Control coordinado de tensión: fuentes de generación no síncronas Neby Jennyfer Castrillón XM 22 de Agosto de 2019

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Contenido

1. Antecedentes

2. Control en plantas eólicas

3. Modos de Control Coordinado

4. Casos de estudio

5. Conclusiones

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1. Antecedentes: Conexión de eólicas – Colectora 1

Con el ingreso de las fuentes de generación renovables se plantean diferentes retos para una adecuada operación: Control de tensión para varias plantas conectadas en un mismo punto.

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1. Antecedentes: Conexión de eólicas – Colectora 1

Base de datos del SIN 4 Todos los derechos reservados para XM S.A. E.S.P.

1. Antecedentes: Conexión de eólicas – Colectora 1

Consecuencias control de tensión sin coordinación o funciones auxiliares de control 5 Todos los derechos reservados para XM S.A. E.S.P.

2. Control de tensión en plantas eólicas

Turbinas eólicas

Modelo de las turbinas eólicas 6

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2. Control de tensión en plantas eólicas Modelo WECC • Control de tensión • Control de frecuencia

Estudios de estabilidad: -Transitoria -Tensión -Frecuencia

Modelo Control de planta

Modelo Control Eléctrico

(Tensión/potencia reactiva en barra, frecuencia)

(Tensión(LVRT/potencia reactiva/fp en bornes, potencia activa)

Modelo del conversor [1] 7

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3. Modos de control para un conjunto de parques eólicos – Estado del arte Control de tensión mediante estatismo Control de tensión mediante Estatismo + elemento adicional

Control de potencia reactiva + elemento adicional 8 Todos los derechos reservados para XM S.A. E.S.P.

3. Modos de control: Adecuación del modelo dinámico de turbinas eólicas en Power Factory – Curva de carga

Curva de carga de acuerdo a la resolución CREG 123-2018

Curva de carga implementada en el modelo dinámico de las turbinas eólicas 9

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3. Modos de control: Adecuación del modelo dinámico de turbinas eólicas en Power Factory – Estatismo

Implementación del estatismo

Control de Planta de las turbinas eólicas sin estatismo

Control de Planta de las turbinas eólicas con estatismo 10

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4. Casos de estudio: método de control de tensión con estatismo 40.00

[Mvar]

Máxima demanda Numero de Turbinas despachadas Despacho de potencia activa 1 3 7 Máximo despacho de potencia activa en las 3% 6% 14% turbinas eólicas Mínimo despacho de potencia activa en las 3% 7% 16% turbinas eólicas

Estatismos mínimos por condiciones operativas

30.00

20.00

10.00

0.00

-10.00 -0.1000

1.3200

2.7400

4.1600

5.5800

[s]

7.0000

EO200 201MW: Estatism o 15% EO200 201MW: Estatism o 25% EO200 201MW: Estatism o 40% SubPlot

Date: 12/20/2018 Annex: /1

Evaluación de diferentes valores de estatismo mediante un cambio en la tensión de referencia– Demanda máxima 2024 11 Todos los derechos reservados para XM S.A. E.S.P.

4. Casos de estudio : Método de control de tensión con estatismo Desventajas Estatismos mayores: •

Tiempo de respuesta del control aumenta  afecta el control de tensión

•

Mayor error de estado estacionario

Estatismo menores:

Inestabilidad 12 Todos los derechos reservados para XM S.A. E.S.P.

4. Casos de estudio : Control de tensión a través de consignas de potencia reactiva Condiciones para mantener la tensión de 1 p.u. en colectora y el SVC en flotación. Condición topológica (105-577) (Indisponibilidad de líneas) Copey - Valledupar 2 220 Cuestecita - Cuestecita II 1 220 Cuestecitas(TRC) - Guajira 2 220 Cuestecitas(TRC) - San Juan 1 220 Guajira - Santa Marta 2 220 Guajira - Termocol 1 220 -140 San Juan - Valledupar 1 220 Santa Marta - Termocol 1 220 Bolivar - Copey Chinu - Copey Copey - la Loma La Loma - Ocaña Condición topológica (105-577) (Indisponibilidad de líneas) Colectora - cuestecitas -90 Cuestecitas - a Loma Copey - Cuestecitas

(578-787)

(788-892)

(893-997)

(998-1050)

MW

-110

-70

-50

0

Mvar

(578-682)

(683-997)

(998-1050)

MW

-10

10

50

Mvar

CND

Q

Control Q centralizado + SVC Desventajas  Despacho de Q altamente dependiente de las condiciones topológicas, limitado a la curva de carga de los generadores 13

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4. Casos de estudio: Control de tensión con estatismo y SVC

SVC Elemento adicional

Con el fin de que este elemento tuviera las característica de un SVC real, se ajustó el modelo para que este tuviese la dinámica del SVC de tunal.

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4. Casos de estudio: Estudios con modo de control – Estatismo + SVC

Ventaja control con elemento adicional: Control efectivo de tensión que es estable y no está limitado a la curva de carga de los generadores (reserva para eventos). Reto: Coordinación entre dispositivos de control 15 Todos los derechos reservados para XM S.A. E.S.P.

Conclusiones • Cuando se tiene varias granjas de generación eólica en una misma barra controlando tensión el control mediante estatismo toma diferentes valores mínimos que aseguran la estabilidad del sistema, estos valores dependen de las condiciones operativas de la red. • El control de tensión mediante potencia reactiva es muy dependiente de la topología del sistema. • El control de tensión mediante estatismo en algunos casos no es suficiente para mantener la tensión en un valor dado, es por esta razón que se justifica un elemento adicional como lo puede ser un STATCOM o SVC. 16 Todos los derechos reservados para XM S.A. E.S.P.

Gracias por su atención

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