuencia mediante inercia sintética en sistemas de energía renovable para microrredes [Proyecto de Titulación] Escuela Superior Politécnica del Litoral
Abstract: CONDITIONING OF PROJECT PUBLICATION. control in microgrids with high penetration of renewable energy sources is addressed through the implementation of synthetic inertia in battery energy storage systems (BESS). Since photovoltaic and wind plants are connected to the grid through converters, they do not provide the natural inertia of synchronous generators, creating the need to compensate for this deficiency with control strategies that enhance system stability. The methodology was carried out using DIgSILENT PowerFactory, where control models were programmed in DSL. Droop algorithms with deadband were applied, first tested in a reduced system and later in the IEEE 9-bus system with integrated renewable resources and storage. The results showed that activating synthetic inertia reduced the rate of change of frequency and improved the nadir. In the isolated system, the minimum frequency increased from 59.3 Hz to 59.69 Hz, while in the 9-bus system recovery time decreased from 14.74 to 10.88 seconds due to inertial support. In addition, the BESS converter reached peaks of up to 3.5 MW and was able to mitigate disturbances. For renewable plants, although the impact on active power was limited, a positive contribution was observed in transient stability and voltage quality. These findings confirm synthetic inertia as a reliable alternative to sustain frequency in modern microgrids, making it advisable to validate its application in pilot projects and to promote guidelines that facilitate its implementation in real operating environments. . Keywords: Battery energy storage, Control of frequency, Microgrids, Renewable energy, Virtual inertia.
Description: CONDICIONAMIENTO DE PUBLICACION DE PROYECTOS. El control de frecuencia en microrredes con alta penetración de energías renovables se aborda mediante la implementación de inercia sintética en sistemas de almacenamiento en baterías (BESS). Esto se debe a que, al conectarse a la red a través de convertidores, las plantas fotovoltaicas y eólicas no aportan la inercia natural de los generadores síncronos, lo que genera la necesidad de compensar dicha carencia con estrategias de control capaces de reforzar la estabilidad del sistema eléctrico. La metodología se aplicó en el software DIgSILENT PowerFactory, donde se programaron modelos de control en lenguaje DSL. Para ello se emplearon algoritmos de droop con banda muerta, evaluados primero en un sistema reducido y, posteriormente, en el sistema IEEE de 9 barras con integración de recursos renovables y almacenamiento. Los resultados indicaron que la activación de la inercia virtual redujo la tasa de cambio de frecuencia y mejoró el nadir. En el sistema aislado, la frecuencia mínima pasó de 59.3 Hz a 59.69 Hz, mientras que en el sistema de 9 barras la recuperación se redujo de 14.74 a 10.88 segundos gracias al soporte inercial. Además, el convertidor del BESS alcanzó picos de hasta 3.5 MW y logró amortiguar perturbaciones. En cuanto a las plantas renovables, aunque el efecto sobre la potencia activa fue limitado, se observó un aporte favorable en la estabilidad transitoria y en la calidad del voltaje. De esta manera, la inercia virtual se consolida como una alternativa confiable para sostener la frecuencia en microrredes actuales, por lo que resulta recomendable validar su aplicación en proyectos piloto y promover lineamientos que faciliten su incorporación en entornos reales.
URI: http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/67395
metadata.dc.identifier.codigoproyectointegrador: POSTG168
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