Compensación SVC, STATCOM, Almacenamiento de Energía Aplicados a Parques Eólicos.

Transcripción

1 Rodrigo Garrido, Account Manager Utilities, Junio 2010 Potencia Reactiva Compensación SVC, STATCOM, Almacenamiento de Energía Aplicados a Parques Eólicos. June 7, 2010 Slide 1

2 ABB Power of Wind June 7, 2010 Slide 2

3 Aplicaciones en Eólica Aplicaciones en Generación Eólica. Mejoramos la Generación Eólica June 7, 2010 Slide 3

4 Introducción Actualmente existe un gran impulso en la introducción de energía renovables. De todas las energías renovables, la eolica es la tecnología más viable. En el pasado los parques eólicos eran generalmente pequeños ( pocos MW) y conectados principalmente a las redes de distribución. Hoy en día los parques eolicos previstos se encuentran por encima de 100 MWs y muchos conectados directamente a las redes de transporte. Aparece la necesidad de realizar análisis de los sistemas en las fases iniciales de desarrollo de los parques eolicos con el fin de asegurar la correcta integración en las redes de transporte. June 7, 2010 Slide 4

5 Tipos de Generadores Eolicos June 7, 2010 Slide 5

6 Aspectos Críticos, Reglas de Conexion General Balance de potencia reactiva Estabilidad de Tensión (Q) PICTURE JPG-FORMAT WEB OPTIMIZED RESOLUTION Control de frecuencia (P) Huecos de Tensión Aporte de potencia activa June 7, 2010 Slide 6

7 Aporte de los FACTS General Estabilidad de tension Amortiguamiento de oscilaciones de potencia. PICTURE JPG-FORMAT WEB OPTIMIZED RESOLUTION Balance de carga Calidad de la Energía Mitigación de armónicas Reducción del Flicker Variaciones de tensión June 7, 2010 Slide 7

8 June 7, 2010 Slide 8

9 ! " #$%# #& '()* #++,- '(()./ '(01 "" '(() June 7, 2010 Slide 9

10 $2 34$ 5 Potencia Reactiva kvar Q Potencia Aparente kva compite por espacio en los conductores y aparatos P Potencia Activa kw June 7, 2010 Slide 10

11 $2 34 $! $ ".+#5 U 1 θ 1 P U 2 θ 2 SVC STATCOM UPFC BSC BSR SC TCSC UPFC P U1U 2 = X X sin ( θ 1 θ 2) PST UPFC Los dispositivos FACTS pueden controlar U 1, U 2, X y 1-2 June 7, 2010 Slide 11

12 6"$ " 2 " June 7, 2010 Slide 12

13 $2 7 L grid U I load #&"!8 + 9&!"$" I comp R L L grid U I load #++,- 8#&: &#% &" #$ 9 $ 2 + ; <+ I comp R L #++,- " = + 2 $>" $" 6 June 7, 2010 Slide 13

14 SVC Conceptos Básicos! "# $ % & ' (" & ' " "# ( VSC FF ) " (-30) Mvar +30 Mvar %" % (" TCR -60 Mvar SVC Light EAF SVC FF +60 Mvar EAF June 7, 2010 Slide 14

15 Variación de tensión en un embarrado June 7, 2010 Slide 15

16 Amortiguamiento de oscilaciones de potencia June 7, 2010 Slide 16

17 June 7, 2010 Slide 17 #++,- 8##?$

18 $#&" $ 2 "#& :@" A$ " " VSC FF TCR FF (-30) Mvar +30 Mvar -60 Mvar SVC Light EAF SVC +60 Mvar EAF June 7, 2010 Slide 18

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22 #&:9#++,- con almacenamiento de Energía Concepto. 4CF CF ; 2 2 4EF CF D ' D * 6 4CF EF 4EF EF June 7, 2010 Slide 22

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24 #&:9#++,- con almacenamiento de Energía Concepto. Baterias conectadas a la par DC del convertidor El tamaño del sistema de almacenamiento depende de la potencia y del tiempo de descarga La descarga tiene que ir seguida de carga February June 7, , 2010 Slide Slide 24 24

25 #&: " = < "" - $" # # J<<;$ ABB Group. June $?'**F'F 7, 2010 Slide L#" 25 *0

26 Aspectos Críticos, Reglas de Conexion General Balance de potencia reactiva Estabilidad de Tensión Control de frecuencia PICTURE JPG-FORMAT WEB OPTIMIZED RESOLUTION Huecos de Tensión Aporte de potencia activa June 7, 2010 Slide 26

27 Balance de Potencia Reactiva Reactive Power Balance IG DFIG FPC Grid Connection Point Pgen Qgen P=Pgen-losses Q=Qgen+Qcabel-I 2 X SVC An SVC en el punto de conexión puede ser utilizado para controlar la potencia reactiva An SVC en el punto de conexión puede hacer posible minimizar las pérdidas y mitigar los riesgos de sobre voltaje. June 7, 2010 Slide 27

28 Estabilidad de Tensión. Voltage Stability 7 8 ) "" ) % % " "2 ".+# D#& "" 2 " D"$2#&$? " " 2 " $2 June 7, 2010 Slide 28

29 Control de Frecuencia Frequency Control +" " " 2" A$ 2"=$" " "6 $ " "2 ".+# # A$.+#M? N $ "$2 " June 7, 2010 Slide 29

30 Razones de una mala calidad de energía Power Line (T or D) IG DFIG FPC Power quality NODE PL33-W5B U POS. p.u / SQRT[3] kv NODE PL33-W6A U POS. p.u / SQRT[3] kv NODE PL33-W4A U POS. p.u / SQRT[3] kv NODE PL33-W3A U POS. p.u / SQRT[3] kv 6,00 50, ,00 40, , , , , ,00 1,00 10, ,00 0, FREQUENCY HZ P, Q June 7, 2010 Slide 30

31 Conclusiones Los dispositivos FACTS facilitan la incorporación de las ERNC, en particular la energía eólica a la red satisfaciendo las reglas de conexión. Control de voltaje = SVC + wind power Control de frecuencia = SVC Light Storage + wind power June 7, 2010 Slide 31

32 June 7, 2010 Slide 32

33 Instalación TCR June 7, 2010 Slide 33

34 June 7, 2010 Slide 34 Reactor Controlado por Tiristores (TCR)

35 Corrientes de armónicas generadas por un TCR Amplitud p.u. Fundamental 3ª armónica 7ª armónica Ángulo de control en grados June 7, 2010 Slide 35

36 SVC: Nivel Máximo de Armónicas Generadas Operación n secuencial Operación n de 12 pulsos June 7, 2010 Slide 36

37 June 7, 2010 Slide 37 Instalación TSC

38 June 7, 2010 Slide 38 Capacitor Conmutado por Tiristores(TSC)

39 June 7, 2010 Slide 39