ANÁLISIS DE ESTABILIDAD TRANSITORIA EN SISTEMAS CON GENERACIÓN EÓLICA por Br. Elikarla Sofía Cones Tarazona Br. Angelo Mattheu Roviello Jannone Realizado bajo la tutoría del Prof. Elmer Sorrentino

Introducción Se desarrolló un programa de estabilidad para: Estabilidad clásica (Caso Anderson síncrono) Estabilidad de velocidad (Caso Anderson asíncrono) Se analizó el efecto de la inclusión de un parque eólico en un sistema académico de la Península de Paraguaná operando: Acoplado al SEN Aislado del SEN

Fundamentos de sobre estabilidad Estabilidad de ángulo (máquinas sincrónicas) Estabilidad de velocidad (máquinas de inducción)

Fundamentos sobre aerogeneradores Aerogenerador con generador de inducción cortocircuitado Aerogenerador con generador de inducción con convertidores electrónicos a carga plena Aerogenerador con generador de inducción y resistencia rotórica dinámica Aerogenerador con generador de inducción doblemente alimentado

Modelos de la máquina de inducción Modelo de 5to orden Modelo de 3er orden Modelo de 1er orden

Ecuaciones empleadas en estudios de estabilidad clásica: S.A.I.M.S. Ecuaciones empleadas en estudios de estabilidad clásica:

S.A.I.M.S. Para la inclusión de la máquina de inducción se realizaron las siguientes modificaciones: Cambio en el proceso de inicialización. Inclusión de la ecuación dinámica de la máquina de inducción en el proceso de integración. Modificación de la matriz de impedancia nodal en cada integración.

Descripción del sistema IEEE 9 barras S.A.I.M.S. Descripción del sistema IEEE 9 barras Caso síncrono Caso asíncrono

S.A.I.M.S. Resultados obtenidos con el programa S.A.I.M.S. para el caso sincrónico: S.A.I.M.S. Neplan 5.24 El programa desarrollado para estabilidad de velocidad aún no arroja los resultados esperados.

Análisis de estabilidad en el sistema académico de Paraguaná Descripción general del sistema de la Península de Paraguaná operando acoplado al SEN

Análisis de estabilidad en el sistema académico de Paraguaná Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al tramo El Isiro – Planta Centro a 230 KV Respuesta de los ángulos de las máquinas sincrónicas Sin parque eólico con PowerFactory Sin parque eólico con Neplan 5.4.5

Análisis de estabilidad en el sistema académico de Paraguaná Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al tramo El Isiro – Planta Centro a 230 KV Respuesta de los ángulos de las máquinas sincrónicas Con parque eólico con aerogenerador de velocidad fija con H=2 seg Con parque eólico con aerogenerador de velocidad fija con H=9 seg

Análisis de estabilidad en el sistema académico de Paraguaná Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al tramo El Isiro – Planta Centro a 230 KV Respuesta de los ángulos de las máquinas sincrónicas Con parque eólico con aerogenerador de velocidad variable H=2 seg Con parque eólico con aerogenerador de velocidad variable con H=9 seg

Análisis de estabilidad en el sistema académico de Paraguaná Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al tramo El Isiro – Planta Centro a 230 KV Potencia y velocidad H = 2 seg H = 9 seg Aerogenerador de velocidad fija

Análisis de estabilidad en el sistema académico de Paraguaná Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al tramo El Isiro – Planta Centro a 230 KV Potencia y velocidad H = 2 seg H = 9 seg Aerogenerador de velocidad variable

Análisis de estabilidad en el sistema académico de Paraguaná Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al tramo El Isiro– Planta Centro a 230 KV Tiempos críticos de despeje obtenidos con parque eólico de velocidad fija Tiempos críticos de despeje obtenidos con parque eólico de velocidad variable Constante de inercia Sin Parque eólico Con parque eólico H=2 seg 1212mseg 455 mseg H=9 seg 1212 mseg 517 mseg Constante de inercia Sin Parque eólico Con parque eólico H=2 seg 1070 mseg 427 mseg H=9 seg

Análisis de estabilidad en el sistema académico de Paraguaná Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV Respuesta de los ángulos de las máquinas sincrónicas Sin parque eólico con PowerFactory Sin parque eólico con Neplan 5.4.5

Análisis de estabilidad en el sistema académico de Paraguaná Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV Respuesta de los ángulos de las máquinas sincrónicas Con parque eólico con aerogenerador de velocidad fija H=2 seg Con parque eólico con aerogenerador de velocidad fija H=9 seg

Análisis de estabilidad en el sistema académico de Paraguaná Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV Respuesta de los ángulos de las máquinas sincrónicas Con parque eólico con aerogenerador de velocidad variable H=2 seg Con parque eólico con aerogenerador de velocidad variable H=9 seg

Análisis de estabilidad en el sistema académico de Paraguaná Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV Potencia y velocidad H = 2 seg H = 9 seg Aerogenerador de velocidad fija

Análisis de estabilidad en el sistema académico de Paraguaná Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV Potencia y velocidad H = 2 seg H = 9 seg Aerogenerador de velocidad variable

Análisis de estabilidad en el sistema académico de Paraguaná Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV Tiempos críticos de despeje obtenidos con parque eólico de velocidad fija Tiempos críticos de despeje obtenidos con parque eólico de velocidad variable Constante de inercia Sin Parque eólico Con parque eólico H=2 seg 152 mseg 102 mseg H=9 seg 128 mseg Constante de inercia Sin Parque eólico Con parque eólico H=2 seg 148 mseg 103 mseg H=9 seg

Análisis de estabilidad en el sistema académico de Paraguaná Descripción general del sistema de la Península de Paraguaná operando aislado al SEN

Análisis de estabilidad en el sistema académico de Paraguaná Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV Respuesta de los ángulos de las máquinas sincrónicas Sin parque eólico con PowerFactory Sin parque eólico con Neplan 5.4.5

Análisis de estabilidad en el sistema académico de Paraguaná Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV Respuesta de los ángulos de las máquinas sincrónicas Con parque eólico con aerogenerador de velocidad fija H=2 seg Con parque eólico con aerogenerador de velocidad fija H=9 seg

Análisis de estabilidad en el sistema académico de Paraguaná Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV Respuesta de los ángulos de las máquinas sincrónicas Con parque eólico con aerogenerador de velocidad variable H=2 seg Con parque eólico con aerogenerador de velocidad variable H=9 seg

Análisis de estabilidad en el sistema académico de Paraguaná Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV Potencia y velocidad H = 2 seg H = 9 seg Aerogenerador de velocidad fija

Análisis de estabilidad en el sistema académico de Paraguaná Cortocircuito trifásico en la línea de transmisión correspondiente al tramo Judibana– Punto Fijo I a 115 KV Potencia y velocidad H = 2 seg H = 9 seg Aerogenerador de velocidad variable

Conclusiones Los tiempos críticos de despeje disminuyen con la inclusión de un parque eólico. Para aerogeneradores de velocidad fija, los tiempos críticos de despeje son mayores a menor constante de inercia Para aerogeneradoes de velocidad variable, los tiempos críticos de despeje no se ven afectados al variar las constantes de inercia En ausencia de un sistema equivalente que imponga la frecuencia y restituya las velocidades de las máquinas sincrónicas, es necesaria la inclusión de gobernadores de velocidad. El estudio de estabilidad de máquinas de inducción está íntimamente ligado al incremento de su deslizamiento en condición de alla Para el caso de aerogeneradores de velocidad fija, el aumento de la inercia en las masas rotativas disminuye la frecuencia de las oscilaciones angulares.

Muchas gracias!