Comparación de inversores Grid following y Grid Forming

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inversores grid followingGrid forming

Comparacion

Ambos tipos de controles enfrentan restricciones debido a el comportamiento y funcionamiento de cada uno, estra consigo unas diferncias importantes en cuanto a la realidad de su compatibilidad con las rede s y el objetivo deseado

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V.S.

Grid following

Grid forming

Un Inversor de control Grid forming mantiene constantes su voltaje interno y su frecuencia durante un período de tiempo transitorio, ajustando localmente su magnitud y frecuencia. Estos inversores GFM pueden operar de dos maneras: como una entidad autónoma, generando su propio voltaje y frecuencia sin depender de la red principal (conocido como ïsla eléctrica"), o pueden sincronizarse con una red eléctrica externa. Esto les permite a los inversores GFM IBR responder de inmediato a cambios en el ángulo de fase del sistema externo, suministrando potencia activa y reactiva adicional según sea necesario durante el período transitorio.

Un Inversor de Respuesta Rápida con Control de Fase (GFL IBR) mantiene constantes los valores activos y reactivos de la corriente que entrega durante un período transitorio. Para lograr esto, el GFL IBR se apoya en una función de sincronización de alta velocidad que normalmente emplea un bucle de bloqueo de fase (PLL) para determinar el ángulo del voltaje de la red en el punto de conexión del IBR.

Los inversores Grid Following y Grid Forming representan oportunidades emocionantes en la cadena de valor del sector eléctrico al permitir una mayor integración de energías renovables y una mayor resiliencia en la red eléctrica. Sin embargo, también plantean desafíos que deben abordarse para garantizar una transición exitosa hacia un sistema eléctrico más sostenible y confiable. La inversión en investigación, desarrollo y colaboración entre la industria, los reguladores y las partes interesadas será esencial para aprovechar al máximo estas oportunidades y superar estos desafíos

Retos y oportunidades

Conclusión

Universidad de los Andes Curso de Electronica de Potencia Andres David reyes Jimenez- 202014742

Existen varios problemas a tener en cuenta en el uso de seguidores red, que se presentan debido al uso del control de phase y voltaje de la red que puede ocasionar fallas, entre ellos están:

• Los convertidores Grid-Following pueden perder la sincronización con la red eléctrica debido a perturbaciones, como variaciones en la frecuencia o en la tensión de la red.

• Puede afectar la calidad de la energía generada o consumida por el convertidor debido a la dificultad para seguir cambios en la red ya que a menudo tienen dificultades para seguir rápidamente los cambios en la red, como las fluctuaciones de la frecuencia o las variaciones de la tensión.
• Los convertidores Grid-Following pueden generar armónicos no deseados en la corriente o la tensión de la red eléctrica, lo que puede causar problemas de calidad de energía y cumplimiento de normativas.
• En situaciones en las que la red eléctrica experimenta perturbaciones importantes, como sobretensiones o caídas de frecuencia, los controladores Grid-Following pueden no responder de manera adecuada para mantener la estabilidad del sistema.

El grid forming es capar de al sufrir una desconexion en el tiempo t', mantener su voltaje y angulo interno activo, lo que permite luego una conexion rapida y estabilizacion con el sistema.

El grid following cuando ocurre una desconexion, no es capar de lograr una reconexion inmediata a traves de la generacion de corriente, lo que puede causar desfase en la señal que desestabilizan el sistema.

La comparación de los elementos analizados se puede observar en la tabla que busca dar a entender las diferentes ventajas y desventajas del uso de las diferentes tecnologías.

Existen varios problemas a tener en cuenta en el uso de seguidores red, que se presentan debido al uso del control de phase y voltaje de la red que puede ocasionar fallas, entre ellos están:

• Los convertidores Grid-Following pueden perder la sincronización con la red eléctrica debido a perturbaciones, como variaciones en la frecuencia o en la tensión de la red.
• Puede afectar la calidad de la energía generada o consumida por el convertidor debido a la dificultad para seguir cambios en la red ya que a menudo tienen dificultades para seguir rápidamente los cambios en la red, como las fluctuaciones de la frecuencia o las variaciones de la tensión.
• Los convertidores Grid-Following pueden generar armónicos no deseados en la corriente o la tensión de la red eléctrica, lo que puede causar problemas de calidad de energía y cumplimiento de normativas.
• En situaciones en las que la red eléctrica experimenta perturbaciones importantes, como sobretensiones o caídas de frecuencia, los controladores Grid-Following pueden no responder de manera adecuada para mantener la estabilidad del sistema.

El sector eléctrico está experimentando un cambio generacional en sus tecnologías y sistemas, lo que brinda oportunidades emocionantes para una red eléctrica más sostenible y confiable. La inversión en investigación, desarrollo y colaboración entre la industria, los reguladores y las partes interesadas será esencial para aprovechar al máximo estas oportunidades que ofrecen las tecnologías GFM y GFL. En resumen, la elección entre Grid Following y Grid Forming dependerá de las necesidades específicas de cada aplicación, y ambas tecnologías desempeñarán un papel crucial en la transformación del sector eléctrico hacia un futuro más limpio y eficiente.

El uso de convertidores Grid-Forming, a pesar de sus ventajas, también presenta algunas desventajas y desafíos. Algunas de las desventajas comunes incluyen:

• Los convertidores Grid-Forming a menudo involucran sistemas de control y algoritmos más complejos en comparación con los convertidores Grid Following. Esto puede hacer que su implementación y configuración sean más difíciles y costosas.

• La tecnología necesaria para implementar convertidores Grid-Forming tiende a ser más cara en comparación con los convertidores Grid-Following, lo que puede aumentar los costos iniciales de desarrollo e implementación de sistemas de generación de energía.

• Para mantener la estabilidad en una microred o sistema aislado, es posible que se necesiten sistemas de almacenamiento de energía, como baterías, para garantizar la continuidad de la energía en caso de que se produzcan perturbaciones significativas.
• Los convertidores Grid-Forming a veces pueden ser menos flexibles para conectarse a la red eléctrica principal o seguir sus variaciones, lo que podría dificultar la integración de energía renovable y la operación en modo isla.
• Para mantener la formación de red, los convertidores Grid-Forming pueden requerir una cantidad continua de energía incluso en situaciones de bajo consumo, lo que puede resultar en una mayor pérdida de energía.
• La complejidad del control de convertidores Grid-Forming también los hace más susceptibles a desafíos de diseño y mantenimiento, lo que puede requerir un mayor nivel de experiencia técnica y recursos.
• En sistemas eléctricos con múltiples convertidores Grid-Forming, la coordinación entre los controladores de estos dispositivos puede ser complicada y dar lugar a problemas de interferencia mutua.