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Debido a que la VSM es una fuente de tensión, durante las fallas
más cercanas, se requiere de alguna intervención para proteger los
dispositivos de estado sólido de la sobrecarga de corriente.
de estos. Opcionalmente, se pueden simular respuestas del
motor principal "lentas", es decir, respuestas de la turbina
de vapor. Determinar exactamente qué modelos de regulador y motor principal utilizar para un escenario concreto
requiere más investigación, especialmente en el contexto de
las energías renovables. El flujo de energía y potencia frente
al tiempo así como el requisito para el almacenamiento de
energía a corto plazo o largo plazo para soportar eventos
dinámicos deben ser examinados.
La VSM se comporta como una fuente de tensión, debido
a que la dinámica de su rotor (ancho de banda ~2-Hz) y la
dinámica del AVR tienen anchos de banda <50/60 Hz, y los
ajustes a los patrones de modulación de ancho de pulso son
lentos en comparación con el fundamento de 50/60 Hz. Por
lo tanto, hace un buen trabajo de "neutralización" del desequilibrio y puede proporcionar potencia a las cargas muy
desequilibradas. También es bastante buena en "neutralizar"
tensiones de armónicos, aunque la carga lineal también es
(o es más) efectiva en altos rangos de armónicos. Debido
a que la VSM es una fuente de tensión, durante las fallas
más cercanas, se requiere de alguna intervención para proteger los dispositivos de estado sólido de la sobrecarga de
corriente. Se han demostrado métodos viables en el laboratorio capaces de sostener fallas equilibradas y desequilibradas
de profundidad total de >140 ms, pero sin comprometer la
capacidad normal de la "fuente de tensión". Pueden realizarse intervenciones adicionales durante fallas. Por ejemplo,
configurar H = 999 durante una falla ayuda a detener la aceleración de los rotores virtuales, mientras que el periodo de
protección durante fallas está activo y así podría hacer que
las VSM sean más sólidas que las máquinas reales frente a
fallas. Los parámetros como la amortiguación, la inercia y la
respuesta del regulador, si es necesario, pueden ajustarse en
tiempo real y de manera remota a través de software.
Debido a que la VSM es una fuente de tensión, con una
frecuencia y tensión estabilizadas por su inercia virtual y
AVR, proporciona un "par de torsión de sincronización".
También proporciona inercia. Pero lo más importante es que
no es necesario establecer la inercia para proporcionar un
par de torsión de sincronización; no son lo mismo. De este
modo, es posible proporcionar un par de torsión de sincronización sin proporcionar inercia.
Esto se puede lograr utilizando una segunda variedad de
algoritmo de control de convertidores de formación de redes
(fuente de tensión). Esta segunda variedad implementa circuitos de control de frecuencia y tensión que operan en un
riguroso par de pendientes de caída: potencia activa para la
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frecuencia y potencia reactiva para la tensión. Hay efectivamente un tiempo de respuesta "instantánea" del regulador/motor principal (~ 10 ms). El convertidor simplemente
mide su potencia de salida durante un breve intervalo como
un ciclo exacto (que proporciona una buena mitigación de
armónicos) o mide la potencia de salida instantánea y aplica
un filtrado de paso bajo del orden del periodo del ciclo <1
de modo que el ancho de banda del circuito de control sea
<50/60 Hz (normalmente, tal vez en la región ~20 Hz).
Luego, utilizando una pendiente de caída lineal simple
con puntos de ajuste de frecuencia y potencia configurables, se determina una frecuencia objetivo. Esta frecuencia
objetivo se encuentra dentro de un pequeño porcentaje del
valor nominal para las configuraciones normales de punto
de ajuste y pendiente de caída. El convertidor simplemente
potencia su rotor virtual en esta frecuencia y la sincronización de potencia se logra con eficacia. Un circuito paralelo
funciona con potencia reactiva y tensión. Dicho sistema de
control ha adquirido varios nombres en la literatura, tales
como sincronización de potencia o VSM0H. Este último término se refiere al hecho de que se puede demostrar que la
respuesta de esta estructura es matemáticamente idéntica a
una VSM, pero con H = 0, sin amortiguación eléctrica del
rotor directo y un regulador/motor principal de respuesta
"instantánea" (en un ciclo) que proporciona una respuesta de
caída "instantánea".
Si bien la amortiguación eléctrica del rotor es proporcional a la velocidad del rotor menos la frecuencia eléctrica del
estator, la respuesta de caída es proporcional a la frecuencia
eléctrica menos la frecuencia eléctrica del punto de ajuste.
Si bien son diferentes, la respuesta de caída "instantánea"
en realidad proporciona una amortiguación útil de perturbación de frecuencia de red y es extremadamente efectiva para
limitar el nadir de frecuencia durante los eventos. También
proporciona lo que se llamaría "par de torsión de sincronización", a pesar de que tiene una inercia cero, porque actúa
como una fuente de tensión rígida y equilibrada con una frecuencia bien definida casi nominal detrás de una reactancia
(formada por su impedancia de filtro). Una red alimentada
únicamente por los convertidores VSM0H es completamente
viable. En este escenario, una fase de carga resistiva discreta
resulta en una frecuencia de la red que pasa de una frecuencia a otra (definida por las pendientes de caída y los puntos
de ajuste) durante un período de aproximadamente un ciclo.
Por lo tanto, mientras que este controlador de tipo VSM0H
ofrece inercia cero, es totalmente viable como una solución
de formación de redes, según lo confirma el análisis del
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