Medellín - Minas - Maestría en Ingeniería - Ingeniería Eléctrica · 2023

Impacto de la disminución de inercia en la estabilidad de frecuencia en sistemas eléctricos de potencia

Los sistemas eléctricos de potencia históricamente se han caracterizado por contar con generadores con masas rodantes, como lo son los generadores hidráulicos o los generadores térmicos, estos últimos tienen como fuente de energía primaria el carbón, gas natural, petróleo, entre otros. En un esfuerzo por prescindir del uso de combustibles fósiles como una estrategia para mitigar el cambio climático, a lo largo del mundo se viene presentando un aumento en la integración de generación a partir de fuentes de energía renovables no convencionales en los sistemas eléctricos de potencia, entre las fuentes de energía renovables no convencionales se encuentran la generación eólica y la generación solar fotovoltaica. Una de las principales diferencias entre la generación convencional y la generación a partir de fuentes de energía no convencionales, es que esta última no se acopla al sistema eléctrico a través de generadores sincrónicos de masas rodantes, por el contrario, lo hace a través de dispositivos de electrónica de potencia, los cuales no aportan inercia al sistema cuando se presentan desbalances entre la carga y la generación, esta condición implica retos adicionales para la planificación y operación de los sistemas eléctricos. El objetivo de este trabajo es evaluar el comportamiento dinámico de la frecuencia en un sistema eléctrico de prueba considerando diferentes niveles de inercia en el sistema, para lograrlo se simulan múltiples eventos de pérdida de generación en el software especializado en sistemas eléctricos de potencia DigSILENT Power Factory, en dichas simulaciones se evalúa la respuesta inercial de la frecuencia en el tiempo, los valores mínimos que alcanza la frecuencia, la tasa de cambio de la frecuencia en el tiempo y los valores máximos de tasa de cambio de la frecuencia, para cada uno de los diferentes escenarios de inercia planteados y en eventos de diferentes magnitudes. Finalmente, como resultado de este trabajo se presenta la importancia de incluir dentro de la planeación de la operación de cada sistema eléctrico de potencia, estudios relacionados a los requerimientos de inercia mínima de tal forma que se pueda garantizar el nivel mínimo que alcanza la frecuencia y una máxima magnitud de ROCOF ante eventos de perdida de generación que puedan poner en riesgo la estabilidad del sistema. (Texto tomado de la fuente)

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