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2803/11/11 México D.F
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� El Control de Frecuencia de un sistema eléctrico es del tipo PID= Proporcional + Integral + Derivativo
Proporcional ���� Regulación Primaria���� -Kp* ∆f
Integral ���� Regulación Secundaria
Derivativo���� Respuesta Inercial ∆ P=- Ki*df/dt
3. – Regulación de Frecuencia
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Regulación de Tensión, Frecuencia y Huecos de Tensión en Parques Eólicos
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Regulación de Tensión, Frecuencia y Huecos de Tensión en Parques Eólicos
3. – Regulación de FrecuenciaRegulación de Potencia Activa a nivel de Aerogenerador
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� Se reduce la Potencia Activa a generar por el aerogenerador.
� El Aerogenerador se acelera por efecto del viento
� Se realiza la corrección a través del pitch� Pueden surgir posibles oscilaciones� Existe alguna posibilidad de aumento de
las cargas que soporta el aerogenerador.
3. – Regulación de Frecuencia
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Regulación de Tensión, Frecuencia y Huecos de Tensión en Parques Eólicos
PECULIARIDADES� Posible limitación de la Potencia Mínima. Límite Mínimo Técnico.� Paradas de Aerogeneradores.
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3.- Regulación de Frecuencia
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Regulación de Tensión, Frecuencia y Huecos de Tensión en Parques Eólicos
Reducción solicitada: 500 MW. Cumplimiento en 15 minutos
� La Generación Eólica es muy rápida en su actuación, tanto en subida como bajada
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� Consigna de Potencia Activa – basado en una consigna interna o externas referidas a valores en Pcc
� Limites Parque Eólico: Capacidad de Producción � Máquinas Disponibles
� Limites de Aerogenerador: Curvas PQTV
Regulador de Potencia Activa
SCADA system
WF Active Power
Set-point values Wind Turbine
Control system+APR
regulator
Checking
Wind Farm
limitations
Wind Turbine – 1...n
PCC measured values
P, Q, S, f
Set- point
error
Wind Turbine
limitations PQTV
WF
act pwr
set-point
WT
act pwr
set-point
WT act pwr
set-point
Regulación de Tensión, Frecuencia y Huecos de Tensión en Parques Eólicos
3. – Regulación de Frecuencia
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� Consigna de Potencia Activa – basado en una consigna interna del Controlador Pcc
� Limites Parque Eólico: Capacidad de Producción � Máquinas Disponibles
� Limites de Aerogenerador: Curvas PQTV
Regulador de Frecuencia
Regulación de Tensión, Frecuencia y Huecos de Tensión en Parques Eólicos
3. – Regulación de Frecuencia
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En un futuro esta regulación irá considerando nuevos inputs.
� Optimización matemática del envío de las consignas, evitando paradas de máquinas, evitando límites técnicos.
� Los controles deberán tener en cuenta parámetros operativos de máquina
� Se deberán asignar diferentes consignas para cada aerogenerador
� Permiso de agrupaciones de Parques Eólicos para optimizar el Cumplimiento de consignas enviadas por el operador de Red
3. – Regulación de Frecuencia
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Regulación de Tensión, Frecuencia y Huecos de Tensión en Parques Eólicos
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� Curvas de Respuesta de Frecuencia Seleccionables – Banda muerta incluida
� Coordinación con el Regulador de Potencia Activa por la consigna de P.
� Disponibilidad de Opción de prioridad de Curtailment de Potencia Activa o de Regulación de Frecuencia.
3. – Regulación de Frecuencia
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3. – Regulación de Frecuencia
Regulación de Tensión, Frecuencia y Huecos de Tensión en Parques Eólicos
� La Curva que se configuró durante el test en el Parque Eólico corresponde al de la figura.
� La frecuencia se integró dentro de la base de datos del Scada, junto al Laboratorio Acreditado.
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3. – Regulación de Frecuencia
Regulación de Tensión, Frecuencia y Huecos de Tensión en Parques Eólicos
� La generación de Frecuencia “anómala” se genera con un PLC en Subestación – SCADA.
� Se alcanza el mínimo solicitado por sobre frecuencia
� No se alcanza el máximo por sub frecuencia, por no disponer de viento
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3. – Regulación de Frecuencia
Regulación de Tensión, Frecuencia y Huecos de Tensión en Parques Eólicos
Pérdida 2800 MW
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Variación Frecuencia. 04/11/2006
48.95 Hz
Frecuencia (Hz) en San Sebastian de los Reyes 400 kV (Madrid).
Regulación de Tensión, Frecuencia y Huecos de Tensión en Parques Eólicos
3. – Regulación de Frecuencia
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Debido a las Integración de la Generación Eólica, se están desarrollando futuras estrategias de control para Aerogeneradores.
En algunos de los casos, la afección al Promotor es grande, sobre todo en los casos en que se deja “pasar” el viento
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3. – Regulación de Frecuencia
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�En algunas ocasiones, los controles se agrupan y los Operadores de Red pueden llegar a solicitarlos de una forma conjunta.
Regulación de Tensión, Frecuencia y Huecos de Tensión en Parques Eólicos
3. – Regulación de Frecuencia
Power generation capability
Delta Control function
activated
Time
Active power
Spinning
reserve
Delta Control function
deactivated
Delta & Gradient Control
function activated
Gradient Control
activated
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Rampas de Potencia
Se pueden provocar limitaciones tanto en la conexión como desconexión de los aerogeneradores a la red, existen dos tipos de rampas, que son las más usuales en los Códigos de Red, las minutales y las diezminutales.
Dichas rampas, pueden aplicarse tanto en la regulación de Potencia Activa como en la Regulación de Frecuencia.
3 1 0 0 0
3 2 0 0 0
3 3 0 0 0
3 4 0 0 0
3 5 0 0 0
3 6 0 0 0
3 7 0 0 0
2 4 /1 1 /2 0 0 51 2 :2 8 :4 8
2 4 /1 1 /2 0 0 51 2 :3 6 :0 0
2 4 /1 1 /2 0 0 51 2 :4 3 :1 2
2 4 /1 1 /2 0 0 51 2 :5 0 :2 4
2 4 /1 1 /2 0 0 51 2 :5 7 :3 6
2 4 /1 1 /2 0 0 51 3 :0 4 :4 8
2 4 /1 1 /2 0 0 51 3 :1 2 :0 0
2 4 /1 1 /2 0 0 51 3 :1 9 :1 2
6 6 %
6 8 %
7 0 %
7 2 %
7 4 %
7 6 %
7 8 %
8 0 %
P L im %
Regulación de Tensión, Frecuencia y Huecos de Tensión en Parques Eólicos
3. – Regulación de Frecuencia
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� La Regulación de Frecuencia emplea la Potencia Activa para realizar el balance de carga para equilibrar la red.
� La falta de balance entre la demanda y la generación de Potencia provoca que existan desviaciones de frecuencia.
� Cada País define de una forma distinta la Regulación de Frecuencia, aunque existe una asociación de países UCTE, ahora llamada ENTSO-E ,que en principio marca una pauta , que no es seguida por todos.
� Este requisito es muy importante en Redes Débiles, como Irlanda, Italia, no tanto en países con redes fuertes España, Alemania.
� La Regulación en países con Parques Eólicos pequeños, se solicita a nivel de Aerogenerador a diferencia del resto de estrategia existente en el mundo
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3. – Regulación de Frecuencia
Regulación de Tensión, Frecuencia y Huecos de Tensión en Parques Eólicos
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�El Objetivo principal es la demostración de la capacidad de Regulación de Potencia Activa y Reactiva de una forma conjunta en un nodo de Generación.
�Los tests que se van a realizar son:
1. Regulación potencia Activa: Con el objetivo de lograr el control de regulación secundaria, Se agregan varios parques eólicos como un único parque para proveerla..
2. Regulación Potencia Reactiva: Con el objeto de lograr estabilizar la tensión en una zona o región de la red del TSO, varios parques eólicos asociados como un agregado proveerán la regulación de tensión.
�Impacto esperado: mantener la estabilidad y seguridad el sistema de transmisión de energía, consiguiendo un gran control de la energía eólica, superando las barreras actuales, logrando una Integración mayor de la misma en la red.
�Socios:
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111 MW 122 MW
248 MW
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La arquitectura global del proyecto posee cuatro niveles de controls:1. Control de áreal (REE Control Centre, CECRE).2. Control de Cluster (IBR Control Centre, CORE).3. Control de cluster Parque Eólico (Communications and Control Unit, UCC).4. Control nivel parque Eólico (Wind farms Control Systems, GAMESA SCADA).
3 Clusters 15 Wind farms
CECRE
(REE Dispatch Center)
CORE
(IBERDROLA Dispatch Center)
UCC Cluster
ARCOS
UCC Cluster
HUENEJA
UCC Cluster
TAJO
Wind Farm
SCADAs
Wind Farm
SCADAs
Wind Farm
SCADAs
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Active Power
Time
P offered
P available
P max
Reg. Band
P min
Reg. Band
Considered
forecast deviation
Offered
Regulation
Band
1 Hour
P produced
Control de Potencia Activa 1º Test
Regulación de Tensión, Frecuencia y Huecos de Tensión en Parques Eólicos
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Active Power
Time
P available
P max
Reg. Band
P min
Reg. Band
Considered
forecast deviation
P offered
Offered
Regulation
Band
1 Hour
set points each
4 seconds P requested
Control de Potencia Activa 2º Test Regulación Secundaria
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Regulación de Tensión, Frecuencia y Huecos de Tensión en Parques Eólicos
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• El algoritmo de control AGC algoritmo en el CORE recibe las consignas del TSO.
• Basado en los sistemas de predicción y en la disponibilidad de los aerogeneradores, se calcula la banda de regulación.
• Al mismo tiempo se calcula las consignas a enviara a cada parque eólico así como el seguimiento de las ordenes enviadas por el TSO.
• Cada parque Eólico modifica su generación de forma proporcional, teniendo en cuenta el margen entre la capacidad máxima y la generación actual
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Regulación de Tensión, Frecuencia y Huecos de Tensión en Parques Eólicos
Estrategia control Potencia Activa
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Control Potencia Reactiva 1º Test
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Capacitive voltage profile
Base case voltage profile
Inductive voltage profile
Control Potencia Reactiva a Nivel de Área
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Regulación de Tensión, Frecuencia y Huecos de Tensión en Parques Eólicos
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� El Control de Cluster (AVC) validará que parques Eólicos pueden participar, en tiempo real, en el control de tensión de la red de transporte , controlando el perffil de tensión de la red.
� CORE enviará la información recibida por REE a los reguladores de reactiva a través de las UCCs del cluster. Los reguladores de Reactiva enviarán las consignas de reactiva a los parques Eólicos de acuerdo a los requisitos del TSO.
� Si la consigna no es alcanzable ( un Parque Eólico conectado al cluster está saturado si está entregando la máxima potencia reactiva), la interacción entre los distintos parques Eólicos, será activada para intentar conseguir la máxima capacidad de potencia reactiva en el cluster.
Estrategia Control de Tensión
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4. – Huecos de Tensión
Regulación de Tensión, Frecuencia y Huecos de Tensión en Parques Eólicos
Definición de Hueco de Tensión.Es una bajada transitoria de tensión en la red provocada por fallos en la red, principalmente cortocircuitos o por el arranque cercano de motores. La duración estimada del hueco suele ser entre decenas de ms y un minuto. El hueco se transmite por toda la red, siendo máximo cuanto más cerca del origen nos encontremos