New protection algorithms for HVDC grids

Resumen

Los sistemas HVDC representan una alternativa prometedora para futuras expansiones del sistema eléctrico gracias a las ventajas que presentan en comparación con el transporte convencional en corriente alterna. Además, el interés por desarrollar redes HVDC multiterminales ha crecido en los últimos años, sin embargo, su implementación se ha visto ralentizada debido a la complejidad que presenta la protección ante faltas en estos sistemas. El objetivo principal de esta tesis es proponer un nuevo algoritmo de protección contra faltas, apropiado para dichas redes y capaz de superar las limitaciones presentes en algoritmos existentes. El algoritmo propuesto es un algoritmo de tensión de inductancia basado en el cálculo del ratio entre las medidas de tensión tomadas a ambos lados de la inductancia limitadora y la derivada de dicho ratio. Es capaz de detectar faltas rápidamente y de discriminar de manera selectiva entre faltas dentro y fuera de la zona de protección. También se propone una metodología para la selección del valor umbral necesario para la operación de algoritmos locales. A continuación, sedesarrolla un esquema de protección completo que se compone de protecciones de línea primaria y de respaldo, protección de barra y protección ante fallo del interruptor. Esta última protección es, así mismo, un nuevo algoritmo propuesto en la tesis, que presenta una operación más rápida que algoritmos convencionales de detección de fallo en el interruptor. Finalmente, la operación del esquema de protección propuesto es validada y analizada a través de simulaciones en un modelo de red de cuatro terminales con diferentes escenarios de falta, comparándolo con algoritmos existentes.