Control De Frecuencia
Enviado por rotwayler • 28 de Mayo de 2013 • 14.095 Palabras (57 Páginas) • 396 Visitas
operación de un sistema de almacenamiento de energía en baterías asociado a una planta de generación eólica para realizar control primario de frecuencia
Alfredo javier ruiz torres
Profesor Guía Sr. Jorge Medina Hanke
Profesor Correferente Sr. Edmundo López Estay
RESUMEN
La integración de energía renovable no convencional (ERNC) al parque generador del sistema interconectado del norte grande (SING), especialmente la generación eólica, implica grandes desafíos para permitir su integración de manera segura, eficiente y armónica. Ya que el SING cuenta con numerosas restricciones operativas en cuanto a su capacidad para realizar un efectivo control de frecuencia ante desprendimientos considerables de generación.
La adición de un sistema de almacenamiento de energía en baterías (BESS) al parque de generación convencional proporciona un significativo beneficio para la integración de ERNC, otorgando mayor flexibilidad y estabilidad para el SING.
El presente informe Determina la forma en que se incorporar el dispositivo BESS al SING y de qué manera se realizarán los estudios, basados en simulaciones dinámicas, para determinar los beneficios del dispositivo BESS realizando control primario de frecuencia.
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN 1
CAPÍTULO 1 2
aspectos generales 2
1.1 CONTEXTO 2
1.2 OBJETIVO Y ALCANCE 3
1.3 ANTECEDENTES DEL SING 3
CAPÍTULO 2 7
consideraciones del estudio 7
2.1 ESCENARIO DE PENETRACION EOLICA 7
2.1.1 Zonas del SING para instalación de potencia eólica 8
2.1.2 Datos del viento 10
2.2 DISPOSITIVO BESS 15
2.2.1 Optimización de la capacidad del BESS 18
2.3 METODOLOGIA 20
2.3.1 Escenarios de operación 20
2.3.2 Optimización de la capacidad del BESS 21
CAPÍTULO 3 23
modelación 23
3.1 PROGRAMA POWER FACTORY 23
3.2 MODELACION DEL DISPOSITIVO BESS 24
3.2.1 Descripción física del dispositivo BESS 24
3.2.2 Modelación de las baterías en PowerFactory 25
3.2.3 Modelación del convertidor 28
3.2.4 Modelación del control del BESS 29
3.2.5 Modelo del control de frecuencia 30
3.2.6 Modelo del controlador de tensión y potencia 31
CONCLUSIONES 33
BIBLIOGRAFÍA 34
APÉNDICE A A-1
MECANISMO DE PAGO CONTROL PRIMARIO DE FRECUENCIA A-1
A.1.1Control Primario de frecuencia en el mercado eléctrico A-2
APÉNDICE B B-3
FUNDAMENTOS DEL CONTROL DE VELOCIDAD B-3
B.1 Fundamentos de la regulación de velocidad B-4
B.1.1 Regulador de velocidad isócrono B-7
B.1.2 Regulador de velocidad con estatismo de velocidad B-8
B.1.3 Operación de unidades generadoras en paralelo B-11
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 1 Capacidad instalada por tecnología, SING 2012 4
Figura 1 2 Reserva y tasas de toma de carga unidades SING 5
Figura 1 3 Participación según tipo de combustible, 2do semestre 2011 6
Tabla 2 1 Zonas de desarrollo eólico máximo esperado en el SING 8
Figura 2 1 Zonas Potencial instalación de potencia eólica en el SING 8
Tabla 2 2 Puntos y mecanismos de inyección de potencia eólica [7] 9
Tabla 2 3 Capacidad máxima parques eólicos estudio de suficiencia 10
Figura 2 2 Velocidad del viento a 20 metros, Calama Norte 11
Figura 2 3 perfil de potencia diario del aerogenerador Vestas V90 – 2MW, Calama Norte 12
Figura 2 4 Velocidad del viento a 20 metros, Calama Oeste 13
Figura 2 5 perfil de potencia diario del aerogenerador Vestas V90 – 2MW, Calama oeste 13
Figura 2 6 Velocidad del viento a 20 metros, Sierra gorda 14
Figura 2 7 Perfil de potencia diario del aerogenerador Vestas V90 – 2MW, Sierra gorda 15
Figura 2 8 Diagrama esquemático dispositivo BESS 16
Figura 2 9 Característica Potencia-frecuencia del CPF del dispositivo BESS 17
Figura 2 10 Parámetros y variables para la optimización 19
Tabla 2 4 Capacidad máxima parques eólicos estudio de suficiencia 20
Figura 3 1 Esquema básico de almacenamiento de energía en baterías implementado en PowerFactory 24
Figura 3 2 Equivalente simplificado del circuito eléctrico de una batería 25
Figura 3 3 perfil típico de descarga de una betería de ploma acido 26
Figura 3 4 Common modelo, modelo común de la batería 27
Figura 3 5 parámetros de la batería 28
Figura 3 6 Circuito equivalente del convertidor PWM 29
Figura 3 7 Controlador BESS, Composite model 30
Figura 3 8 Common-model controlador de frecuencia BESS 31
Figura 3 9 Common-model del controlador de tensión y potencia del BESS 32
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 2 1 Zonas de desarrollo eólico máximo esperado en el SING 8
Tabla 2 2 Puntos y mecanismos de inyección de potencia eólica [7] 9
Tabla 2 3 Capacidad máxima parques eólicos estudio de suficiencia 10
Tabla 2 4 Capacidad máxima parques eólicos estudio de suficiencia 20
GLOSARIO DE TÉRMINOS
ERNC Energías renovables no convencionales
SING Sistema interconectado del norte grande
CDEC Centro de despacho económico de carga
DO Dirección de operación
SEP: Sistema eléctrico de potencia
AVR: Automatic voltage regulator
GOV: Governor
BESS Battery energy storage system
VSC Voltage source converter
SoC State of charge
CER Centro de Energías renovables
CNE Comisión nacional de energía
NT Norma técnica
SyCS Seguridad y calidad de servicio
INTRODUCCIÓN
El sistema interconectado
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