Mejorado dual-espectro línea interpolada FFT con ventana de coseno de cuatro términos de lóbulo lateral mínimo para estimación armónica en tiempo real en la tecnología de red inteligente de sincrofasores
Autores: Oruganti, Venkata Subrahmanya Raghavendra Varaprasad; Dhanikonda, Venkata Sesha Samba Siva Sarma; Paredes, Helmo Kelis Morales; Simões, Marcelo Godoy
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
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Citaciones: Sin citaciones
La proliferación de cargas no lineales y la integración de fuentes de energía renovable requieren atención para una estimación armónica precisa junto con la estimación de la amplitud, fase y frecuencia fundamentales para la protección, mejora de la calidad de energía y gestión efectiva de la energía en una red de distribución inteligente. Hay actualmente diferentes algoritmos de Transformada Rápida de Fourier Interpolada con Ventanas (WIFFT) para la estimación armónica de voltaje, pero la estimación de armónicos de corriente usando WIFFT no está suficientemente explorada. Los algoritmos de WIFFT existentes, cuando se utilizan para la estimación armónica de corriente, resultan en baja precisión debido a la fuga espectral y al efecto de valla de piquete. Por otro lado, la Transformada de Fourier Discreta Interpolada (DFT) se utiliza para métricas de calidad de sincrofasores, pero es efectiva solo cuando no hay armónicos y la frecuencia fundamental es constante. Este documento propone una solución unificada, que comprende una búsqueda de índice de ubicación de pico (PLIS) basada en el algoritmo de Transformada Rápida de Fourier Interpolada de Línea de Espectro Dual (DSLIFFT) con Ventana Coseno de 4 Términos de Mínimo Lóbulo Lateral (4MSCW) para estimar tanto armónicos de voltaje o corriente de baja amplitud como sincrofasores bajo condiciones de frecuencia variable para redes de servicios públicos de energía renovable de alta penetración. La efectividad del algoritmo propuesto se valida mediante estudios de simulación y experimentación en tiempo real utilizando el sistema embebido reconfigurable de National Instruments bajo condiciones de carga no lineal.
Descripción
La proliferación de cargas no lineales y la integración de fuentes de energía renovable requieren atención para una estimación armónica precisa junto con la estimación de la amplitud, fase y frecuencia fundamentales para la protección, mejora de la calidad de energía y gestión efectiva de la energía en una red de distribución inteligente. Hay actualmente diferentes algoritmos de Transformada Rápida de Fourier Interpolada con Ventanas (WIFFT) para la estimación armónica de voltaje, pero la estimación de armónicos de corriente usando WIFFT no está suficientemente explorada. Los algoritmos de WIFFT existentes, cuando se utilizan para la estimación armónica de corriente, resultan en baja precisión debido a la fuga espectral y al efecto de valla de piquete. Por otro lado, la Transformada de Fourier Discreta Interpolada (DFT) se utiliza para métricas de calidad de sincrofasores, pero es efectiva solo cuando no hay armónicos y la frecuencia fundamental es constante. Este documento propone una solución unificada, que comprende una búsqueda de índice de ubicación de pico (PLIS) basada en el algoritmo de Transformada Rápida de Fourier Interpolada de Línea de Espectro Dual (DSLIFFT) con Ventana Coseno de 4 Términos de Mínimo Lóbulo Lateral (4MSCW) para estimar tanto armónicos de voltaje o corriente de baja amplitud como sincrofasores bajo condiciones de frecuencia variable para redes de servicios públicos de energía renovable de alta penetración. La efectividad del algoritmo propuesto se valida mediante estudios de simulación y experimentación en tiempo real utilizando el sistema embebido reconfigurable de National Instruments bajo condiciones de carga no lineal.