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Procedimiento de medida y evaluación de la respuesta de las instalaciones eólicas

ante huecos de tensión

Procedimiento de medida y evaluaciProcedimiento de medida y evaluacióón de n de la respuesta de las instalaciones ela respuesta de las instalaciones eóólicas licas

ante huecos de tensiante huecos de tensióónn

JOSJOSÉÉ LUIS RODRLUIS RODRÍÍGUEZ AMENEDOGUEZ AMENEDOSANTIAGO ARNALTE GSANTIAGO ARNALTE GÓÓMEZ MEZ

Universidad Carlos III de MadridUniversidad Carlos III de MadridMadrid 25 de Enero 2006Madrid 25 de Enero 2006

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INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓN N

1.1.-- ANTECEDENTES ANTECEDENTES

2.2.-- PROCEDIMIENTO DE CERTIFICACIPROCEDIMIENTO DE CERTIFICACIÓÓNN

2.1. PROCEDIMIENTO GENERAL 2.1. PROCEDIMIENTO GENERAL 2.2. PROCEDIMIENTO PARTICULAR (PARQUE TIPO)2.2. PROCEDIMIENTO PARTICULAR (PARQUE TIPO)

3.3.-- INFORMES ACREDITADOSINFORMES ACREDITADOS

3.1 ENSAYO EN CAMPO3.1 ENSAYO EN CAMPO3.2 VALIDACI3.2 VALIDACIÓÓN DE MODELOS (AEROGENERADORES/ FACTS)N DE MODELOS (AEROGENERADORES/ FACTS)3.3 SIMULACI3.3 SIMULACIÓÓN DE PARQUES EN DE PARQUES EÓÓLICOS LICOS

Procedimiento de verificaciProcedimiento de verificacióón y evaluacin y evaluacióón de la respuesta ante huecos de tensin de la respuesta ante huecos de tensióón n

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ANTECEDENTESANTECEDENTES

El El ““Procedimiento de Medida y EvaluaciProcedimiento de Medida y Evaluacióón de la Respuesta de las n de la Respuesta de las Instalacaiones EInstalacaiones Eóólicas ante Huecos de Tensilicas ante Huecos de Tensióónn”” surgesurge

-- A propuesta de la AEE (junio de 2005)A propuesta de la AEE (junio de 2005)

-- Desarrolla el P.O.12.3 Desarrolla el P.O.12.3 ““Requisitos de Respuesta Frente a Huecos de Requisitos de Respuesta Frente a Huecos de TensiTensióón de las Instalaciones En de las Instalaciones Eóólicaslicas””..

-- ParticipaciParticipacióón y elaboracin y elaboracióón de fabricantes, promotores, operador del n de fabricantes, promotores, operador del sistema elsistema elééctrico REE, laboratorios de ensayos, etc.ctrico REE, laboratorios de ensayos, etc.


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PROCEDIMIENTO DE CERTIFICACIPROCEDIMIENTO DE CERTIFICACIÓÓN (1)N (1)


Procedimiento General

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Procedimiento Particular

DefiniciDefinicióón PARQUE En PARQUE EÓÓLICO TIPOLICO TIPO

Con objeto de no tener que evaluar la conformidad de TODOS los pCon objeto de no tener que evaluar la conformidad de TODOS los parques arques eeóólicos se puede obtener el informe acreditado de simulacilicos se puede obtener el informe acreditado de simulacióón de parque enn de parque enaquellas instalaciones consideradas como TIPO.aquellas instalaciones consideradas como TIPO.

Para acceder a esta posibilidad es condiciPara acceder a esta posibilidad es condicióón necesaria: n necesaria:

(1)(1) Que la totalidad de aerogeneradores del parque dispongan de infoQue la totalidad de aerogeneradores del parque dispongan de informe rme acreditado de ensayo en campo y validaciacreditado de ensayo en campo y validacióón de modelo. n de modelo.

(2) Disponer de un informe acreditado FAVORABLE de simulaci(2) Disponer de un informe acreditado FAVORABLE de simulacióón de n de parque tipo (se efectparque tipo (se efectúúa una sola vez)a una sola vez)

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Procedimiento Particular (PARQUE EÓLICO TIPO)

Estudio de la AEEEstudio de la AEE

CaracterCaracteríísticas bsticas báásicassicas

(1)(1) 50 MW (25x 2 MW) DFIG50 MW (25x 2 MW) DFIG(2)(2) UUATAT [66,132,220 [66,132,220 kVkV]](3)(3) UUMTMT [20,30 [20,30 kVkV]]

Modelo DFIG genModelo DFIG genééricorico

Consensuado por los fabricantesConsensuado por los fabricantes

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Se propone realizar un estudio previo para definir cuales Se propone realizar un estudio previo para definir cuales son los parson los paráámetros mmetros máás determinantes de un parque s determinantes de un parque eeóólico tipo lico tipo

-- Potencia de cortocircuito (Potencia de cortocircuito (Scc(MVAScc(MVA), ), ϕϕ) en el PCC ) en el PCC

-- Impedancia de cortocircuito de los transformadores. Impedancia de cortocircuito de los transformadores.

-- Longitud mLongitud mááxima de cable de MT y caracterxima de cable de MT y caracteríísticas sticas elelééctricasctricas

-- Grupos de conexiGrupos de conexióón y regn y regíímenes de neutro de las menes de neutro de las instalaciones. instalaciones.

Procedimiento Particular (PARQUE EÓLICO TIPO)

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INFORMES ACREDITADOS (1) INFORMES ACREDITADOS (1)


ENSAYO EN CAMPO

GeneralidadesGeneralidades

-- Procedimientos de medida vProcedimientos de medida váálido para cada TIPO de aerogeneradores y lido para cada TIPO de aerogeneradores y dispositivos FACTS de cualquier potencia con una conexidispositivos FACTS de cualquier potencia con una conexióón trifn trifáásica a una sica a una red elred elééctrica.ctrica.

-- TIPO AEROGENERADOR/FACT: Aerogenerador o FACT comercializado porTIPO AEROGENERADOR/FACT: Aerogenerador o FACT comercializado porun fabricante con una potencia asignada comprendida entre un fabricante con una potencia asignada comprendida entre ±±20% de la 20% de la potencia nominal y con la misma tecnologpotencia nominal y con la misma tecnologíía y tipo de los componentes a y tipo de los componentes elelééctricos, electrctricos, electróónicos y estrategia de control (EN DISCUSION)nicos y estrategia de control (EN DISCUSION)

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ENSAYO EN CAMPO

Condiciones de ensayoCondiciones de ensayo

-- DistorsiDistorsióón armn armóónica inferior al 5%nica inferior al 5%-- Frecuencia de la red debe estar en Frecuencia de la red debe estar en ±±1% de la 1% de la frecuencia nominalfrecuencia nominal-- La tensiLa tensióón debe estar en el n debe estar en el ±±5% de 5% de su valor nominal su valor nominal -- La tasa de desequilibrio de tensiLa tasa de desequilibrio de tensióón debe ser inferior al 2n debe ser inferior al 2%%

Equipo de ensayoEquipo de ensayo

-- El generador de huecos debe tener la configuraciEl generador de huecos debe tener la configuracióón adecuada que n adecuada que garantice durante el ensayo en carga unos tiempos de cagarantice durante el ensayo en carga unos tiempos de caíída y de da y de recuperacirecuperacióón mn mááximos, afectando lo menos posible al sistema elximos, afectando lo menos posible al sistema elééctrico ctrico y garantizando en todo momento la coordinaciy garantizando en todo momento la coordinacióón y selectividad de n y selectividad de protecciones con la subestaciprotecciones con la subestacióón eln elééctrica aguas arriba del punto de ctrica aguas arriba del punto de ensayo.ensayo.

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ENSAYO EN CAMPO

Procedimiento de ensayo de aerogeneradoresProcedimiento de ensayo de aerogeneradores

-- El aerogenerador se ensayarEl aerogenerador se ensayaráá en campo en los siguientes puntos de en campo en los siguientes puntos de operacioperacióón:n:

-- Intervalo de 10%Intervalo de 10%--30% de la potencia nominal.30% de la potencia nominal.-- Intervalo de 80%Intervalo de 80%--100% de la potencia nominal100% de la potencia nominal

-- No se especifica la potencia reactiva del ensayo por considerarlNo se especifica la potencia reactiva del ensayo por considerarla a irrelevante para los propirrelevante para los propóósitos que se persiguen. No obstante, a modo sitos que se persiguen. No obstante, a modo informativo este valor deberinformativo este valor deberáá recogerse en el informe de ensayo.recogerse en el informe de ensayo.

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ENSAYO EN CAMPO

Procedimiento de ensayo de aerogeneradoresProcedimiento de ensayo de aerogeneradores

-- En el procedimiento se realizarEn el procedimiento se realizaráán al menos 4 ensayos de las siguientes n al menos 4 ensayos de las siguientes caractercaracteríísticassticas

-- Falta trifFalta trifáásicasica-- 10%10%--30% de la potencia nominal. (Carga parcial)30% de la potencia nominal. (Carga parcial)-- 80%80%--100% de la potencia nominal. (Plena carga)100% de la potencia nominal. (Plena carga)

-- Falta bifFalta bifáásica aisladasica aislada-- 10%10%--30% de la potencia nominal (Carga parcial)30% de la potencia nominal (Carga parcial)-- 80%80%--100% de la potencia nominal (Plena carga)100% de la potencia nominal (Plena carga)

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ENSAYO EN CAMPO

CaracterCaracteríísticas del hueco de tensisticas del hueco de tensióónn

Tipo de Tipo de huecohueco T2T2--T1T1 T3T3--T2T2 T4T4--T3T3 UUresres

33φφ≤≤20ms20ms ≥≥0,5 s0,5 s ≤≤150ms150ms 20%20%±±3%3%

22φφ≤≤20ms20ms ≥≥0,5 s0,5 s ≤≤150ms150ms 60%60%±±3%3%

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ENSAYO EN CAMPO

CaracterCaracteríísticas del hueco de tensisticas del hueco de tensióónn

La tensiLa tensióón residual del ensayo se puede variar siempre y cuando n residual del ensayo se puede variar siempre y cuando posteriormente en las simulaciones de parque completo se posteriormente en las simulaciones de parque completo se compruebe que las condiciones a las que se ha sometido a cada compruebe que las condiciones a las que se ha sometido a cada aerogenerador no son maerogenerador no son máás exigentes que las del ensayo. Se s exigentes que las del ensayo. Se considera mconsidera máás exigente menor tensis exigente menor tensióón y mayor corrienten y mayor corriente

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ENSAYO EN CAMPO

Procedimiento de ensayo de FACTSProcedimiento de ensayo de FACTS

-- El ensayo de FACTS tiene por finalidad determinar su respuesta El ensayo de FACTS tiene por finalidad determinar su respuesta dindináámica y permitir validar y certificar un modelo de simulacimica y permitir validar y certificar un modelo de simulacióón.n.

-- El ensayo en ningEl ensayo en ningúún caso se efectn caso se efectúúa para comprobar la continuidad a para comprobar la continuidad de suministro del dispositivo.de suministro del dispositivo.

-- Las caracterLas caracteríísticas de ensayo son semejantes al ensayo de sticas de ensayo son semejantes al ensayo de aerogeneradores, comprobando en las simulaciones que las aerogeneradores, comprobando en las simulaciones que las condiciones en bornes del equipo son menos severas que las del condiciones en bornes del equipo son menos severas que las del ensayo.ensayo.

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ENSAYO EN CAMPO

MEDIDASMEDIDAS

-- A partir de los registros de tensiA partir de los registros de tensióón y corriente muestreados a una n y corriente muestreados a una frecuencia de al menos 5 frecuencia de al menos 5 kHzkHz, se registrar, se registraráán los instantes previos al n los instantes previos al inicio del hueco y 15 segundos posteriores al instante del perioinicio del hueco y 15 segundos posteriores al instante del periodo de do de recuperacirecuperacióón.n.

-- En los registros previos se determinarEn los registros previos se determinaráá la frecuencia segla frecuencia segúún se indica n se indica en la norma IEC 61400en la norma IEC 61400--44--30, que se utilizar30, que se utilizaráá como dato de partida como dato de partida para calcular valores eficaces, potencia activa, potencia reactipara calcular valores eficaces, potencia activa, potencia reactiva etc.va etc.

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VERIFICACIÓN DE MODELOS

PROCEDIMIENTO DE VERIFICACIPROCEDIMIENTO DE VERIFICACIÓÓNN

-- Se registran los valores instantSe registran los valores instantááneo de tensineo de tensióón e intensidad en el n e intensidad en el punto de ensayo y se determinan los valores eficaces del armpunto de ensayo y se determinan los valores eficaces del armóónico nico fundamental de estas variables, asfundamental de estas variables, asíí como el valor de la potencia como el valor de la potencia activa y reactiva.activa y reactiva.

-- A partir de una modelo de simulaciA partir de una modelo de simulacióón (RMS o EMT) se reproducirn (RMS o EMT) se reproducirááen la plataforma informen la plataforma informáática los mismo 4 ensayos que en campo.tica los mismo 4 ensayos que en campo.

-- Se considerarSe consideraráá validado el modelo cuando la diferencia entre los validado el modelo cuando la diferencia entre los valores medidos en el ensayo en campo y en la plataforma valores medidos en el ensayo en campo y en la plataforma informinformáática no supere el 10%. Las variables que se considerartica no supere el 10%. Las variables que se consideraráán son:n son:U1U1……U3U3, I1,, I1,……,I3,I3, , P1P1……P3P3, Q1,, Q1,……,Q3,Q3..

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SIMULACIÓN DE PARQUES EÓLICOS

PROCEDIMIENTO DE SIMULACIPROCEDIMIENTO DE SIMULACIÓÓNN

-- Para realizar el estudio es preciso hacer uso de una herramientPara realizar el estudio es preciso hacer uso de una herramienta a que permita el modelado por fase de los componentes del sistema que permita el modelado por fase de los componentes del sistema elelééctrico, ya que se realizarctrico, ya que se realizaráán estudios dinn estudios dináámicos ante fallos micos ante fallos equilibraos y desequilibrados.equilibraos y desequilibrados.

-- Se modelarSe modelaráá la configuracila configuracióón eln elééctrica real del parque ectrica real del parque eóólico al lico al simular. Se utilizarsimular. Se utilizaráán modelos acreditados de aerogeneradores y n modelos acreditados de aerogeneradores y FACTS, no serFACTS, no seráá preciso utilizar modelos acreditados de preciso utilizar modelos acreditados de transformadores, cables o ltransformadores, cables o lííneas.neas.

-- El resto de la red elEl resto de la red elééctrica que no pertenezca a la instalacictrica que no pertenezca a la instalacióón en eóólica lica motivo de estudio se modelarmotivo de estudio se modelaráá como una fuente de tensicomo una fuente de tensióón n programable. programable.

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PROCEDIMIENTO DE SIMULACIPROCEDIMIENTO DE SIMULACIÓÓNN

Tensión (pu)

1

0,2

0,5 1 Tiempo (seg.)

punto de comienzo de la perturbación

0,80,95 pu

0 15

despeje de la falta

duración de la falta

0,6

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EVALUACIEVALUACIÓÓN DE LA RESPUESTA DEL PARQUE EN DE LA RESPUESTA DEL PARQUE EÓÓLICOLICO

Se comprobarSe comprobaráá la conformidad con los requisitos:la conformidad con los requisitos:

Continuidad de suministro:Continuidad de suministro: Se comprobarSe comprobaráá que el parque que el parque eeóólico soporta sin desconexilico soporta sin desconexióón de ningn de ningúún aerogenerador los n aerogenerador los huecos especificados en el procedimiento de ensayo. Se huecos especificados en el procedimiento de ensayo. Se verificarverificaráá que las condiciones soportadas por cada que las condiciones soportadas por cada aerogenerador son menos severas que en el ensayo.aerogenerador son menos severas que en el ensayo.

Intercambios de potencia activa y reactivaIntercambios de potencia activa y reactiva segsegúún se indica en n se indica en el el P.OP.O.12.3..12.3.

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