Modelación y Análisis de Planta Fotovoltaica con Capacidad de Control Frecuencial y en Tensión Desarrollada en DigSILENT.

Abstract

La presente memoria de título se ha desarrollado en un contexto donde Chile y el mundo buscan una transición energética hacia la carbono neutralidad. Para ello, se han impulsado nuevas tecnologías de generación de energía eléctrica de donde cabe destacar que las centrales fotovoltaicas son las que, hasta la fecha, han liderado ampliamente esta misión. Ahora bien, la dinámica de un sistema eléctrico de potencia dominado por centrales convencionales versus un sistema dominado por la electrónica de potencia supone una concepción distinta debido a los tiempos de actuación que cada tecnología posee. Además, se da paso a una serie de problemáticas que este desplazamiento de tecnologías conlleva, tales como afectar la estabilidad transitoria y estacionaria de los sistemas eléctricos ante la pérdida de inercia y el soporte para el control primario y secundario de frecuencia que brindan las centrales convencionales, ante posibles desbalances que se puedan producir en la operación del sistema. Por lo anterior, en el presente trabajo se ha implementado un control en tensión y frecuencia en una central fotovoltaica para que ésta provea servicios complementarios al sistema eléctrico. Se hizo un estudio de diversas publicaciones referente al funcionamiento de las plantas fotovoltaicas y sus mecanismos de control, con la finalidad de implementar un control de tensión y frecuencia a partir de una central fotovoltaica. Para ello, se proponen cambios a los códigos que describen el “frame” de una planta fotovoltaica desarrollada por PowerFactory en su herramienta de simulación DigSILENT. En específico, se analizaron las distintas señales de control enfocándose principalmente en las que llegan al inversor de la central FV, modificando el código que las domina para proveer las inyecciones de potencia activa y reactiva respectivas, según la planta, ante las perturbaciones que se les aplicaron a los modelos de estudio. Finalmente, se detecta una jerarquía para el control de tensión o frecuencia en el controlador de la central FV. Por lo tanto, se modelan las plantas FV con la capacidad de controlar tensión y frecuencia en simultáneo, pero considerando que, según la severidad de la perturbación, cada planta tendrá la predisposición de controlar, por ejemplo, tensión por sobre frecuencia o viceversa según corresponda y así contribuyendo a la estabilidad de los sistemas eléctricos de potencia.