Estudio de estabilidad de un sistema eléctrico con generación 100% eólica

Abstract

Se prevé un panorama para los próximos años donde la generación sea en su mayoría renovable. Esto plantea dos problemas técnicos. En primer lugar, La generación con electrónica de potencia determina dinámicas más rápidas que la generación convencional por lo que no se conoce en profundidad su interacción con las dinámicas de la red. En segundo lugar, se debe estudiar la estabilidad de dicho sistema eléctrico. En este proyecto se ha estudiado la estabilidad de pequeña perturbación de una red constituida únicamente por aerogeneradores. Se ha partido de un modelo lineal de máquina de inducción doblemente alimentada y se ha montado el modelo lineal de la red completa. Posteriormente, se han obtenido los autovalores y participaciones de la matriz de estado del sistema para así estudiar la respuesta dinámica con dos objetivos principales: Analizar las escalas de tiempo e interacciones entre las dinámicas de la red y las dinámicas de los aerogeneradores y estudiar la estabilidad de dicho sistema eléctrico. Se concluirá cómo es el acoplamiento entre red y aerogeneradores, cómo afecta la velocidad de los controles a la respuesta temporal del sistema y a dicho acoplamiento. Por último, se estudiará si el sistema es estable.

A scenario is predicted for the coming years where the generation is mostly renewable. This presents two technical problems. Firstly, generation with power electronics determines faster dynamics than conventional generation, so its interaction with the dynamics of the grid are not known in depth. Secondly, the stability of this electrical system must be studied. This project has studied the small signal stability of a grid made up only of wind turbines. A linear model of a doubly fed induction machine has been used to create the linear model of the complete power system. Eigenvalues and participation factors of the complete system state matrix were obtained in order to study the dynamic response with two main objectives: To analyze the time scales and interactions between the grid dynamics and the wind turbine dynamics and to study the stability of this electrical system. It will be concluded how the coupling between the grid and wind turbines is, how the speed of the control loops affects the temporal response of the system and this coupling, and finally, it will be studied whether the system is stable.