Aplicació de dispositius de transmissió AC flexibles per al suport a la xarxa elèctrica

Abstract

El present projecte s'emmarca dins el camp de les energies renovables (particularment l’eòlica), la tecnologia elèctrica i l’electrònica de potencia. L'elevada penetració de l'energia eòlica i la proliferació de nous parcs eòlics, constituint una de les poques alternatives viables actualment a l'ús dels combustibles fòssils, obliga a plantejar noves mesures per al correcte funcionament i l'estabilitat de la xarxa elèctrica. Específicament, el projecte Aplicació de dispositius de transmissió AC flexibles per al suport a la xarxa elèctrica es centra en l’aplicació d'aquests dispositius de nova tecnologia a la xarxa i l’anàlisi de la seva capacitat de suport, tant en règims nominals com en casos de contingència, en una xarxa amb un gran percentatge de generació eòlica amb generadors d’inducció de gàbia d'esquirol. Per a l’elaboració del present projecte s'ha realitzat primer un estudi de les tecnologies d'aerogenerador i un anàlisi de les problemàtiques que provoquen les pertorbacions elèctriques. A continuació, al tractar-se de tecnologies recents, s'ha generat un estudi dels dispositius de transmissió AC flexibles (FACTS). S'han analitzat les seves característiques i com es poden aplicar a una xarxa per tal de donar-li suport. Per tal de poder comprovar aquesta capacitat, s'ha dissenyat una xarxa de prova pròpia en la qual es pogués observar clarament quins en són els efectes. S'ha simulat una sèrie de casos que podrien donar-se a la realitat i s'ha analitzat els resultats obtinguts i els problemes apareguts en cada cas. El següent pas ha estat donar el suport necessari per tal d'evitar-los. Primer, amb l’aplicació d'un STATCOM, un dispositiu FACTS paral•lel que, connectat a la sortida del parc, permet evitar que es desconnecti. S'ha tornat a analitzar els casos i s'ha pogut comprovar com aquest dispositiu, degudament configurat, és capaç de donar suport a la xarxa i al parc, evitant-ne la desconnexió. No obstant, han aparegut nous problemes, derivats de la pèrdua de línies en casos de contingència, que involucren sobrecarregues en altres línies. Per a solucionar-ho s'ha aplicat un SSSC, que és capaç de variar el flux de potencia a la branca on s'ha instal•lat i que, amb els valors adequats, pot proporcionar el suport necessari per tal de mitigar els problemes de sobrecarrega, sempre que caiguin dins el seu rang de funcionament. S'han obtingut els resultats esperats sobre el suport que aquests dispositius poden donar a la xarxa. Per una banda, l'STATCOM és capaç d'actuar de forma rapida i efectiva sobre la sortida del parc eòlic, proporcionant un suport a la tensió i al consum de potencia reactiva que evita que el parc es desconnecti davant les contingències tractades. Per altra banda, l’aplicació de l'SSSC permet aconseguir un control addicional sobre la xarxa, variant el flux de potencia per tal d'evitar sobrecarregues en algunes línies que podrien ser tant o més perilloses que la pròpia contingència que les provoca. Finalment, els resultats posen de manifest que l’aplicació de dispositius de transmissió AC flexibles permeten donar el suport necessari a la xarxa elèctrica i que, a més a més, són una interessant possibilitat a l'hora de donar major fiabilitat als parcs amb generadors d’inducció de gàbia d'esquirol ja existents. Davant d'una encara major penetració eòlica podrien convertir-se en elements absolutament indispensables.