R ED ELÉC T RIC A D E ESPA Ñ A

Transcripción

1 R ED ELÉC T RIC A D E ESPA Ñ A RESPUESTA DE INERCIA DE LOS PARQUES EÓLICOS, SITUACIÓN ACTUAL TECHWINDGRID 14 de diciembre de 2012

2 Índice RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA Control de Frecuencia en el Sistema Eléctrico De donde viene el nombre de Inercia? Necesidad de la Inercia en un sistema eléctrico Problema generado por la inercia: Oscilaciones Oscilaciones propias y oscilaciones interárea; amortiguamiento Situación Actual Conclusiones 2

3 Control de Frecuencia El control de Frecuencia de un sistema eléctrico es del tipo PID= Proporcional + Integral + Derivativo Proporcional Regulación Primaria -Kp* ω Integral Regulación Secundaria - Ki*ò ω*dt Derivativo Respuesta Inercial P=- Kd*dω/dt 3

4 De donde viene el nombre de Inercia? ΔP Potencia tras Disparo Potencia Func. Perm. P( ) XG G G δi δdp Demanda δdtras disp d dt P 2* H d P 2* H * dt 4

5 FRECUENCIA Pérdida de generación 50 Hz RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA Necesidad de la Inercia en un sistema eléctrico (1) Respuesta inercial Regulación primaria Regulación secundaria 1s 2s 10s 20s TIEMPO 49,5 Hz Potencia suministrada de la reserva inercial del sistema por la disminución de frecuencia Incremento de generación y recuperación de frecuencia por la regulación primaria Estabilización de la frecuencia con el error de reg. permanente de la regulación primaria Incremento de generación y recuperación definitiva debida a la regulación secundaria 5 de 22

6 Necesidades de la Inercia (2) Hay una inercia intrínseca en la demanda debido a la existencia de motores de inducción en la misma. Esta inercia es muy pequeña. En el caso peninsular tenemos la aportación inercial que nos llega por las interconexiones a Francia. Las centrales nucleares están siempre en servicio, excepto avería o recarga, por lo que disponemos de un nivel mínimo de inercia en el sistema. Teniendo en cuenta lo anterior, una respuesta primaria rápida podría ser suficiente para mantener la frecuencia en el sistema en los límites necesarios. 6

7 Problema debido a la Inercia: Oscilaciones Electromecánicas Debido a la existencia de la inercia se producen oscilaciones electromecánicas en el sistema. Las oscilaciones electromecánicas pueden ser de dos tipos: Oscilaciones propias del generador. La frecuencia suele estar entre los 0,7 y los 2 Hz. Cuanto más inercia, menos frecuencia Oscilaciones interáreas. Todos los generadores de un área oscilan de forma coherente. La frecuencia suele estar entre los 0,1 y los 0,8 Hz. Lo importante no es tanto la frecuencia de oscilación como la amortiguación. En el caso de máquinas eólicas no asíncronas la frecuencia de oscilación y el amortiguamiento son principalmente función de los parámetros del control Formas clásicas de aumento del amortiguamiento: Devanado amortiguador de los generadores síncronos PSS (Power System Stabilizer) 7

8 Situación actual (1) Inercia generación convencional: 1.5 a 6 s. Inercia media 3 s Oscilaciones electromecánicas amortiguadas. Se han producido algunos oscilaciones puntuales por lo que se han revisado los ajustes de los PSSs de los ciclos combinados Generadores asíncronos. Aportan una respuesta al cambio de la frecuencia que se puede asimilar a una respuesta inercial. Los aerogeneradores con convertidores electrónicos: Control de potencia con respuesta extraordinariamente rápida pero no instantánea Aíslan la parte mecánica de la eléctrica por la aportación o no depende del control 8

9 Situación actual (2) La alta penetración eólica y el desplazamiento de la generación convencional puede provocar una importante disminución de la respuesta al cambio de frecuencia en el sistema: Aumento de la pendiente de caída de la frecuencia. Alteración en los modos de oscilación y amortiguamientos. Las peores horas son los valles. El bombeo aporta respuesta inercial paliando algo esta escasez de inercia. Los estudios muestran que todavía no se precisa la aportación de inercia sintética por parte de la generación no convencional. Parece que no precisaremos inercia sintética en la península durante los próximos años. 9

10 Situación actual (3) Se puede modificar el control de potencia para ofrecer respuesta proporcional a dω/dt. Una solución de este tipo necesita almacenamiento de energía o emplear la inercia de las palas. La respuesta no será instantánea, pero el valor de la inercia es ajustable. No tenemos programas capaces de calcular el valor de la inercia óptimo para la estabilidad del sistema. Posibles controles que suministren inercia pero que no provoquen oscilaciones electromecánicas. Una regulación primaria rápida podría hacer las veces de la inercia en el sistema eléctrico. Se puede obtener respuestas inerciales mediante otros sistemas: compensadores síncronos, volantes de inercia, etc. 10

11 Conclusiones La respuesta inercial es una característica inherente a un sistema eléctrico convencional. El mantenimiento de la frecuencia del sistema exige la existencia de una inercia o de una regulación primaria muy rápida. En este último caso se estaría haciendo uso de la inercia de la generación convencional que permanece en el sistema y del comportamiento de la demanda. Por ahora no se espera que se precise inercia sintética en la península, al menos durante los próximos años. Podría necesitarse esta funcionalidad en las islas. Tanto en el PO 12.2 como en Requirement for Generators de ENTSO-E se cita esta funcionalidad pero no se exige. 11

12 Gracias por vuestra atención