El Código de Red incluye una serie de requerimientos asociados al control de tensión y de potencia reactiva que deben ser solucionados, en su mayoría, a nivel de unidad de generación. En el caso de las plantas renovables, los problemas habituales se encuentran relacionados con la incapacidad de cumplir con la entrega de la potencia reactiva y el control de tensión en el punto de conexión y con un posible exceso de distorsión armónica. Para resolver estos problemas, se cuenta con las diferentes soluciones que se detallan a continuación.
Tecnología de banco de condensadores
Compensación reactiva
Los bancos de condensadores inyectan potencia reactiva para participar en el control de tensión y del factor de potencia en plantas de generación con energías renovables. En función de las necesidades de cada instalación, pueden tener una configuración fija (sin dispositivo de maniobra) o automática (con dispositivo de maniobra). Por otra parte, en condiciones de baja generación, las líneas de alta tensión y los cables de media tensión presentan un comportamiento capacitivo, lo que implica un incremento de la tensión al final de la línea y la generación de VAr capacitivos. Las reactancias Shunt están diseñadas para conectarse a los extremos de la línea con el fin de absorber ese exceso de potencia reactiva y, por tanto, controlar la tensión.
Reactancias Shunt
Incorporando electrónica de potencia a la solución, el sistema de compensación obtendrá una mayor flexibilidad, entendiéndose esta como mayor rapidez de respuesta ante cambios de consigna y suavidad de regulación de la potencia suministrada. Son los conocidos como FACTS (Flexible AC Transmission Systems). A nivel de plantas de generación con energías renovables, los más utilizados son los STATCOM (Static Synchronous Compensator) y, en menor medida, los SVC (Static Var Compensator).
También existe la posibilidad de emplear un generador síncrono como elemento de compensación, convirtiéndolo en un condensador síncrono. Esto permite controlar Q y amortiguar los cambios de P. El generador síncrono tiene la ventaja adicional de que, al ser una máquina rotativa, aumenta la inercia del sistema, aportando fortaleza a la red. Por otra parte, su coste es elevado y su capacidad de entrega y absorción de potencia reactiva está limitada por su curva de capabilidad.
Un sistema híbrido, por lo general, comprende un elemento de compensación dinámica (STATCOM o SVC) y una combinación de elementos capacitivos y reactivos (banco de condensadores y reactancias) conmutados mecánicamente para proporcionar el rango completo de control de reactiva. El objetivo es cumplir con el requisito dinámico de inyección de reactiva mientras se optimiza el coste de la solución. Los elementos pasivos, de menor coste, proporcionan los niveles de off-set mientras que los dinámicos realizan el ajuste fino.
Estrategias sobre el control de potencia reactiva en renovables
El propósito principal del Control de Planta (Power Plant Controller, PPC) es mantener la potencia de salida esperada de la planta en el punto de conexión lo más cercana posible al valor de consigna requerido. Este objetivo se logra mediante el envío de consignas a las unidades generadoras y a equipos de compensación de reactiva adicionales para que puedan contribuir al cumplimiento de los requerimientos de interconexión a la red. El empleo de un PPC dedicado libera al SCADA asignado a la unidad de servidor de realizar el control central de la planta generadora.
Filtrado de armónicos
El método más común para disminuir la distorsión armónica sigue siendo el uso de filtros de armónicos pasivos. Esto se debe a su efectividad y a su bajo coste frente a las soluciones basadas en electrónica de potencia. Los de mayor utilización siguen siendo los filtros pasivos sintonizados, también conocidos como filtros tipo LC.
Filtro de armónicos
Conclusión
En caso de que existan problemas de conexión, hay disponibles diversas soluciones, tanto pasivas como dinámicas, para poder cumplir con los requerimientos del Código de Red. Antes de decantarse por unas o por otras, es necesario asegurarse de cuál es el nivel de incumplimiento y de cuál es la solución óptima, tanto a nivel técnico como económico.
Rafael Díaz (Power Quality Global Product Engineering Manager)
Si quieres conocer más: https://www.arteche.com/es/calidad-de-la-energia-para-conexion-red-de-renovables
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