Mejora de un algoritmo de AGC para la integración de parques eólicos en regulación

Abstract

La energía eólica es una de las fuentes más importantes en cualquier sistema eléctrico, y en concreto en el español. Esto es debido a su incorporación progresiva, que hoy en día sigue aumentando. Sin embargo, este tipo de energía no se encuentra incorporada a la regulación secundaria del sistema. Siendo esto un gran impedimento para la transición energética, ya que muchos grupos de generación convencionales se ha estipulado el fin de su operación. En este proyecto, mediante la simulación de una zona de regulación del sistema eléctrico español, compuesta por siete unidades convencionales y una unidad eólica que representa el total de los treinta parques eólicos, se desarrollan cinco algoritmos diferentes con los que se estudia la correcta distribución de la potencia de consigna dictada por el regulador de zona (AGC) para cada unidad eólica y cómo vencer los dos grandes desafíos presentados en la generación eólica, la banda muerta de los parques eólicos y la potencia máxima real (cantidad de viento máximo disponible para la generación), consiguiendo que el total de los parques de la zona de regulación generen lo mismo que la potencia de consigna de entrada al algoritmo, procedente del AGC. Para ello, ha sido necesario introducir los datos reales de treinta parques eólicos registrados durante veinticuatro horas. Asimismo, en este proyecto además de analizar las ventajas e inconvenientes de cada algoritmo, se han calculado dos índices de comportamiento para la correcta y objetiva evaluación de estos. Dichos índices evalúan los dos inconvenientes surgidos en la operación de los algoritmos completamente desarrollados, con las debidas modificaciones y mejoras para paliar los dos problemas mencionados anteriormente. Con todo ello, se ha escogido el algoritmo óptimo para la incorporación de los parques eólicos a la regulación secundaria del sistema.

Wind energy is one of the most important sources in any electrical system, specifically in Spain. This is due to its progressive incorporation, which continues to increase nowadays. However, this type of energy is not integrated into the secondary regulation of the system. This poses a significant obstacle to the energy transition, as many conventional generation groups have established the end of their operation. In this project, through the simulation of a regulation zone in the Spanish electrical system, comprising seven conventional units and one wind unit representing the total of the thirty wind farms, five different algorithms are developed to study the proper distribution of the setpoint power dictated by the zone regulator (AGC) for each wind unit and how to overcome the two major challenges presented in wind generation: the deadband of the wind farms and the real maximum power (the amount of maximum available wind for generation). The goal is to ensure that the total of the regulation zone's wind farms generates the same power as the setpoint power input to the algorithm, coming from the AGC. To achieve this, real data from thirty wind farms recorded over twenty-four hours has been introduced.Moreover, in this project, besides analyzing the advantages and disadvantages of each algorithm, two performance indices have been calculated for the correct and objective evaluation of these algorithms. These indices assess the two drawbacks that have emerged in the operation of the fully developed algorithms, with the necessary modifications and improvements to mitigate the two aforementioned problems. With all this, the optimal algorithm for the incorporation of wind farms into the secondary regulation of the system has been chosen.