IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - May/June 2021 - 44

Las microrredes, al igual que todos los sistemas eléctricos,
requieren protecciones que desactiven y aislen las fallas antes
de que puedan dañar la salud o la propiedad.
La conmutación de alta frecuencia y la operación con alta
tensión son particularmente buscadas para la electrónica
de potencia. La alta frecuencia de conmutación permite el
uso de componentes más pequeños en el filtro pasa bajo que
extrae el componente de 60-Hz de la forma de onda conmutada,
y la operación a mayor tensión puede conducir a una
mayor eficiencia operativa mediante la reducción de las pérdidas
de resistencia y las nuevas oportunidades de aplicación
de los transformadores de estado sólido. Estas ventajas probablemente
causarán la aceleración del uso de banda ancha
más amplia en inversores.
Las frecuencias de conmutación más altas podrían ocasionar
un control más preciso sobre los pulsos individuales
de energía inyectados del inversor al sistema eléctrico y esa
precisión del control podría un día facilitar el desarrollo de
nuevas técnicas de protección de sistemas alimentados por
IBR. No obstante, la tendencia hacia convertidores de alta
tensión también puede llevar a diseños de baja corriente que
podrían reducir más la corriente de falla disponible de las IBR
y potencialmente hacer que la protección sea más desafiante.
Desafíos de las IBR
para la protección de la microrred
Las FED en general, y las IBR en particular, conllevan distintos
desafíos para el sistema de protección. Al nivel del
sistema de distribución, pueden causar varios problemas,
tales como los disparos no deseados, la pérdida de coordinación,
la corriente de falla, y reconexión automática fallida.
En general, los desafíos asociados con la protección de los
sistemas basados en IBR nacen del hecho de que las IBR
no tienen un comportamiento de cortocircuito convencional
de máquina síncrona, incluyendo las respuestas transitorias,
subtransitorias y de estado estacionario. En las siguientes
secciones, nos enfocaremos en los desafíos de la protección
asociados con las IBR.
Corriente de falla de corta duració de las IBR
La dependencia de las IBR en la conmutación de semiconductores
y que la corriente de falla de las IBR está determinada en
gran medida por sus sistemas de control anidados llevan a que
las IBR tengan corrientes de falla de corta duración específicas.
Estas características únicas incluyen las siguientes.
Magnitud limitada de la corriente de falla
Para proteger la conmutación de los semiconductores, la
mayoría de los inversores incluyen limitadores de conmu44
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power & energy magazine
tación de la corriente tanto de hardware como de software
que mantienen bajo el nivel de la corriente de falla de las
IBR. La corriente de falla de estado estacionario máxima
producida depende en los parámetros de diseño y varía de
una IBR a otra. Una vez que se aplica la falla, la corriente
del inversor exhibe un transitorio muy corto (que dura menos
de dos ciclos de 60-Hz) y luego vuelve a la corriente de falla
de estado estacionario que normalmente está en 1.1-1.5 p.u.
de la capacidad de corriente del inversor. Esto normalmente
se da ya sea si un inversor es de seguimiento de la red o de
formación de la red.
Los transitorios de la corriente de falla dependen de los
controladores de los inversores y de la capacidad térmica de
los interruptores de la electrónica de potencia. Algunos fabricantes
de inversores están dedicando esfuerzos al aumento
de la magnitud y la duración de la corriente de falla (especialmente
para inversores de formación de red aislados), pero
incluso con una corriente de falla a 2-3 p.u. puede ser difícil
distinguir eventos de corriente de arranque en motores o de
corriente de in-rush de una condición de falla.
Ángulo de fase de la corriente-tensión determinado
por el control
Cuando ocurre una falla que causa que la tensión en terminales
de la IBR sea baja, la magnitud de la corriente de
falla producida por inversores de formación de la red y de
seguimiento de la red es esencialmente la misma. Ambos
tipos alcanzarán el límite de corriente del inversor y lo
mantendrán en ese punto, como se explicó antes, pero los
ángulos de fase de la corriente-tensión pueden ser significativamente
distintos.
Por ejemplo, un inversor de formación de la red aumentará
la magnitud de su corriente de salida como parte de su intento
de readquirir el punto de ajuste de la tensión y, al mismo
tiempo, se dirigirá generalmente hacia ángulos de fase de
la corriente-tensión más altos (mayor potencia reactiva). En
contraste, un inversor de seguimiento de la red aumenta la
magnitud de su corriente de salida a medida que intenta readquirir
el punto de ajuste de su potencia activa, pero mientras
sigue dentro de la red el ángulo de fase de la corriente-tensión
será establecido por la programación de la potencia reactiva
de la IBR, que puede fijar un límite que vaya desde cero
hasta el límite de potencia reactiva de la IBR.
Cuando un inversor de seguimiento de la red se aísla en un
sistema con fallas, la IBR cambiará su frecuencia a medida
que intenta ajustar el ángulo de fase de la corriente-tensión
mayo/junio de 2021

IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - May/June 2021

Table of Contents for the Digital Edition of IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - May/June 2021

Contents
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