4. –huecos de tensión€¦ · regulación de tensión, frecuencia y huecos de tensión en...

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4. – Huecos de Tensión

Regulación de Tensión, Frecuencia y Huecos de Tensión en Parques Eólicos

Cuando el aerogenerador ve un hueco de tensión en sus terminales existe un desequilibrio entre la potencia mecánica de entrada en el rotor y la potencia entregada a la red.

Pitch fijo Posible embalamiento.

DFM corrientes y tensiones muy elevadas por el rotor, posible destrucción del convertidor de rotor.

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� Huecos de tensión ocasionados por faltas trifásicas en ciertas subestaciones de 400 kV pueden afectar a la mayor parte del sistema.

� Desde 1/1/2008 los nuevos PP.EE. instalados deben cumplir con los requerimientos del PO 12.3.

� Actualmente se encuentran unos 20000 MW de generación eólica instalados con antelación al 1/1/2008 y posterioridad a dicha fecha certificados de cumplimiento con el PO 12.3.

Disparo de generación eólica por huecos de tensión



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Por qué

� LVRT es una solución. Los requisitos del sistema son:

� Contribución al cortocircuito durante la falta : Sistema de Protección.

� Inyección de Reactiva durante la falta. Estabilidad de la red (Tensión)

� Recuperación de la Potencia Activa después del despeje de la falta. Estabilidad de Red (Frecuencia)

Donde

� Los Códigos de Red lo requieren en el Pcc – Las soluciones de Huecos de Tensión de Gamesa están referidas a los terminales del WTG debido a los requisitos de seguridad y tiempos de respuesta requeridos

� Las soluciones LVRT están incluidas en el sistema de control del convertidor del aerogenerador.



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Tipos de Soluciones.Los Parques Eólicos deben soportar dichos huecos de tensión exigidos por las Normativas de los diferentes países.Las soluciones pueden lograrse a nivel de aerogenerador:

�Active Crowbar�Brake Chopper�Convertidor Full Converter.

O bien a nivel de Subestación.

� Solución Serie � Windfact� Solución paralelo � Statcom

�Gamesa dispone de todas las soluciones diseñadas, dentro de la misma Gamesa.

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Cómo

� Crowbar & Crowbar + Brake Chopper – Solución muy fiable G5X & G9X

� Sobredimensionado del Convertidor – Respuesta generador síncrono G9X

� Full Converter – Alta flexibilidad G10X-G11X-G14X

-9000-7000-5000-3000-100010003000500070009000

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Sta

tor

curr

ent

(A)

IA stator IB IC stator

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Act

ive

& R

eact

ive

Po

wer

(kW

)

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Vo

ltag

e (%

Vn

om

)

Power (kW) Reactiv (kVar) V3 (% Vnom)

-20,000-15,000-10,000-5,000

05,000

10,00015,00020,00025,000

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Gri

d v

olt

age

at 2

0kV

leve

l (kV

) VA VB VC

Example of a FRT on a G80-2 MW machine

3 phase dip down to 25 % with a fault duration of 500 ms

4.- Huecos de Tensión


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Alternativas para evitar desconexión en DFIM

� Active Crowbar

� Sustituye al convertidor de rotor en los transitorios de subida y bajada

� El convertidor de rotor se activa una vez estabilizadas las corrientes del rotor

� Sobredimensionar convertidor de rotor para soportar sobre-corrientes

� El mayor tamaño del Convertidor permite soportar las sobrecorrientes

� Refuerzo en la tensión del bus de Continua para favorecer su control

LG

LG

LG

LR

G3 ~

Overvoltage

Protection

Doubly-fedThree-Phase

Generator

Mains

U1 V1 W1 U2 V2W2

iR2

iR3

iR1 iG1

iG2

iG3

iL1 iL2 iL3

RCharge

UL1U

L2

UL3

C+

U DC

4 Q-Converter

üG

Transformer

Star/Delta Switch

N

DC-linkVoltage Circuit

L1L2L3

U L12

iR1

iR2

iR3

iG1

iG2

iG3

Grid Side InverterRotor Side Inverter

LR

LR

iS1

iS2

iS3

G 52

US23US12US12 US23

system configuration g52.vsd

Convertidor Red asegura Vdc1Convertidor Rotor modula 2

Máquina asíncrona

funciona como trafo

F(s)

3

Tras la sincronización los devanados del estátor

se conectan a la red de baja tensión4

DIODE

BRIDGE



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�SOLUCIÓN SERIE

� WINDFACT

�SOLUCIÓN PARALELO� STATCOM

Soluciones Subestación



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WINDFACT®

lay-out integrated

in a substation



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Windpark

voltage

Grid

voltage

Windfact

voltage

Two-phase 40% voltage dip with phase shift of +26º and -24º

(α1 = +26º / α2 = -24º)

ASYNCHRONOUS WTG PHASE TO PHASE DIP WITH WINDFACT ®

1

2 2

3

4

4

Vpark Vgrid+ Vwf -

WINDFACT Voltage(Vwf)



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Windfarm

voltage

Grid

voltage

Windfact

voltage

65

ASYNCHRONOUS WTG PHASE TO PHASE DIP WITH WINDFACT ® (zoom)

1

2 2

3

4

4

Vpark Vgrid+ Vwf -

WINDFACT Voltage(Vwf)



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�Debido a la dificultad de hacer pruebas a nivel de Parque Eólico, se han desarrollado ensayos a nivel de aerogenerador con “Generadores de Huecos”.

�Gamesa ha sido un participante activo en la primera definición de dichos equipos, en el grupo de Trabajo de la AEE (Asociación Eólica Española) y de hecho posee tres generadores de su propiedad, siendo el primer fabricante en disponer de él.

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�El Grupo de trabajo de Eólica, dentro de la AEE, desarrolló junto al Operador de Red y Certificadores, el Procedimiento de Validación, Verificación y Certificación de Huecos de Tensión para la Energía Eólica, tanto con ensayos en campo como por simulación.

�Hace unas semanas se ha oficializado la versión 9 de dicho procedimiento, donde también se incorpora la Generación Solar Fotovoltaica.

�Este procedimiento ha servido como base a otros países para desarrollar posteriormente sus Procedimientos de validación como FGW,GL,etc..

�Basada en la experiencia de este Grupo de Trabajo, parte del mismo, en el cuál se encuentra Gamesa, está presente en el Grupo de Trabajo de la EWEA (Asociación Eólica Europea) trabajando en la armonización del Código de Red de ENTSO-E y que estásiendo uno de los grupos consultados por dicho Organismo.

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�La red es distinta en cada país y cada uno de ellos posee un requisito distintoENVOLVENTE eon 2006

0

20

40

60

80

100

0 2000 4000 6000

Time msec

Rem

anen

t V

olt

age

EON 2006

USA FERC

FRANCIADIST.FRANCIA THT1&2 WFFRANCIA THT2&3BULGARIA

U.K.

NORDEL-NORDICMÉXICO V2

TURQUIA L1

TURQUIA L2

Egipto

ENVOLVENTE EON2003

0

20

40

60

80

100

0 1000 2000 3000 4000

Time msec

Rem

anen

t V

olt

age

EON2003

RUMANIA

IRLANDA -A

CHINA 2009

IRLANDA DELNORTEGRECIA L2

POLONIA

ENVOLVENTE P.O.12.3 SPAIN

0

20

40

60

80

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Time msec

Rem

anen

t V

olt

age

ESPAÑABRASILGRECIA L1GRECIA L2ITALIAPORTUGALESTONIAJORDANIA

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�No solo la envolvente, sino también la inyección de Ir e Ia

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�Gamesa ha realizado ensayos en campo y simulaciones comprobando el cumplimiento de los distintos Códigos de Red de los países en los que se encuentra presente y en los futuros.

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�Gamesa ha realizado ensayos en campo y simulaciones comprobando el cumplimiento de los distintos Códigos de Red de los países en los que se encuentra presente y en los futuros.

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3ph 70% Un 2000 ms



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2ph 75% Un 2000 ms



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3ph 17% Un 530 ms



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2ph 43% Un 545 ms



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3ph 0% Un 570 ms



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� La Energía Eólica puede comenzar a suministrar los requisitos que se exigen

actualmente a la Generación Convencional, aunque existen matices que deben

ser resueltos entre el Operador de Red, Promotores y fabricantes, para

terminar de diseñar sus soluciones más avanzadas.

� La generación eólica, está demostrando día a día la capacidad en suministrar:

� Control de la producción (Potencia Activa)

� Control de la Frecuencia, dependiendo de la demanda del sistema, incluso de la

reserva de potencia.

� Control de la tensión en Pcc por V, Cos phi o Q.

� Huecos de Tensión, evitando la pérdida de generación e inyectando Ir para

recuperar la tensión

� Los sistemas forecast (MEGA) desarrollados con los fabricantes, van dando sus

frutos y vamos logrando una cierta programación de la producción debido a la

predicción del viento.

5.- CONCLUSIONES

Copyright 2009 Gamesa Corporación Tecnológica, S.A.


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� Los Sistemas SCADA de Gamesa están coordinados con los Despachos

Delegados de diversos países

� Las Herramientas de Regulación de Gamesa poseen las distintas funcionalidades para ayudar al sistema a la estabilidad de la red:

� Control de Potencia Activa + Rampas de subida/bajada 1´ y 10 ´´� Control de Frecuencia con diferentes curvas de respuesta

� Regulación de Potencia Reactiva/Factor de Potencia y Tensión, permitiendo controlar la tensión en Pcc

� Las soluciones de huecos de tensión de Gamesa han sido probadas durante

muchos años en operación y están optimizadas para soportar los requisitos de

los Códigos de Red más severos.

� Gamesa ha desarrollado soluciones también para lograr alcanzar una Calidad

de Energía a demanda en la red con equipos propios (Active filters, STATCOMs

and capacitors banks)

5.- CONCLUSIONES

Copyright 2009 Gamesa Corporación Tecnológica, S.A.


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Gracias por su atención !

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