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El generador eólico ETAP incluye dos enfoques para estudiar sistemas de energía eólica cuando se combinan con las capacidades apropiadas para análisis de la red y escenarios de simulación:
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Los diseñadores u operadores de parques eólicos pueden modelar y simular generadores eólicos usando cualquier tipo de tecnología, diseñar sistemas de recolección de energía eólica, dimensionar cables subterráneos, determinar la adecuación de la conexión a tierra del sistema y más. Acceso a bibliotecas de dispositivos de ingeniería como generadores, cables, relés de protección, líneas aéreas, etc. hacen que el proceso de diseño sea flexible y eficiente.
Los operadores del sistema pueden representar el generador eólico como un modelo matemático de máquina única de toda la planta eólica para comprender el impacto de la integración eólica en la red bajo la variabilidad del viento.
El comportamiento dinámico del sistema se puede estudiar cambiando la velocidad del viento (ráfagas, rampas), disparando la planta eólica, simulando fallas del sistema en la turbina eólica o en los buses conectados a la red. Los resultados del estudio determinan el grado de vulnerabilidad del sistema con el aumento de la integración y la incertidumbre de la generación de energía eólica. Se pueden agregar acciones definidas por el usuario para simular variaciones en la recuperación transitoria del generador eólico y la red, así como las operaciones de los relés. También predice la respuesta dinámica de cada generador eólico individual.
El generador eólico ETAP puede utilizarse para verificar el cumplimiento de la conexión a la red, simulación dinámica y estado estable de parques eólicos enteros, dimensionar sistemas colectores, calcular niveles de corriente de cortocircuito, analizar la ubicación alternativa de la turbina, ajustar los parámetros de control, seleccionar y colocar dispositivos de protección y más.
Actualmente hay dos grupos principales de la industria trabajando en el desarrollo de modelos genéricos para simulaciones de sistemas de energía eólica: el Grupo de Trabajo de Modelado de Energía Renovable (REMTF) del Consejo de Coordinación de Electricidad Occidental (WECC) y la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) Comité (TC) 88, Grupo de trabajo (GT) 27.
En general, las tecnologías más comúnmente vendidas e instaladas en el mercado actual (tanto en los Estados Unidos como en el extranjero) tienden a ser las unidades de Tipo 3 y 4. Todos los principales vendedores de equipos suministran una o ambas de estas tecnologías. Sin embargo, hay un gran número de unidades Tipo 1 y 2 en servicio en todo el mundo, por lo que su modelado también es importante. Algunos proveedores todavía suministran las turbinas Tipo 1 y 2 también.
ETAP incluye modelos de generadores desarrollados por el Grupo de Trabajo de Modelado y Validación de WECC y el Grupo de Trabajo del Comité Técnico de IEC. Estos modelos fueron desarrollados para analizar el impacto en la estabilidad de grandes conjuntos de generadores con un solo punto de interconexión a la red. Se han realizado simulaciones dinámicas con estos modelos y comparaciones con resultados derivados de modelos de orden superior utilizados en representaciones específicas de fabricante de la conversión aerodinámica y dinámica de transmisión.
La máquina está regulada por un paso y acciona un generador de inducción de jaula de ardilla que está directamente conectado a la red. El modelo genérico consiste en un modelo de generador, un modelo de tren de transmisión y un controlador de paso.
La máquina funciona con deslizamiento variable. Utiliza un generador de inducción de rotor bobinado cuyo devanado del rotor se saca a través de anillos deslizantes y cepillos. Una resistencia externa del rotor se modula electrónicamente para afectar los cambios dinámicos en las características torque-velocidad de la máquina. El modelo genérico incluye modelo de generador, controlador de resistencia externo, modelo de tren de transmisión y controlador de paso.
La máquina es un generador de inducción doblemente alimentado (DFIG) o conversión parcial. La turbina está regulada por un paso y presenta un generador de inducción de rotor bobinado con un convertidor de alimentación CA/CD/CA conectado entre los terminales del rotor y la red. El devanado del estator del generador está directamente conectado a la red. El convertidor de potencia en el circuito del rotor permite un control independiente del torque y flujo del generador, proporcionando un control de potencia activo y reactivo rápido en una amplia gama de velocidades del generador.
La turbina está regulada por un paso y cuenta con un convertidor de potencia CA/CD/CA a través del cual se procesa toda la potencia del generador. El generador puede ser de inducción o síncrono. El convertidor de potencia permite un control independiente de la cuadratura y las corrientes de salida del eje directo en la interfaz de la red, proporcionando un control de potencia activo y reactivo rápido en una amplia gama de velocidades del generador.
The transition towards sustainable energy sources is driving innovative solutions in the offshore oil and gas industry. The presentation delves into the integration of a Wind Turbine Generator (WTG) into an existing Floating Production Storage and Offloading (FPSO) vessel to reduce carbon emissions. The technical and operational challenges of this integration are discussed, including load balancing, intermittency of wind energy, transformer energization, motor starting, protection coordination, and maintaining operational reliability. The study utilizes simulations with tools like HOMERPRO, ETAP, and PSCAD to assess the technical feasibility of integrating the WTG and Battery Energy Storage System (BESS) into the FPSO power system. Various studies, including load flow, short circuit, motor acceleration, transient stability, voltage ride through, harmonic analysis, protection coordination, and transformer energization are conducted to ensure the effectiveness and efficiency of the proposed system. There is great potential for reducing the operational carbon footprint of FPSOs by incorporating renewable energy sources and using software simulations to address the complexities and considerations involved in such integration.
Una descripción general del modelado y simulación de parques eólicos utilizando el módulo ETAP Renewable.
The challenges of directional protection of a wind farm collector are presented in this webinar. ETAP StarZ™ Protection & Coordination module is utilized to set and analyze protection of wind power plant collectors.
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