25 de julio de 2024: las compañías eléctricas y los desarrolladores de redes eléctricas recurren a herramientas de simulación para intentar comprender cómo los equipos modernos se verán afectados por eventos que se desarrollan rápidamente en una red compleja. Un tipo de simulación de red desafiante y particularmente prometedor, llamado análisis transitorio electromagnético o EMT, tiene el potencial de mejorar la comprensión de los planificadores sobre cómo responderá la electrónica de potencia moderna cuando las fallas interrumpan el flujo de energía. Pero hasta hace poco, el modelado de redes EMT era tan desafiante y requería tanto tiempo que su utilidad era limitada.
Los investigadores del Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía han desarrollado un software de simulación de EMT eficaz que utiliza nuevos algoritmos para acelerar los cálculos, haciendo innecesarios los costosos recursos de supercomputación. Esto proporciona una herramienta esencial para la planificación, el diseño y el funcionamiento de la red eléctrica, ya que incorpora nueva generación de energía renovable y cargadores de vehículos eléctricos.
Estos recursos, así como el almacenamiento en baterías para apoyar la red, requieren un tipo de electrónica de potencia llamada inversor, que altera el flujo de corriente eléctrica para que coincida con el sistema de transmisión más grande. A largo plazo, los inversores también permitirán el uso de corriente alterna y continua en la transmisión de energía, lo que podría ampliar la capacidad de la red estadounidense para manejar la creciente población y aprovechar las oportunidades de desarrollo económico.
El nuevo software desarrollado por ORNL puede simular actualmente decenas o cientos de recursos basados en inversores. El equipo de investigación demostró los beneficios de utilizar unidades de procesamiento gráfico y multinúcleo, o GPU, para una simulación EMT más rápida, reduciendo el tiempo necesario de días o varias horas a minutos. “Usando GPU, hemos descubierto que podemos simular cientos de recursos basados en inversores con decenas de millas de inversores individuales”, dijo el investigador de ORNL Suman Debnath.
ORNL está trabajando con proveedores para comercializar el software para su uso en redes eléctricas comunitarias. Mientras tanto, el equipo de investigación sigue ampliando la plataforma para permitir simulaciones de software de código abierto de hasta 100.000 dispositivos electrónicos de potencia basados en inversores en toda la red eléctrica de EE.UU. UU. Durante la próxima década, dijo Debnath. La confiabilidad eléctrica se mejora al mejorar las capacidades de planificación de las empresas de servicios públicos, así como de los desarrolladores de subestaciones y proyectos solares y eólicos.
El equipo de investigadores de ORNL de Debnath, en colaboración con su socio Southern California Edison, Realizó una de las primeras réplicas de fallas exitosas utilizando EMT. el año pasado, cuando reprodujeron con precisión los efectos de una falla de California de 2018.
Los desarrollos del software de la EMT se presentarán durante Un taller de simulación de EMT El taller, que también está patrocinado por el Departamento de Energía y la Corporación de Confiabilidad Eléctrica de América del Norte, se llevará a cabo en ORNL los días 12 y 13 de agosto en Knoxville, Tennessee. El taller, que también está patrocinado por el Departamento de Energía y la Corporación de Confiabilidad Eléctrica de América del Norte, cubrirá los últimos avances en algoritmos de simulación, bancos de pruebas y aplicaciones de EMT.
Los investigadores del ORNL Harry Hughes, Kuan-Chieh Hsu, Phani Marthi, Steven Hahn, Jongchan Choi y Qianxue Xia también contribuyeron al software de simulación EMT, que se creó como parte del INTERSECARSE programa. INTERSECT está financiado a través del programa de Investigación y Desarrollo Dirigido por el Laboratorio de ORNL. La investigación se llevó a cabo en el Centro de Implementación e Integración de Investigación de Redes de ORNL, o ROJO-C.
Fuente: Laboratorio Nacional de Oak RidgeCrédito de la imagen: Genevieve Martin/ORNL, Departamento de Energía de EE.UU. UU.
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