Máquina síncrona vs máquina síncrona virtual a bus infinito

Abstract

This thesis presents the mathematical models that define a synchronous machine (SM) in its operation as a generator and a virtual synchronous generator (VSG). The model of the SM was obtained with the variables of the machine. To optimize the performance of the computational tools a transform was applied which is the Park transform to refer the variables of the stator to the rotor. Additionally, the most used control models to keep the system in synchronism, which are the excitation control models for a smooth rotor or salient-pole machines and the speed control are obtained. The characteristic equation that defines the model and a block scheme are introduced. Finally, the results obtained from the behavior of a hydrogenator and a turbogenerator working independently before a single-phase and three-phase ground fault are shown, the results of these two generators working in parallel connection to an infinite bus with a three-phase ground fault are also shown. In the case of the VSG, results were obtained from the behavior of working in isolation before a three-phase ground fault and with a change of load in the system. Finally, the results obtained from these three generators connected in parallel to an infinite bus are shown.

En este trabajo de tesis se presentan los modelos matemáticos que definen a una máquina síncrona (MS) en su funcionamiento como generador y a un generador síncrono virtual (GSV). El modelo de la MS se obtuvo con las variables de la máquina, para optimizar el rendimiento de las herramientas computacionales se aplicó una transformada, la cual es la transformada de Park para referir las variables del estator al rotor. Se obtuvieron los modelos de control más usados para mantener en sincronismo al sistema, que son los modelos de control de excitación para una máquina de rotor liso o de polos salientes y el control de velocidad, se muestra la ecuación característica que define al modelo y un esquema de bloques. Finalmente, se muestran los resultados obtenidos del comportamiento de un hidrogenerador y un turbogenerador trabajando de manera independiente ante una falla monofásica y trifásica a tierra, también se muestran los resultados de estos dos generadores trabajando en conexión paralelo a un bus infinito con una falla trifásica a tierra. Para el caso del GSV se obtuvieron resultados de su comportamiento trabajando de manera aislada ante una falla trifásica a tierra y con un cambio de carga en el sistema. Y para finalizar el trabajo de tesis, se muestran los resultados obtenidos de estos tres generadores conectados en paralelo a un bus infinito.