Análisis de la importancia de la estimación del límite superior de potencia de la generación eólica para su participación en el servicio de regulación secundaria

Abstract

Realizar una correcta estimación del límite superior de potencia es una tarea fundamental para la correcta operación de los parques eólicos. La importancia de realizar una estimación lo más precisa posible se acrecienta ante un futuro en el que la generación eólica pasará a formar parte de un servicio, como la regulación secundaria, que tradicionalmente ha sido llevado a cabo por centrales convencionales como las hidráulicas o térmicas. En este proyecto se ha realizado un análisis sobre las diferentes técnicas de estimación eólica existentes y su posible implementación para realizar una estimación lo más precisa posible sobre el límite superior de potencia eólica que el AGC, sistema encargado de mantener la frecuencia del sistema a su valor nominal, es capaz de conocer durante la participación de los parques eólicos en el servicio de regulación secundaria. Para ello, se ha utilizado un modelo de AGC real y datos históricos de operación de una zona real de regulación del sistema eléctrico español, formado por 6 plantas eólicas y cerca de 70 unidades convencionales. Tras una revisión bibliográfica en la que se ha evidenciado una clara falta de información disponible sobre la tarea de estimación del límite superior de potencia en regulación, se han desarrollado dos escenarios con múltiples variantes en los que las curvas reales de generación han sido modificadas para simular técnicas de estimación eólica, e introducidas al AGC como entrada de límite superior para realizar las simulaciones. Los resultados de las simulaciones han sido analizados atendiendo a criterios tanto económicos como basados en la calidad de la regulación, combinando los métodos empleados por REE con métodos de implementación propia. Estos resultados muestran que, si bien el método empleado para la estimación del límite superior de potencia, aun contando con errores razonables, no afecta en gran medida a la zona de regulación en términos de calidad de la respuesta dinámica gracias a la participación conjunta con plantas convencionales, sí pueden crear una diferencia en términos económicos, permitiendo aprovechar mayor potencia eólica disponible en el viento al incrementar la precisión de la estimación.

A correct estimation of the upper power limit is a fundamental task for the correct operation of wind farms. The importance of making the most accurate estimation possible is increased in view of a future in which wind power generation will become part of a service, such as secondary regulation, which has traditionally been carried out by hydro or thermal power plants. In this project, an analysis of the different existing wind power estimation techniques and their possible implementation has been carried out in order to make the most accurate estimation possible of the upper limit of wind power that the AGC, the system in charge of maintaining the system frequency at its nominal value, is capable of knowing during the participation of wind farms in the secondary regulation service. For this purpose, a real AGC model and historical operating data from a real regulation area of the Spanish electric power system, consisting of 6 wind power plants and about 70 conventional units, have been used. After a literature review in which a clear lack of available information on the task of estimating the upper power limit in regulation has been evidenced, two scenarios with multiple variants have been developed in which the real generation curves have been modified to simulate wind power estimation techniques and introduced to the AGC as upper limit input to perform the simulations. The results of the simulations have been analyzed according to both economic and regulation quality criteria, combining the methods used by REE with methods of its own implementation. These results show that, although the method used for the estimation of the upper power limit, even with reasonable errors, does not greatly affect the regulation area in terms of quality of the dynamic response thanks to the joint participation with conventional plants, it can make a difference in economic terms, allowing to take advantage of more wind power available in the wind by increasing the accuracy of the estimation.