ESTUDIOS ELÉCTRICOS REQUERIDOS A

GENERACIÓN RENOVABLE NO

CONVENCIONAL PARA UNA

INTERCONEXIÓN SEGURA Y EN

CUMPLIMIENTO A LAS REGULACIONES

CASO: Proyecto Eólico en Argentina

INTRODUCCION

• LA FINALIDAD DE LOS ESTUDIOS ELECTRICOS DE SOLICITUD

DE CONEXIÓN, ES EVALUAR EL COMPORTAMIENTO ELÉTRICO

DEL SISTEMA CON LA NUEVA “AMPLIACION”, Y VERIFICAR

QUE LA MISMA NO INTRODUCE PERTURBACIONES O DEGRADA

LA CALIDAD DE SERVICIO DEL SISTEMA.

• EN EL CASO DE INCORPORACIÓN DE GENERACIÓN DE

ENERGIAS RENOVABLES NO CONVENCIONALES (ERNC), A LOS

REQUERIMIENTOS USUALES QUE SE LES EXIGE A CUALQUIER

GENERADOR, SE HAN ADICIONADO EVALUACIONES Y

CUMPLIMIENTOS DE CRITERIOS QUE CONDICIONAN LA

CAPACIDAD DE LAS MISMA

INTRODUCCION

• LOS REQUERIMIENTOS DE ESTUDIOS ADICIONALES A LA

GENERACIÓN DE ERNC, ESTÁN RELACIONADOS A LAS

CONSECUENCIAS QUE PRODUCE EL CARÁCTER

INTERMITENTE DE ESTE TIPO DE GENERACIÓN, Y SU EFECTO

SOBRE LA RED, LO CUAL SE MANIFIESTA

FUNDAMENTALMENTE EN EL PERFIL DE TENSIONES EN LA

ZONA DE INFLUENCIA DEL PE.

• ESTA PRESENTACIÓN DETALLA LOS REQUERIMIENTOS DE

ESTUDIOS DE UN PARQUE EÓLICO (PE) EN LA ARGENTINA.

ESTUDIOS REQUERIDOS DE ETAPA 1Los estudios comprenden evaluaciones del comportamientoestacionario y transitorio del sistema con la incorporación deParque Eólico, verificando la capacidad de las instalaciones,mediante el análisis de:

1. Modelación de Generación e Instalaciones Asociadas.2. Flujos de Carga para red completa Condición N.3. Flujos de Carga para red Condición N-1.4. Análisis de Cortocircuito.5. Análisis de Estabilidad Transitoria.6. Requisitos Anexo 40 (específicos para Parque Eólicos).

Estos estudios se realizan con el software PSS/E de Siemens

1. MODELACIÓN DE GENERACIÓN E INSTALACIONES

ASOCIADAS AL PE

Modelación del Parque Eólico, teniendo en cuenta diversos aspecto ambientales y técnicos.

• Definir distribución geográfica de los aerogeneradores y ubicación de Estación Transformadora (ET).

• Definir el escenario y el año de la puesta en servicio de la nueva generación.

• Definir tipo de aerogenerador a instalar y potencia del mismo.

- Asincrónico Necesidad de- Doblemente Alimentado Equipamiento- Full Converter Adicional

1. MODELACIÓN DE GENERACIÓN E INSTALACIONES

ASOCIADAS AL PE.• Modelación de las Ampliaciones y Modificaciones

correspondientes a la Red del Sistema de Transporte:

- Apertura de línea del sistema

- Nueva Subestación Transformadora (S/E)

- Ampliación de S/E e incorporación de Líneas de Alta Tensión

• Modelación de la red interna del parque eólico:

- Cables Subterráneo

- Líneas Aéreas de Media Tensión y Alta Tensión

- Subestación de Transformación

PROYECTO PARQUE EÓLICO 100 MW

(Zona Sur Este - Argentina )

S/E PARQUE EÓLICO 2x60 MVA

2. FLUJO DE CARGA PARA RED COMPLETA

• Verificar que los valores de tensión en cada uno de las

barras del sistema se mantenga dentro de los límites

aceptables.

• Verificar que las potencias transmitidas por cada uno de lostramos de líneas y transformadores no superen lascapacidades de los mismos.

• En caso se de ser necesario, realizar las modificacionescorrespondientes en el sistema de transporte , para evitarproblemas de tensión y sobrecargas en el sistema(reemplazo de Transformadores de Intensidad (TI), equiposde Onda Portadora (OP), etc).

FLUJO DE CARGA

3. FLUJO DE CARGA CONDICIÓN N-1

• De esta manera pueden aparecer posibles

restricciones en el sistema, para estas

condiciones de operación, a fin de:

- Identificar Limitaciones en la Operación del PE

- Evaluar Ampliaciones en la Red que eviten las

restricciones

4. CÁLCULO DE CORTOCIRCUITO

• Se determinan las Potencias de Cortocircuito del

sistema, en el área de influencia de la nueva

generación, de forma tal que:

- Se verifique que no se supere la capacidad de las

Instalaciones existente

- Se incorpore equipamiento adicional para evitarlo

5. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD TRANSITORIAVerificar el comportamiento del PE ante diferentescontingencias en la red de transporte.

Requerimiento de Tensión:

• Capacidad de Soportar Colapso durante 0.12 segundos

• Tensión ≤ 50 % de durante 0.90 segundos

• Tensión ≤ 80% de tensión durante 1.0 segundos

• Tensión ≤ 90% de tensión durante 20 minutos

5. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD TRANSITORIAVerificar el comportamiento del PE ante diferentescontingencias en la red de transporte.

Requerimiento de Frecuencia:

• Variaciones de +/- 5% (2.5 Hz) durante 15 seg

• Variaciones de +/- 4% (2.0 Hz) durante 25 seg

• Variaciones de +/- 3% (1.5 Hz) durante 100 seg

• Variaciones de +/- 2% (1.0 Hz) en forma permanente

5. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD TRANSITORIA

Definir los Modelos Dinámico de la Máquina

Generadora:

- Modelo de Aerogenerador

- Sistema de Excitación

- Regulador de Velocidad

- Regulador de Tensión

Datos y Modelos que deben ser proporcionados

por el fabricante del Aerogenerador.

5. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD TRANSITORIA

Aplicación de Contingencias Severas en la Red:a. Desconexión total del PE y un grupo de aerogeneradores.

b. Fallas monofásicas con recierre monofásico exitoso y fallastrifásicas con pérdidas de vínculo asociadas a la S/E de lanueva generación.

c. Pérdida de generación en el área de influencia.

d. Fallas doble en el Sistema de 500 kV Comahue – BuenosAires.

Los tiempos de recierre como así también los de banda muerta se establecen en la Reglamentación

FALLA DOBLE COMAHUE-BUENOS AIRES

6. REQUISITOS ANEXO 40

Requerimientos Específicos para Parques Eólicos

Requisitos para PE ≥ 1 MW6.1 Verificar tipo de Parque Eólico (Tipo A o B), de acuerdo

a la variación de tensión en las S/E de la red de transporte asociadas al PE.

6.2 Verificar un factor de potencia de 0.95 (inductivo y capacitivo) en el punto de conexión del PE con la red.

6.3 Requerimiento de control de tensión.

6.4 Variaciones de tensión según los valores establecidos según el Anexo 40.

6.1 TIPO PARQUE EÓLICO

Variación de tensión en Subestaciones AsociadasDesconexión completa de generación del Parque Eólico considerando: Plena potencia del PE

Máxima inyección de reactivo(Inductivo o Capacitivo)

Escenario con Mínima Scc) Sin modificar Tap de Transformadores Sin maniobras manuales de Compensación Shunt

El tipo de PE es consecuencia de la relación:

conexión pto. CC Potencia

PE Nominal Potencia

ccS

S

6.1 TIPO PARQUE EÓLICO

Verificar la Variación en el Nodo de carga más

Sensible, según la tabla ∆V Admisibles:

Tensión kV TIPO A TIPO B

500 >1% ≤1%

330-66 >2% ≤2%

<33 >3% ≤3%

Si es Tipo A, se deben verificar la

Mayor Variación Rápida de

Generación y la Mayor Variación

Frecuente de Generación

Si es Tipo B, el PE es

Admisible, con menor

compromiso en el control

de tensión

6.1 TIPO PARQUE EÓLICO

0

10

20

30

40

50

60

70

0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0

Tiempo [Minutos]

Pot

enci

a [M

W]

Potencia

Media Minuto

Media 10 Minutos

Mayor Variación Rápida

Mayor Variación Frecuente

Mayor Variación Rápida de

Generación: Mayor variación

en 10 minutos de la

generación promedio por

minuto.

Mayor Variación Frecuente

de Generación: Mayor

variación en un hora de los

promedios cada 10 minutos

Variación de Tensión ante la mayor Variación Rápida de Generación y

Variación Frecuente de Generación

6.1 TIPO PARQUE EÓLICO

Mayor Variación Rápida de Generación

Mayor Variación Frecuente de Generación(si no está disponible esta información, se asume un

40% de desconexión desde potencia nominal)

< ∆V Admisible

Se deben incorporar al PE instalaciones adicionales para el control de tensión

> ∆V Admisible

Se deben reducir la potencia del PE o

realizar obras en la red de transmisión

6.2 FACTOR DE POTENCIA

Requerimiento en el punto de conexión del PE.

• 0.95 Capacitivo• 0.95 Inductivo

Tecnología Disponibles

Asincrónico Doble Alimentado Full Converter

Qmax Qmin0

P(pu)

Exporta

Reactivo

Importa

ReactivoQmax Qmin0

P(pu)

Exporta

Reactivo

Importa

Reactivo

0.2

Qmax Qmin0

P(pu)

Exporta

Reactivo

Importa

Reactivo

6.2 FACTOR DE POTENCIA

•Para red interna aérea + transformadores

elevadores (inductivos)

=>Compensación Shunt Capacitiva

•Para red interna subterránea + transformadores

elevadores (normalmente capacitivo)

=>Compensación Shunt Inductiva

6.2 FACTOR DE POTENCIA

•Conformación de la Curva de Capabilidad del PECurva de Capabilidad

PARQUE EÓLICO

-80.0

-60.0

-40.0

-20.0

0.0

20.0

40.0

60.0

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.

0

Potencia Activa [MW]

Pot

enci

a R

eact

iva

[MV

Ar]

Barra de 33 kV

Barra de 33 kV

Cos(fi)=0.95 Capacitivo

Cos(fi)=0.95 Inductivo

Requiere Compensación

Comp.

Shunt

Adicional

6.3 CONTROL DE TENSIÓN

Tipo A Tipo B

Control Conjunto de

Tensión

Si No

Control de Potencia

Reactiva

Incorporación de

compensador

sincrónico, SVC,

STATCOM, etc

(si es necesario)

No

Control de Factor de

Potencia o Potencia

Reactiva

No Si

6.4 VARIACIÓN DE TENSIÓN

Contemplando la modificación de la generación del PE :

Desde plena potencia Máxima inyección de reactivo

(Inductivo o Capacitivo) Escenario con Mínima Scc) Contemplando los PE en un radio de 40 km Sin modificar Tap de Transformadores Sin maniobras manuales de Compensación Shunt

40 km

Variación de tensión en Subestaciones Asociadas

6.4 VARIACIÓN DE TENSIÓN (EJEMPLO)

Variación de Tensión en la Red

-3.50%

-3.00%

-2.50%

-2.00%

-1.50%

-1.00%

-0.50%

0.00%

0 20 40 60 80 100

Desconexión de Potencia del Parque Eólico [%]

Var

iaci

ón d

e Te

nsió

n [%

]

Variación Admisible en 132 kV

Variación Admisible en 33 kV

Variación de Tensión en la Red

-3.50%

-3.00%

-2.50%

-2.00%

-1.50%

-1.00%

-0.50%

0.00%

0 20 40 60 80 100

Desconexión de Potencia del Parque Eólico [%]

Var

iaci

ón d

e Te

nsió

n [%

]

Variación Admisible en 132 kV

Variación Admisible en 33 kV

Barras de 33 kV

Barras de 132 kV

Eduardo Potenzoni

epotenzoni@gmail.com

¡¡¡ MUCHAS GRACIAS !!!