ANÁLISIS DE ESTABILIDAD TRANSITORIA EN SISTEMAS CON GENERACIÓN EÓLICA

por

Br. Elikarla Sofía Cones TarazonaBr. Angelo Mattheu Roviello Jannone

Realizado bajo la tutoría del Prof. Elmer Sorrentino

INTRODUCCIÓN

Se desarrolló un programa de estabilidad para:

a) Estabilidad clásica (Caso Anderson síncrono)b) Estabilidad de velocidad (Caso Anderson asíncrono)

Se analizó el efecto de la inclusión de un parque eólico en un sistema académico de la Península de Paraguaná operando:

c) Acoplado al SENd) Aislado del SEN

FUNDAMENTOS DE SOBRE ESTABILIDAD

Estabilidad de ángulo (máquinas sincrónicas)

Estabilidad de velocidad (máquinas de inducción)

FUNDAMENTOS SOBRE AEROGENERADORES

Aerogenerador con generador de inducción cortocircuitado

Aerogenerador con generador de inducción con convertidores electrónicos a carga plena

Aerogenerador con generador de inducción y resistencia rotórica dinámica

Aerogenerador con generador de inducción doblemente alimentado

MODELOS DE LA MÁQUINA DE INDUCCIÓN

1. Modelo de 5to orden

2. Modelo de 3er orden

3. Modelo de 1er orden

S.A.I.M.S.

Ecuaciones empleadas en estudios de estabilidad clásica:

S.A.I.M.S.

Para la inclusión de la máquina de inducción se realizaron las siguientes modificaciones:

1. Cambio en el proceso de inicialización.

2. Inclusión de la ecuación dinámica de la máquina de inducción en el proceso de integración.

3. Modificación de la matriz de impedancia nodal en cada integración.

S.A.I.M.S.

Descripción del sistema IEEE 9 barras

Caso síncrono Caso asíncrono

S.A.I.M.S.

Resultados obtenidos con el programa S.A.I.M.S. para el caso sincrónico:

S.A.I.M.S. Neplan 5.24

El programa desarrollado para estabilidad de velocidad aún no arroja los resultados esperados.

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN EL SISTEMA ACADÉMICO DE PARAGUANÁ

Descripción general del sistema de la Península de Paraguaná

operando acoplado al SEN

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN EL SISTEMA ACADÉMICO DE PARAGUANÁ Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al

tramo El Isiro – Planta Centro a 230 KV

Respuesta de los ángulos de las máquinas sincrónicas

Sin parque eólico con Neplan 5.4.5

Sin parque eólico con PowerFactory

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN EL SISTEMA ACADÉMICO DE PARAGUANÁ Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al

tramo El Isiro – Planta Centro a 230 KV

Respuesta de los ángulos de las máquinas sincrónicas

Con parque eólico con aerogenerador de

velocidad fija con H=9 seg

Con parque eólico con aerogenerador de

velocidad fija con H=2 seg

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN EL SISTEMA ACADÉMICO DE PARAGUANÁ Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al

tramo El Isiro – Planta Centro a 230 KV

Respuesta de los ángulos de las máquinas sincrónicas

Con parque eólico con aerogenerador de velocidad

variable con H=9 seg

Con parque eólico con aerogenerador de velocidad

variable H=2 seg

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN EL SISTEMA ACADÉMICO DE PARAGUANÁ Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al

tramo El Isiro – Planta Centro a 230 KV

Potencia y velocidad H = 2 seg

Potencia y velocidad H = 9 seg

Aerogenerador de velocidad fija

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN EL SISTEMA ACADÉMICO DE PARAGUANÁ Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al

tramo El Isiro – Planta Centro a 230 KV

Potencia y velocidad

H = 2 seg

Potencia y velocidad H = 9 seg

Aerogenerador de velocidad variable

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN EL SISTEMA ACADÉMICO DE PARAGUANÁ Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al

tramo El Isiro– Planta Centro a 230 KV

Tiempos críticos de despeje obtenidos con parque eólico de velocidad fija

Tiempos críticos de despeje obtenidos con parque eólico de velocidad variable

Constante de inercia

Sin Parque eólico

Con parque eólico

H=2 seg 1212mseg 455 mseg

H=9 seg 1212 mseg 517 mseg

Constante de inercia

Sin Parque eólico

Con parque eólico

H=2 seg 1070 mseg 427 mseg

H=9 seg 1070 mseg 427 mseg

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN EL SISTEMA ACADÉMICO DE PARAGUANÁ Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al

tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV

Respuesta de los ángulos de las máquinas sincrónicas

Sin parque eólico con Neplan 5.4.5

Sin parque eólico con PowerFactory

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN EL SISTEMA ACADÉMICO DE PARAGUANÁ Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al

tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV

Respuesta de los ángulos de las máquinas sincrónicas

Con parque eólico con aerogenerador de

velocidad fija H=9 seg

Con parque eólico con aerogenerador de

velocidad fija H=2 seg

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN EL SISTEMA ACADÉMICO DE PARAGUANÁ Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al

tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV

Respuesta de los ángulos de las máquinas sincrónicas

Con parque eólico con aerogenerador de

velocidad variable H=9 seg

Con parque eólico con aerogenerador de

velocidad variable H=2 seg

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN EL SISTEMA ACADÉMICO DE PARAGUANÁ Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al

tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV

Potencia y velocidad H = 2 seg

Potencia y velocidad H = 9 seg

Aerogenerador de velocidad fija

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN EL SISTEMA ACADÉMICO DE PARAGUANÁ Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al

tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV

Potencia y velocidad

H = 2 seg

Potencia y velocidad H = 9 seg

Aerogenerador de velocidad variable

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN EL SISTEMA ACADÉMICO DE PARAGUANÁ Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al

tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV

Tiempos críticos de despeje obtenidos con parque eólico de velocidad fija

Tiempos críticos de despeje obtenidos con parque eólico de velocidad variable

Constante de inercia

Sin Parque eólico

Con parque eólico

H=2 seg 152 mseg 102 mseg

H=9 seg 152 mseg 128 mseg

Constante de inercia

Sin Parque eólico

Con parque eólico

H=2 seg 148 mseg 103 mseg

H=9 seg 148 mseg 103 mseg

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN EL SISTEMA ACADÉMICO DE PARAGUANÁ

Descripción general del sistema de la Península de Paraguaná

operando aislado al SEN

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN EL SISTEMA ACADÉMICO DE PARAGUANÁ Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al

tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV

Respuesta de los ángulos de las máquinas sincrónicas

Sin parque eólico con Neplan 5.4.5

Sin parque eólico con PowerFactory

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN EL SISTEMA ACADÉMICO DE PARAGUANÁ Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al

tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV

Respuesta de los ángulos de las máquinas sincrónicas

Con parque eólico con aerogenerador de

velocidad fija H=9 seg

Con parque eólico con aerogenerador de

velocidad fija H=2 seg

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN EL SISTEMA ACADÉMICO DE PARAGUANÁ Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al

tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV

Respuesta de los ángulos de las máquinas sincrónicas

Con parque eólico con aerogenerador de

velocidad variable H=9 seg

Con parque eólico con aerogenerador de

velocidad variable H=2 seg

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN EL SISTEMA ACADÉMICO DE PARAGUANÁ Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al

tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV

Potencia y velocidad H = 2 seg

Potencia y velocidad H = 9 seg

Aerogenerador de velocidad fija

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN EL SISTEMA ACADÉMICO DE PARAGUANÁ Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al

tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV

Potencia y velocidad

H = 2 seg

Potencia y velocidad H = 9 seg

Aerogenerador de velocidad variable

CONCLUSIONES

1. Los tiempos críticos de despeje disminuyen con la inclusión de un parque eólico.

2. Para aerogeneradores de velocidad fija, los tiempos críticos de despeje son mayores a menor constante de inercia

3. Para aerogeneradoes de velocidad variable, los tiempos críticos de despeje no se ven afectados al variar las constantes de inercia

4. En ausencia de un sistema equivalente que imponga la frecuencia y restituya las velocidades de las máquinas sincrónicas, es necesaria la inclusión de gobernadores de velocidad.

5. El estudio de estabilidad de máquinas de inducción está íntimamente ligado al incremento de su deslizamiento en condición de alla

6. Para el caso de aerogeneradores de velocidad fija, el aumento de la inercia en las masas rotativas disminuye la frecuencia de las oscilaciones angulares.

Muchas gracias!