DESAFÍOS EN LA INTEGRACIÓN DE GRANDES PARQUES SOLARES A LOS SISTEMAS DE POTENCIA

Titulo Presentación Desafíos desde el punto de vista de: I)Planificación de los SEP II)Operación de los SEP

Titulo Presentación Estado del desarrollo de la ERNC en Chile (año 2015).- (Fuente: Reporte CIFES, Energías Renovables en el Mercado Eléctrico Chileno).

Titulo Presentación

Durante el mes de Agosto el SEA acogió la evaluación de 7 nuevas iniciativas de proyectos ERNC por 7210 MW (1.204 MMUSD de inversión), y otorgó la Resolución de Calificación Ambiental a 3 nuevos proyectos FV por 370 MW y MMUSD de inversión.

Titulo Presentación

Los grandes parques de ERNC ya se están construyendo, y conectando tanto en el SIC como en el SING.

Titulo Presentación Ejemplo: Parque solar Llano de Llampos de 100 MW.

Titulo Presentación Planta Llano de Llampos (SIC) Chile – Copiapó – Planta

Titulo Presentación Vista Google  capacidad 100 MWp  conectada al SIC  16-feb-2014  MWp efectivos  a 1150 msnm  conectada a 220 kV  280 hectáreas  paneles  325 Wp por panel  26 años garantía  operación silenciosa  desmontable

Titulo Presentación Vista General

Titulo Presentación 3 conv por secundario cada conv es de 250 kW total de 250x6 = 1,5 MW por central hay MPPT según manual 360 V 23 kV 3 710,6 V Subsistemas de la Planta Central DC – 360 – 23 kV

Titulo Presentación Desafíos que impone la integración de parques ERNC a los sistemas de potencia: Fuente: Efectos Técnico – Económicos de la Integración de Energía Eólica y Solar en el SING: Escenario 2017.

Titulo Presentación La literatura técnica y la experiencia internacional, muestran que entre estos desafíos se destacan: Planificación: i.Variaciones intra-horarias en la generación (difíciles de diagnosticar). ii.Incertidumbre en la generación prevista. iii.Gradientes elevados de generación. Operación: i.Nulo aporte de inercia en el sistema (CPF). ii.Menor aporte ante bajadas de tensión.

Titulo Presentación Aporte Total de Energía Eólica al SIC durante el 31 Agosto (por hora)

Titulo Presentación Aporte Total de Energía Solar al SIC durante el 31 Agosto (por hora)

Titulo Presentación Aporte por Planta:

Titulo Presentación 29 de Agosto

Titulo Presentación 31 Agosto MWp Variaciones intra-horarias en la generación y Gradientes elevados de generación dP/dt

Titulo Presentación Incertidumbre en la Generación prevista:

Titulo Presentación Planta Eólica Valle de los Vientos (Calama)

Titulo Presentación 16 Agosto MW – 45 turbinas de 2 MW c/u Generación Diaria

Titulo Presentación 29 Agosto 30 Agosto Generación Diaria

Titulo Presentación Chiloé – 36 MW Ovalle – 109,6 MW

Titulo Presentación Operación: i.Nulo aporte de inercia en el sistema (CPF). ii.Menor aporte ante bajadas de tensión.

Titulo Presentación Estabilidad:

Titulo Presentación AVRGOVPSS

Titulo Presentación Análisis SING con distintos % de inyección de FV (ejercicio académico)

Titulo Presentación Para el desarrollo de este trabajo se hizo uso del Caso de Despacho de Demanda Media. Este caso tiene una potencia demandada de 2.114,416 MW. Central Despacho MWMVAr Chapiquiña5-0,5 Cavancha2,7-0,1 Tarapacá (CTTAR)1400 Norgener (NTO2)1350 Norgener (NTO1)1350 Tocopilla (U14)1220 Tocopilla (U16)2700 Tocopilla (U13)800 Tocopilla (U12)800 Angamos (ANG2)2100 Atacama (TG1A)1050 Atacama (TG1B)1000 Atacama (TV1C)900 Chacaya (CTH)1400 Chacaya (CTM2)1540 Chacaya (CTM1)1490 Chacaya (CTA)1400 PAM202 Quebrada Blanca Ugs2,750 Chuquicamata Ugs N°1 a 32,40 Valle de los Vientos92,930 Despacho Caso de Demanda Media en BD SING.

Titulo Presentación Para analizar el impacto que tienen en la estabilidad de un SEP el aumento de generación con centrales solares PV, se generaron 4 casos de estudio con diferente nivel de penetración en el SING. i)Situación Actual:SING sin Generación Solar PV ii)10 % de Generación de ERNC (FV) iii)25 % de Generación de ERNC (FV) iv)50 % de Generación de ERNC (FV)

Titulo Presentación Total Generación Convencional [MW]1942,85 Total Generación ERNC [MW]250 Total Generación [MW]2192,85 Porcentaje ERNC [%]11,4 Resumen Despacho de Unidades Generadoras, SING con 10% de Penetración ERNC

Titulo Presentación Total Generación Convencional [MW]1647,85 Total Generación ERNC [MW]547,4 Total Generación [MW]2195,25 Porcentaje ERNC [%]24,94 Resumen Despacho de Unidades Generadoras, SING con 2 5% de Penetración ERNC

Titulo Presentación Total Generación Convencional [MW]971,85 Total Generación ERNC [MW]1108,9 Total Generación [MW]2080,75 Porcentaje ERNC [%]53,29 Resumen Despacho de Unidades Generadoras, SING con 50 % de Penetración ERNC

Titulo Presentación Perturbaciones Analizadas

Titulo Presentación i)Operación Normal El sistema opera normal, sin perturbación. ii)Gran Perturbación Corresponde a un cortocircuito trifásico en la línea Lagunas- Collahuasi 220 kV, con un tiempo de despeje de 0,14 [s].

Titulo Presentación iii)Pequeña Perturbación: Desconexión de carga de 201,6 [MW] en la barra Escondida 220 kV. BarraPotencia Activa [MW]Potencia Reactiva [MVAr] Escondida Laguna Seca 220 kV122,629,8 Escondida Óxidos 220 kV50,031,9 Escondida Reactor 220 kV29,0-19,6 Total Desconectado201,642,1 Desconexión de Cargas para Pequeña Perturbación

Titulo Presentación Se muestran los resultados obtenidos en tensión y frecuencia para los distintos niveles de generación de FV en las barras:  Escondida 220 kV  Laberinto 220 kV Para el análisis de pequeña perturbación se incluye el gráfico de valores propios del sistema.

Titulo Presentación Operación Normal

Titulo Presentación Tensión Escondida 220 kV Laberinto 220 kV Frecuencia

Titulo Presentación Observaciones:  Mayor magnitud de tensión en las barras donde se conectan los parques PV, aumentando a medida que se agrega más generación de este tipo.  Mayores niveles de tensión para el caso de 50% de penetración de generación PV.  Se cumplen con los estándares de estabilidad de tensión y frecuencia exigidos por la NTSyCS.

Titulo Presentación Respuesta en caso de cortocircuito

Titulo Presentación Escondida 220 kV Laberinto 220 kV TensiónFrecuencia Respuesta en caso de cortocircuito

Titulo Presentación Observaciones:  El descenso en la tensión que se produce al ocurrir la falla se hace mayor a medida que aumenta el porcentaje de generación solar PV en el sistema.  La tensión converge más rápidamente en torno al punto de equilibrio a medida que aumenta la generación PV.  Gran oscilación de frecuencia al ocurrir la falla producto de la rápida actuación del control de potencia activa. Esta gran variación se compensa con una mayor rapidez en llegar al punto de equilibrio.  La estabilidad de frecuencia y de tensión cumplen con lo exigido por la norma para este caso de estudio.

Titulo Presentación Respuesta frente a una desconexión de carga

Titulo Presentación Análisis Modal: Valores propios del sistema sin generación solar PV.

Titulo Presentación Análisis Modal: Valores propios del sistema con 10% generación solar PV.

Titulo Presentación Análisis Modal: Valores propios del sistema con 25% generación solar PV.

Titulo Presentación Análisis Modal: Valores propios del sistema con 50% generación solar PV.

Titulo Presentación Tensión Escondida 220 kV Laberinto 220 kV Frecuencia

Titulo Presentación Observaciones:  El sistema se vuelve más asintóticamente estable a medida que se agrega generación solar PV.  Aumento de la tensión durante la falla es proporcional al porcentaje de generación PV.  Menor aumento de frecuencia al ocurrir la falla a medida que aumenta el porcentaje de generación PV.

Titulo Presentación  Mejores resultados desde el punto de vista de la estabilidad del sistema para los casos de penetración PV intermedios.  El sistema bajo este tipo de perturbación cumple con los estándares de la NTSyCS, pero en el caso de 50% de penetración la respuesta es claramente asintóticamente estable.