Nuevas estrategias para la contribución de los parques eólicos al control de frecuencia de los sistemas eléctricos

Abstract

El número de aerogeneradores instalados en los sistemas eléctricos de muchas zonas del mundo ha credido de manera importante en los últimos años. Esto ha supuesto sustituir generadores convencionales por otros que, por el tipo de energía primaria, tienen una capacidad limitada para variar su potencia activa generada. Además, una gran parte de ellos son de velocidad variable y no suman su inercia a la del sistema eléctrico. Ambas circunstancias tienen un claro efecto negativo sobre las variaciones de frecuencia que se producen tras una pérdida de generación o de carga. Los operadores de varios sistemas eléctricos han tendio que elaborar procedimientos de operación que obligan a los aerogeneradores a variar la potencia activa generada en función de la frecuencia del sistema. En la mayoria de casos, la exigencia se ha limigado a la obligación de reducir la potencia en caso de sobrefrecuencia. Sin embargo, en la literatura se han propuesto otras alternativas que aprovechan la flexibilidad y rápidez de respuesta de los aerogeneradores de velocidad variable para regular la potencia generada y conseguir una mayor reducción en la magnitud y velocidad de las variaciones de frecuencia. Es esta tesis doctoral se ha realizado un completo estudio sobre la contribución de los aerogeneradores de velocidad variable al control de frecuencia. En primer lugar, se ha desarrollado un modelo detallado de aerogenerador con generador asíncrono doblemente alimentado que es específico para estudios de frecuencia-potencia y que ha sido utilizado como modelo agregado de la generación eólica presente en el sistema eléctrico. Además, también se han incluido en el sistema eléctrico: i) tres tipos de generación convencional según la clase de turbina que la acciona: de vapor, hidráulica y de gas en ciclo combinado; ii) un sistemas automático de deslastre de cargas; iii) un sistema automático de desconexión de generadores no gestionables. Con el modelo completo, se han simulado diferentes escenario