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Curso Simulación en tiempo real de sistemas de potencia dominados por convertidores

Información General

Presentación

Curso Simulación en tiempo real de sistemas de potencia dominados por convertidores

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Educación Continuada: programas abiertos y empresariales de educación no formal que optimizan el desempeño profesional.

El comportamiento de los convertidores electrónicos de potencia es diferente a los dispositivos típicos utilizados en los sistemas de potencia tradicionales. Su especificidad, en términos de control, implica un enfoque completamente diferente para el modelado y la simulación, además, la variedad de tipos y aplicaciones es casi ilimitada.

Hoy en día, los convertidores electrónicos de potencia se encuentran en muchas aplicaciones que van desde generación, transmisión, almacenamiento e incluso cargas activas y protecciones.

Conseguir una sociedad con cero emisiones netas es la motivación que empuja al sistema de energía tradicional para aumentar el volumen de tecnologías no sincrónicas (dependientes de la variabilidad del clima) y otras nuevas tecnologías (almacenamiento de energía, bombas de calor, transporte eléctrico, hidrógeno, etc.), muchas de esas tecnologías se basan en convertidores electrónicos de potencia (Power Electronic Converters - PEC por sus siglas en inglés) como interfaz para la red eléctrica.

“Hay una clara tendencia en aumentar el uso de recursos amigables con el medio ambiente como la energía solar y la energía eólica; todas esas fuentes tienen algún tipo de intermitencia o alta variabilidad y, además, utilizan convertidores electrónicos de potencia (PEC) como interfaces para la red eléctrica”

Francisco Manuel Gonzalez-Longatt

La integración progresiva de las tecnologías de interfaz PEC (generación, almacenamiento, transmisión y cargas) está haciendo que la respuesta dinámica de los sistemas de energía dependa cada vez más de dispositivos de PEC de respuesta rápida; como consecuencia, el comportamiento dinámico del sistema de potencia dominado por convertidores de potencia se volvió más rápido y más complejo.

Durante muchos años, los científicos fueron conscientes de que han surgido nuevos problemas de estabilidad que deben caracterizarse, clasificarse y definirse adecuadamente. El informe técnico IEEE PES PES-TR77 supuso un paso adelante en esta materia al incluir dos nuevas formas de inestabilidad relacionadas con la penetración de convertidores electrónicos de potencia, una de ellas denominada estabilidad impulsada por convertidor. A medida que aumenta la complejidad de las tecnologías de interfaz de los convertidores electrónicos de potencia y la dinámica del sistema de energía se vuelve cada vez más dependiente de los bucles de control de alta velocidad; afecta virtualmente todas las escalas de tiempo de la dinámica del sistema de potencia. De hecho, la nueva dinámica del sistema de potencia puede crear acoplamientos inesperados y los enfoques de control basados en separaciones de escala de tiempo pueden volverse más frágiles y cada vez menos válidos. Por ejemplo, el modelo RMS y la herramienta de simulación ampliamente utilizados (quizás estandarizados por las empresas de servicios públicos) no pueden predecir la falla de conmutación sostenida y la posterior desconexión del enlace LCC HVDC; de hecho, se debe utilizar la simulación de transitorios electromagnéticos (EMT).

El ejemplo mencionado anteriormente es uno de los muchos que hicieron evidente la necesidad de utilizar herramientas novedosas capaces de replicar el efecto del comportamiento dinámico de los sistemas de energía dominados por convertidores electrónicos de potencia.

Conferencista Invitado

Francisco Manuel Gonzalez-Longatt_Simulación en tiempo real

Francisco Manuel Gonzalez-Longatt

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Francisco Manuel Gonzalez-Longatt

Francisco Manuel Gonzalez-Longatt_Simulación en tiempo real

Doctor of Engineering Sciences de la Universidad Central de Venezuela. Realizó su maestría en administración de empresas de la Universidad Bicentenaria de Aragua, Venezuela. Graduado como ingeniero eléctrico de primera clase, del Instituto Universitario Politécnico de la Fuerza Armada Nacional, Maracay – Venezuela.

Actualmente, es profesor titular en Ingeniería eléctrica y fundador y líder de DIgEnSys-Lab (Laboratorio de Sistemas de Energía Digital) en el Departamento de Ingeniería Eléctrica, Tecnología de la Información y Cibernética, Universidad del Sudeste de Noruega.

Se desempeñó como profesor de sistemas de potencia eléctrica en la Escuela de Ingeniería Electrónica, Eléctrica y de Sistemas en la Universidad de Loughborough y del Departamento de Ingeniería Aeroespacial, Eléctrica y Electrónica de la Universidad de Coventry. Anteriormente estuvo en el Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Universidad de Manchester, como Investigador Postdoctoral Asociado (2009-2011). Además, fue profesor asociado (1995-2009) y presidente (1999-2001) del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Nacional Politécnico de la Fuerza Armada Nacional, Venezuela (1995-2009). Es vicepresidente de la Asociación Venezolana de Energía Eólica, miembro de la Academia de Educación Superior (Reino Unido), miembro senior del IEEE, miembro de la Institución de Ingeniería y Tecnología - El IET (Reino Unido) y miembro del Consejo Internacional de Grandes Sistemas Eléctricos - CIGRE. Su interés de investigación incluye esquemas innovadores (operación/control) para optimizar el rendimiento de futuros sistemas energéticos.

Por qué estudiar con nosotros

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Los sistemas de energía dominados por convertidores electrónicos de potencia han ganado una amplia aceptación en aplicaciones de sistemas de energía; los convertidores electrónicos de potencia se emplean cada vez más para conversión y acondicionamiento de dispositivos de potencia, para compensación y filtrado activo.

En este curso se presentan los fundamentos para el análisis y el control de convertidores electrónicos de potencia que proporcionan un vínculo necesario y sin precedentes entre los principios de operación y las aplicaciones en los sistemas de energía y proporciona los siguientes beneficios:

  • Se describen varias funciones que los convertidores electrónicos de potencia pueden realizar en los sistemas de energía eléctrica.
  • Se cubre una amplia gama de aplicaciones de los PEC en sistemas de energía eléctrica, incluidos los sistemas de conversión de energía eólica y solar.
  • Se adopta un enfoque sistemático para los problemas de diseño de modelado y control.
  • Se ilustran los procedimientos de diseño de control y el rendimiento esperado con base a un conjunto completo de ejemplos y estudios de simulación de dominio de tiempo de computadora digital

Metodología

  • Conferencias magistrales.
  • Talleres guiados de simulación.
  • Investigaciones con orientación científica.

El curso comienza con una descripción general de las características, el modelado y los aspectos del sistema de energía dominado por convertidores electrónicos de potencia. Se presenta una discusión sobre las limitaciones de las simulaciones RMS y EMT fuera de línea tradicionales, el concepto de co-simulación y ejemplos. Se presenta el concepto de simulación digital en tiempo real y sus implicaciones en los sistemas de energía dominados por convertidores electrónicos de potencia. Finalmente, se presenta una introducción sobre el uso de la simulación digital en tiempo real en el contexto de prototipado rápido, hardware-in-the-loop (HIL), power-hardware-in-the-loop (PHIL), el relé en el bucle y otros paradigmas.

La Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito otorgará certificados de este curso así:

De asistencia, a quienes se inscriban por educación continuada y participen activa y cumplidamente como mínimo en el 90 % de las sesiones programadas.

De contenido, créditos y nota a los estudiantes de pregrado o posgrado de la Escuela.

De contenido, créditos y nota a los estudiantes de pregrado o posgrado de cualquier universidad del país que se matriculen como estudiantes visitantes o de intercambio. Para esto deberán enviar la solicitud a la Oficina de Relaciones Internacionales (ori@escuelaing.edu.co) e indicar la universidad de origen y el programa que cursan.

Certificación

La Universidad Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito otorgará el diploma de asistencia a quienes participen activa y cumplidamente como mínimo en el 90 % de las actividades programadas.

Perfil del aspirante

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  • El curso está dirigido a:
  • Estudiantes de pregrado de ingeniería eléctrica con la asignatura sistemas de potencia (ASP1) cursada y estudiantes de ingeniería electrónica, con la asignatura electrónica de potencia (ELPO) cursada.
  • Estudiantes de posgrado en las áreas de ingeniería eléctrica y electrónica.
  • Profesores de la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito cómo curso de desarrollo profesoral
  • Profesores y profesionales de las áreas de ingeniería eléctrica y electrónica.

Contenido temático

Modulo I: Antecedentes (5 horas)

  • Conceptos generales:
    • Sistemas dinámicos.
    • Modelamiento de sistemas dinámicos: Modelo algebraico diferencial.
    • Escalas de Tiempo en Procesos Dinámicos: Sistemas de Potencia.
    • Fenómenos estudiados
  • Tipo de Simulaciones: Sistemas eléctricos de potencia:
    • Fenómeno electromagnético (simulaciones EMT).
    • Fenómeno electromecánico (simulaciones RMS).
    • Ejemplo numérico: Modelo algebraico diferencial máquina única - barra colectora infinita.
  • Simulación.
  • Simulación de sistemas eléctricos de potencia: Historia y desarrollos.
  • Solucionadores numéricos

Módulo II: Simulaciones fuera de línea (5 horas)

  • Simulación digital de sistemas de potencia simulación fuera de línea.
    • Simulador.
    • Simulación en tiempo discreto.
    • Simulación fuera de línea: más rápido que en tiempo real versus más lento que en tiempo real.
    • Ejemplos de simulaciones: más rápido y más lento que en tiempo real.
  • Simulación fuera de línea: EMT frente a RMS
    • Ejemplo: Fallo de cortocircuito en un seguimiento de red tradicional.

Módulo III: Co-simulación (5 horas)

  • Sistemas complejos
    • Ejemplos de sistemas complejos en sistemas de potencia eléctrica.
  • Necesidades de simulacionesadicionales fuera de línea.
  • Simulación.
    • Definición e implementaciones.
    • Ejemplo: DIgSILENT PowerFactory Co-simulation (ComCosim).
  • Motivación sistema Ciber-Físico.
    • Ejemplos de sistemas ciberfísicos en sistemas eléctricos de potencia.

Módulo IV: Simulación digital en tiempo real (5 horas)

  • Simulación digital en tiempo real
    • Definición.
    • Requisitos.
    • Tipos de simulaciones en tiempo real.
    • Simulador en tiempo real.
    • Estructura de hardware.
    • Software.
    • Ejemplos de simuladores en tiempo real: Typhoon HIL y OPAL-RT.
      • Hardware en el circuito.
    • Hardware del controlador en el bucle (CHIL).
    • Hardware de alimentación en el bucle (PHIL).

Fechas y horario

El curso se desarrollará entre el 5 y el 11 de julio de 2023. Las clases se realizarán de 1:00 p.m. a 5:00 p.m., en el campus de la Escuela.

La Universidad Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito, para sus programas de Educación Continuada, se reserva el derecho de cambiar sus conferencistas y fechas de realización, o cancelarlos de no contar con el número de personas requerido para tal fin. Lo anterior se informará a los interesados con antelación.

Objetivos alcanzables

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Este curso está dedicado a proporcionar una descripción general completa de las principales herramientas de modelado y simulación utilizadas en los sistemas de energía dominados por convertidores electrónicos de potencia.

Valor de la inversión

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El valor de la inversión es de un millón novecientos setenta y seis mil pesos moneda corriente ($1.976.000) por participante. Este valor incluye material técnico y memorias en medio electrónico.

Descuento del 5 % hasta el 21 de junio de 2023.

Inscripciones hasta el 30 de junio de 2023.

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