Download Integración de g proyectos eólicos en sistemas eléctricos de potencia

UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Integración
g
de proyectos eólicos en sistemas eléctricos
de potencia
Irapuato, México
12 al 14 de mayo de 2010
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Cualidades de la energía eólica
• Seguridad de abastecimiento en la fuente
 Disponibilidad en cualquier parte del mundo
 Dependencia regional o local
• Consideraciones económicas
 Costo de combustible = cero
 Desarrollo económico regional
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Cualidades de la energía eólica
• Aspectos ambientales
 Fuente de energía natural
 Libre de emisiones contaminantes
 Contrarresta el efecto de cambio climático
 No genera residuos tóxicos
 No requiere el uso de agua
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Desventajas de la energía eólica
• Grandes secciones de área • Impacto visual y audible
• Variabilidad
• Lejanía de las redes de transmisión
• Despacho de generación sujeto a condiciones climatológicas
• Tecnología de generación eléctrica distinta a la convencional
• No todas las regiones presentan cualidades que garanticen la inversión
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Estadísticas de generación eólica
Estadísticas de generación eólica
Evolución de la capacidad instalada a nivel mundial (MW)
Evolución del incremento de capacidad instalada a nivel mundial (MW)
44,287
38,310
203,500
159,213
26,973
120,903
19,808
93,930
24,322 31,181
2001
2002
39,295
2003
47,693
2004
59,024
15,098
5,098
74,122
11,331
6,922
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2001
6,859
2002
8,114
2003
8,398
2004
2005
Capacidad instalada para los 10 países con mayor participación (MW)
Dinamarca
3,497 Portugal
2% 2,862
Francia
4,521
3%
Italia
4,850
3%
Otros
22,411
14%
EUA
35,119
22%
Inglaterra 2%
4,092
3%
India
10,925
7%
España
19,149
12%
Fuente: World Wind Energy Association página web
China
26,010
16%
Alemania
25,777
16%
2006
2007
2008
2009
2010
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Recurso eólico en México
• CFE tiene en operación 85 MW de
generación eólica en Oaxaca.
• Para el 2011, se tendrá un total de
2,576 MW en la zona del Istmo de
Tehuantepec.
Octubre ‐ Noviembre
7.7 – 8.5 m/s
Di i b ‐ Febrero
Diciembre
F b
>8.5
8 5 m/s
/
Marzo
7.7 – 8.5 m/s
• 589 MW serán operados por la CFE
para cubrir las necesidades de
carga del servicio público y 1,984
MW
por
proyectos
de
autoabastecimiento o productores
independientes de energía.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Componentes de un Aerogenerador
Buje
Góndola
Palas
Torre
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Góndola
Corona de
orientación
Sistema de
refrigeración
g
Eje de baja velocidad
Motor de
orientación
Multiplicador : incrementa la
velocidad de rotación de 18 –
30 rpm a 1500 rpm
Veleta: Identifica la
dirección
del viento
Eje de alta velocidad
Anemómetro: Mide
la velocidad del
viento
Controlador: Envía la
señal de arranque,
paro y orientación
Generador síncrono
o de inducción
Freno: Puede
d ser activado
d
mecánicamente, eléctricamente
o hidraúlicamente
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Eficiencia de aerogeneradores
• La potencia de una masa de aire que se impacta contra las palas
d un aerogenerador
de
d puede
d determinarse
d
mediante:
d
P
1
    R 2  V 3  Cp
2
Donde
P
= potencia (W)

= densidad del aire (kg/m3)
R
= radio del área del barrido (m)
V
= velocidad del viento (m/s)
Cp = coeficientes de potencia
• Los
os coe
coeficientes
c e tes de pote
potencia
c a de ae
aerogeneradores
oge e ado es modernos
ode os se
encuentran en el rango de (0.35 – 0.45).
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Evolución de la capacidad en aerogeneradores (EUA)
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Dimensiones de componentes
Evolución del diámetro
Peso vs diámetro
Altura de torre vs diámetro
Peso vs diámetro > 80 m
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
El aerogenerador más grande del mundo
(tierra adentro‐2008)
• Marca : ENERCON
• Capacidad : 6 MW
Capacidad : 6 MW
• Generador: síncrono indirectamente conectado al sistema
• Diámetro: 127 m
Diámetro: 127 m
• Torre : 135 m
• Góndola : 430 ton
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Curva de potencia
Velocidad a plena carga
Potenciia (MW)
Velocidad de arranque
Velocidad del viento (m/s)
Velocidad promedio
Velocidad de desconexión
Para protección (tormentas)
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Configuración eléctrica de aerogeneradores
• Los aerogeneradores
g
se diseñan como turbinas de velocidad fija
j
o variable que pueden utilizar generadores síncronos o
asíncronos.
• Con
C
b
base
en ell diseño
di ñ correspondiente,
di t la
l conexión
ió a la
l red
d
eléctrica del parque eólico puede realizarse directa o
i di
indirectamente,
esta última
úl i
a través
é de
d dispositivos
di
ii
d
de
electrónica de potencia.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Configuración eléctrica de aerogeneradores
• Genéricamente se utilizan cuatro tipos de configuraciones con
sus respectivas tecnologías
l í
Generador
Tipo
1
Inducción Jaula de Ardilla
Inducción Rotor Devanado
Velocidad
Síncrono

Fija
Variable

Directamente conectado
Parcialmente conectado
Indirectamente conectado

2


3


4


Conexión con la red del parque eólico




UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Aerogenerador Tipo 1
Generador de inducción jaula de ardilla directamente conectado
Arrancador
Sistema de control
del ángulo
Multiplicador
Transformador
Ramal colector de
media tensión
GI
Jaula de ardilla
4 polos – 1800 RPM
6 polos – 1200 RPM
Banco de
capacitores
• El generador de inducción Jaula de ardilla siempre consume
potencia reactiva del sistema, por lo cual requiere de
compensación
p
reactiva.
• La velocidad de la turbina es fija con base a la frecuencia del
sistema.
it
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Aerogenerador Tipo 2
Aerogenerador Tipo 2
Generador de inducción de rotor devanado directamente conectado
Rotor devanado
4 polos, 1800 RPM
6 polos, 1200 RPM
Transformador
Sistema de control
del ángulo
Multiplicador
Ramal colector de
media tensión
GI
Arrancador
Resistencia variable
Banco de
capacitores
• Esta configuración dispone de una resistencia variable en el
rotor.
• La resistencia variable se conecta al circuito del rotor a través de
electrónica de potencia, lo cual permite controlar la corriente en
ell rotor
t relativamente
l ti
t rápido,
á id de
d manera que mantiene
ti
l
la
potencia constante durante ráfagas de viento.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Aerogenerador Tipo 3
Aerogenerador Tipo 3
Generador de inducción doblemente alimentado
Transformador
Rotor devanado Pestator
fsist
Multiplicador
Ramal colector de
media tensión
GI
Protor
frotor
Pconv
fsist
Convertidores de frecuencia
back – to – back (30% Pnom)
• El voltaje en el estator se aplica desde el sistema eléctrico y el
voltaje en el rotor desde los convertidores.
• En esta configuración se agrega un sistema de excitación de
frecuencia variable (back – to ‐ back) en lugar de una resistencia
al circuito del rotor.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Aerogenerador Tipo 4
Aerogenerador Tipo 4
Convertidor pleno
Convertidores de frecuencia
T
Transformador
f
d
back – to – back
Multiplicador
Ramal colector de
media tensión
G
Jaula de ardilla /
Imánes permanentes
Convertidor
lado máquina
Convertidor
lado sistema
• Gran
G
fl ibilid d en diseño
flexibilidad
di ñ y operación.
ió
q
de convertidores tiene como objetivo,
j
, a)) actuar
• El esquema
como almacenador ante fluctuaciones de potencia causadas por
ráfagas de viento, así como aquellas causadas por transitorios
provenientes del sistema, y b) controlar la magnetización y
evadir los problemas de frecuencia remanente con la red
eléctrica.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Control de Voltaje
• Capacidades de control de voltaje por tipo de aerogenerador:
Tipo de Aerogenerador
Control de voltaje
Observaciones
1
No Requieren de Capacitores FP sin carga 0.98 en adelanto (ind) FP a plena carga 1.0
Varía la Q en función de la P generada
Modifica la corriente del rotor. Modifica
la corriente del rotor
FP 0.9 en adelanto (ind) 0.95 en atrazo (cap). Algunos diseños pueden aportar Q cuando P=0.
2
3
4
Si
Si
Varía la Q en función de la P generada
Q
g
Modifica la componente reactiva de la corriente en el convertidor de lado sistema. Control efectivo del FP.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Comportamiento en Corto Circuito
• Los tipo 1 y 2 proporcionan una aportación a la corriente de
corto circuito similar
l a los
l generadores
d
síncronos,
í
sin embargo
b
l
la
corriente decae rápidamente en función de la reducción de flujo
en la máquina .
• Los tipo 3 y 4, tienen un alto grado de controlabilidad, el cual se
utiliza para proteger los controladores limitando la corriente de
corto circuito.
• Los tipo3, presentan un cierto grado de complejidad, ya que las
condiciones bajo falla varían de manera discontinua si la
resistencia limitadora (crowbar) es activada para proteger el
circuito del rotor.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Comportamiento en Corto Circuito – Tipo 1
• Pueden representarse como fuente de voltaje en serie con una
reactancia subtransitoria
b
d eje directo
de
d
X”d.
”d
• El tipo 1 puede contribuir a la corriente de corto circuito hasta
por el valor de la corriente a rotor bloqueado, que comúnmente
es del orden de 5 a 6 p.u.
X”d
Terminales del
aerogenerador
Transformador
d unidad
de
id d
Circuito colector
Vs
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Comportamiento en Corto Circuito – Tipo 2
• Si durante la falla, el control de la resistencia externa resulta en
cortocircuitar ell rotor del
d l generador,
d
ell comportamiento es
similar al tipo 1.
• Por el otro lado, si el control resulta en la inserción de toda la
resistencia, el equivalente de thevenin deberá incluir el valor de
la resistencia en serie con la inductancia equivalente de la
turbina.
X”d
Vs
Terminales del
aerogenerador
Transformador
de unidad
Circuito colector
Con resistencia del rotor cortocircuitada
X”d
Resistencia
del rotor
Vs
Terminales del
aerogenerador
Transformador
de unidad
Circuito colector
Con resistencia del rotor a su máximo valor
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Comportamiento en Corto Circuito – Tipo 3
• Si durante la falla, el controlador del lado máquina se mantiene
activo, la
l corriente en ell estator estaráá limitada
l
d entre 1.1 a
2.5 p.u. del valor de corriente a plena carga.
• En aquellas ocasiones que se inserta el limitador de corriente
“crowbar” al circuito del rotor, la aportación de corriente estará
entre 5 a 6 p.u.
pu
Is = 1.1 p.u.
Terminales del
aerogenerador
Transformador
de unidad
Circuito colector
Crowbar inactivo
X”d
Terminales del
aerogenerador
Transformador
de unidad
Circuito colector
Crowbar activo
Vs
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Comportamiento en Corto Circuito – Tipo 3
Activación del crowbar
Liberación de falla
Falla
Resistencia de crowbar 0.1 p.u.
Resistencia de crowbar 0.2 p.u.
Resistencia de crowbar 0.2 p.u.
Resistencia de crowbar 0.5 p.u.
Resistencia de crowbar 1.0 p.u.
Resistencia de crowbar 5.0 p.u.
Desconexión de crowbar
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Comportamiento en Corto Circuito – Tipo 4
• Las aportaciones de corriente está limitada por los convertidores
a valores
l
d 1.1 p.u aprox. de
de
d la
l corriente a plena
l
carga.
• El convertidor lado sistema solo contribuye a la corriente de
secuencia positiva.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Comportamiento en Corto Circuito – Tipo 4
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Modelado dinámico
Tipo 2
Tipo 1
Tipo 3
Tipo 4
Vreg bus
Vterm
Ip (p)
WT3E
Modelo de
control del
convertidor
Modelo
Convertidor/
Generador
Eq (Q)
Pgen, Qgen
WT3G
Potencia Velocidad
Velocidad de la flecha
Pgen
Modelo de
Control de
ángulo
WT3P
Angulo de palas
Modelo de
Turbina
WT3T
Pgen, Qgen
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Modelado dinámico
• Para realizar la validación de modelos genéricos, es necesario:
– Disponer del equivalente del parque eólico
– Datos de condiciones de prefalla
p
– Medición durante transitorios
– Modelo dinámico especifico de los aerogeneadores
Modelo dinámico especifico de los aerogeneadores validado validado
por el proveedor
– Ajuste de control de los aerogeneradores
– Representar las condiciones post falla.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Topologías de parques eólicos
• Un parque eólico consiste en un cierto número de
aerogeneradores
d
conectados
d
a un sistema colector
l
d media
de
d
tensión, el cual se conecta al sistema de transmisión a través de
un punto de interconexión.
• A nivel mundial, las capacidades comerciales actualmente
utilizadas en aerogeneradores van desde 1 hasta 4 MW,
MW con
voltaje en terminales de 600 V aprox.
• Se utilizan transformadores elevadores para conectar a cada
aerogenerador a la red de media tensión ( de 12 a 34.5 kV).
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Topologías de parques eólicos
Punto de
interconexión
Subestación del
sistema colector
Línea de transmisión de
interconexión
Aerogeneradores
Ramales colectores
(aéreos o subterráneos)
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Topologías de parques eólicos
La Venta, Oaxaca
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Representación equivalente de parques eólicos
• Para la incorporación en estudios de flujos de potencia y
estabilidad
b l d d transitoria, se recomienda:
d
Efecto agregado del sistema colector, y debe representar una aproximación
De las pérdidas y caída de voltaje
Efecto agregado de los t
transformadores de cada f
d
d
d
aerogenerador
Representan la capacidad
total de generación y la compensación reactiva de todos los aerogeneradores
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Características de parques eólicos
• Variabilidad en la generación de energía
Variabilidad en la generación de energía
• Predicción de capacidad de generación
• Capacidades operativas • Requerimientos generales en códigos de red
• Estabilidad
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Variabilidad
• Por su naturaleza, los parques eólicos representan una
generación
ó variable.
bl
• La variabilidad puede aplanarse si existe suficiente disponibilidad
de terreno para extender los parques eólicos.
• D
Debido
bid a la
l variación
i ió espacial
i l entre aerogeneradores,
d
asíí como,
entre parques eólicos, la pérdida instantánea de toda la potencia
debido a la disminución de velocidad en el viento, es un evento
poco creíble.
• La pérdida sustantiva de potencia eólica debido a disturbios en la
red, puede prevenirse con el requerimiento de huecos de
tensión.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Variabilidad
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Variabilidad
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Variabilidad
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Predicción de capacidad de generación
• El error de p
predicción del viento es mucho mayor
y q
que el error en
la predicción de carga
• Para la realización de predicciones, se requieren:
– curvas semi‐paramétricas de los parques
– modelos dinámicos de predicción (dinámica de la potencia
del viento, variaciones diarias, etc)
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Predicción de capacidad de generación
• El error en la predicción, disminuye cuando se involucran
grandes
d áreas.
á
• Para un parque eólico, el error en la predicción de un día en
adelanto se encuentra entre 10% y 20%.
• Para
P
un área
á
d controll puede
de
d ser menor all 10%.
10%
p
• El nivel de certeza aumenta mientras el horizonte de predicción
disminuye.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Capacidades operativas de parques eólicos
• Los aerogeneradores modernos se encuentran constantemente
mejorando
d y ofrecen
f
posibilidades
b l d d para tolerar
l
y manipular
l
variaciones de voltaje y frecuencia.
• A través de un sistema SCADA coordinado con un centro de
control,
los parques eólicos pueden considerarse como
elementos activos en el manejo de la potencia activa y reactiva
del sistema.
• La potencia activa puede regularse para mantener un
porcentaje, un valor límite o un valor fijo por debajo de la
capacidad disponible en ese momento.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Capacidades operativas de parques eólicos
• Las rampas operativas de los parques eólicos pueden controlar el
í d de
índice
d incremento de
d potencia activa, asíí como, una suavizada
d
desconexión.
Potencia (MW
W)
Potencia del parque
Índice de rampa 3 MW/min
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Capacidades operativas de parques eólicos
Se desactiva control de
frecuencia y balance
Se activa control de frecuencia,
bajo el concepto de reserva rodante
(Pgeneración < Pdisponible)
S solicita
Se
li it di
disparo de
d generación
ió
manual (P=-20MW)
Disparo de generación instantáneo
por instrucciones del Control automático de frecuencia
S solicita
Se
li it di
disparo manuall
de generación
Parque eólico de 160 MW (DFIG)
Reducción significativa
por sobregeneración en
el sistema
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Capacidades operativas de parques eólicos
• Los controles de los aerogeneradores pueden utilizarse para regular t t l lt j
tanto el voltaje como el factor de potencia a valores definidos.
lf t d
t i
l
d fi id
Voltaje en el puto de
interconexión
Velocidad del viento
Voltaje en el parque
eólico
Potencia generada
Velocidad del viento
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Requerimientos en códigos de red
• Fault ride‐through capability : Habilidad de un aerogenerador
para permanecer en operación
ó durante
d
y después
d
é de
d un
disturbio.
• Inicialmente, el número de aerogeneradores conectados a los
sistemas no era significativo, por lo cual, los primeros acuerdos
consistían en desconectarlos ante disturbios.
disturbios
• Con el creciente índice de integración de parques eólicos a gran
escala, es necesaria su incorporación en los códigos de red, ya
que el disparo de cientos de MW tiene un efecto directo en el
sistema.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Voltaje en el lado de alta del t
trasformado
or de conexió
ón (p.u.)
Requerimientos en códigos de red
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Huecos de tensión
Comportamiento de un parque eólico
ante huecos de tensión de 150 ms UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Requerimientos en códigos de red
• Se pueden incluir requerimientos para el control de potencia
reactiva (por
(
ejemplo
l 0.95 en ell punto de
d interconexión)
ó )
• De igual manera es necesario solicitar un sistema de adquisición
de datos compatible a la empresa suministradora.
• R
Requerimientos
i i
adicionales
di i
l pueden
d ser:
– Control de voltaje
potencia activa
– Control de frecuencia y p
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Requerimientos en códigos de red
• Dependiendo
p
de los requerimientos
q
del código
g de red,, los
parques eólicos pueden utilizar dispositivos de control de voltaje
y/o capacitores.
p
tales como CEV’s y/
• Es
E necesario
i solicitar
li it modelos
d l probados
b d por los
l proveedores
d
para propósitos de simulación, que garanticen la compatibilidad
con los
l simuladores
i l d
utilizados
ili d por la
l compañía
ñí suministradora.
i i
d
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Requerimientos en códigos de red
• Los p
parques
q
eólicos deben tener la capacidad
p
de operar
p
de
manera continua a velocidad nominal para un rango de
por la compañía
p
suministradora,, p
por
frecuencia definido p
ejemplo, de 57.5 Hz a 62 Hz.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Impacto en sistemas de potencia
• La ggeneración eólica tiene un impacto
p
sobre la confiabilidad y
eficiencia de los sistemas de potencia
 Regulación y seguimiento de carga
 Eficiencia y asignación de unidades
 Planificación de la generación
 Eficiencia del uso del sistema de transmisión
 Estabilidad del sistema.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Impacto en sistemas de potencia
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Regulación y seguimiento de carga
• Desde segundos hasta 30 min.
• La variabilidad e incertidumbre de la energía eólica, impacta en
la asignación y el uso de reservas en el sistema.
• Los errores e la predicción de energía eólica pueden combinarse
con cualquier
l i
otro error de
d
predicción
di ió
previamente
i
experimentado.
• Requerimientos adicionales en el balance de generación‐carga
dependerán de la capacidad de la región para realizar dicho
balance.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Regulación y seguimiento de carga
• Es
necesario
considerar
variaciones
de
carga
g
y
el
comportamiento típico de los parques eólicos.
• El costo dependerá del costo marginal asociado a la prestación
d servicios
de
i i
d balance
de
b l
generación‐carga
ió
o bien
bi
d las
de
l
estrategias utilizadas para lidiar con la variabilidad
i
incertidumbre.
id b
e
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Eficiencia y asignación de unidades
• Desde horas hasta días
• El interés estriba en determinar la manera en que cambia la
asignación de unidades ante variaciones y predicciones de error
en la generación eólica.
• EEs importante
i
ell desarrollar
d
ll
métodos
é d
y análisis
áli i en las
l
herramientas de planificación a corto plazo, que incorporen la
incertidumbre de la energía eólica, así como las flexibilidades
existentes en el sistema.
• Como resultado de ello se dispondrá de un impacto técnico y sus
costos asociados.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Planificación de la generación
• Escala de tiempo: Años
• La estimación de capacidad de generación adicional considera la
carga del sistema y el programa de mantenimiento de unidades
existentes.
• El criterio
i i comúnmente
ú
utilizado
ili d incluye
i l
 expectativa de pérdida de carga
probabilidad de p
pérdida de carga
g
p
 expectativa de pérdida de generación
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Planificación de la generación
• El p
problema estriba en determinar la adecuada asignación
g
de
capacidad agregada de energía eólica en el escenario de máxima
g
carga.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Eficiencia del uso del sistema de transmisión
• Escala de tiempo: desde horas hasta años
• El impacto depende de la ubicación relativa a los centros de
carga, y la correlación entre producción de energía eólica y
consumo de energía en centros de carga.
• LLa energía
í eólica
óli puede
d cambiar
bi la
l dirección
di
ió de
d los
l flujos
fl j de
d
potencia, reducir o incrementar pérdidas eléctricas, o en su caso
generar casos de cuellos de botella.
• Puede utilizarse la información en tiempo real (temperatura,
cargas), FACTS y el control de potencia en parques eólicos.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Eficiencia del uso del sistema de transmisión
• Pueden requerirse refuerzos al sistema de transmisión.
q
• Una vez determinados los refuerzos necesarios, es necesario Una vez determinados los refuerzos necesarios es necesario
realizar diversos análisis en estado estable y transitorio para criticar la estabilidad del sistema.
iti l
t bilid d d l i t
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Estabilidad del sistema
• Escala de tiempo: segundos a minutos
• Los distintos tipos de aerogeneradores, poseen distintas
características de control y consecuentemente diferentes
posibilidades de proporcionar un soporte al sistema bajo
condiciones normales o ante disturbios.
• Se requiere definir estrategias de operación y control similares a
las centrales de generación convencionales, dependiendo del
porcentaje de integración de energía eólica, así como, de la
robustez del sistema.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Estabilidad del sistema
• Es recomendable el realizar estudios de estabilidad con las
distintas tecnologías para probar y desarrollar estrategias de
p
, así como,, determinar la incorporación
p
de
control específicas,
nuevos dispositivos al sistema.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
En un futuro próximo
• La capacidad de parques eólicos se incrementarán con el tiempo.
• La conexión de parques eólicos se realizará en niveles de tensión
mayores.
• Se incrementará el uso de convertidores de potencia.
• Se requerirá de nuevas tecnologías que permitan la participación
de p
parques
q
eólicos en servicios complementarios.
p
• Se vislumbra la incorporación de parques eólicos fuera de tierra.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Conclusiones
• La integración de la energía eólica como fuente de generación de
energía
í eléctrica
lé
manifiesta
f
un incremento exponenciall a nivell
mundial.
• Es indispensable complementar los estudios convencionales con
metodologías basadas en estadística para determinar las
estrategias operativas y de planificación necesarias.
necesarias
• Es indispensable el contar con los modelos aprobados por los
proveedores y garantizar la compatibilidad con los programas de
simulación de las empresas suministradoras.
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Conclusiones
• Es necesario involucrar a las distintas áreas de la CFE para hacer
un frente
f
común
ú ante estos nuevos retos.
• Es muy recomendable el formar grupos de trabajo destinados a
al seguimiento sobre prácticas internacionales y que en conjunto
con las áreas de investigación se desarrollen criterios aplicables a
nuestro sistema.
sistema
UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA
Gracias