Volumen:
1
Edición:
10
DOI:
Evaluación de Perturbaciones Eléctricas en una Zona del Sistema de Potencia con Baja Robustez y una Central Fotovoltaica
Alan Jair Rodríguez Amaya
Francisco Sergio Sellschopp Sánchez
Rodrigo Loera Palomo
Carlos Álvarez Macías
Leticia Lozano Cuellar
Resumen
Este artículo presenta un estudio sobre la integración de una central fotovoltaica en el sistema eléctrico de potencia IEEE de 14 nodos, enfocándose en su interconexión en una zona de baja robustez debido a la falta de centros de generación. Para la interconexión, se selecciona el bus 13 como el nodo más crítico por los bajos niveles de cortocircuito que se presentan en esa zona. Además, se propone sustituir el generador convencional del bus 2 por una central fotovoltaica con potencia equiparable, manteniendo un control típico de generación a factor de potencia unitario. Para evaluar el comportamiento del sistema, se aplican perturbaciones súbitas en centros de carga cercanos a los generadores, analizando la estabilidad de pequeña señal en diferentes nodos de la red eléctrica.
Este estudio se realiza mediante simulaciones utilizando el software PSSE (Power System Simulator for Engineering), modelando las líneas de transmisión y fuentes de generación de acuerdo a lo establecido con el modelo de estado estacionario de la IEEE de 14 nodos. La central fotovoltaica se construye utilizando los modelos estandarizados incorporados en el simulador, y los cambios de carga programados se diseñan para comprometer el perfil de tensión dentro de los límites mínimos permisibles establecidos por los estándares IEEE. Este estudio permite entender el impacto de la integración de centrales fotovoltaicas en zonas con baja robustez y evaluar la viabilidad de reemplazar generadores convencionales, contribuyendo a la mejora de la estabilidad del sistema eléctrico y la integración de energías renovables sin comprometer al SEP.
Palabras clave
Central fotovoltaica, Perturbaciones eléctricas, PSSE, Sistema eléctrico de potencia.
Duncan J, Overbye T, Sarma M. Power System Analysis and Design. 6.a ed).
Sauer, W y Pai, M.A. (1997). Power System Dynamics and Stability.
Saadat, H. (2010). Power System Analysis (3.a ed.).
John, G y Stevenson, W. (1994). Power System Analysis.
Ameur A, Loudiyi K, Aggour M. (2017) Steady State and Dynamic Analysis of Renewable Energy Integration into the Grid Using PSS/E Software. ELSEVIER.
Alquthami T, Ravindra H, Faruque M.O, Steurer M, Baldwin T. (2010).
Study of photovoltaic integration impact on system stability using custom model of PV arrays integrated with PSS/E, http://doi.org/.1109/NAPS.2010.5619589.
Adam, B y James, D. (2015). Impact of Synchronous Generator Model GENTPJ on System Dynamics. University of Illinois at Urbana-Champaing.
Ago, E. (2020). Impact of inertia parameter of different Hydro Generator models in power stability of Photovoltaic Power Stability of Photovoltaic Power Plants ResearchGate. https://doi.org/10.6084/m9.figshare.12275615
Cardenas V, Echeverria D, Cepeda J. (2015). Análisis de confiabilidad de la generación considerando el Ingreso de Energías Renovables no convencionales en los Sistemas de Potencia. Revista Técnica “Energía”. N| 11, Pp. 101-107.
Essam Z, Aziz A, Ishaq J, Abdulaziz M. (2016). Voltage Stability Improvement In Transmission Networks Embedded with Photovoltaic Systems. Saudi Electricity Company.
Longatt, F y Palencia, E. (2006). Desarrollo de un Programa de Cálculo de Flujos de Potencia en Sistemas de Distribución. Congreso iberoamericano de estudiantes de ingeniería eléctrica (III CIBELEC 2008)
Mena, S y Cañizares, C. (2003). Modeling and simulation of IEEE 14 Bus System With Facts Controllers.
Subramaniam T, Muhamad S, Rahman A, Ariffin A. (November 2017). An Investigation on the Power System Stability of Photovoltaic Grid Integrated System. Faculty of Engineering and Built Enviroment.
Gaurav, B. y Shaik, A. (2017). Analysis of Large Scale PV Penetration Impact on IEEE 39 – Bus Power System. Dept. of Electrical Enineering.
Fraile Gutiérrez, C (2018). La energía eléctrica FV y el sistema eléctrico de potencia. [Tesis de Ingeniería, Universidad Valladolid]. https://uvadoc.uva.es/bitstream/handle/10324/28966/TFG-P-746.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Fuentes Soto, C.E. (2005). Propuesta de Cambio de un Sistema de Excitación Dinámico en un Generador Síncrono, por un Sistema de Excitación Estático de una Planta de Generación Eléctrica. [Tesis de Ingeniería, Universidad San Carlos de Guatemala].
Sanz, D.D. (2023). Modelización y simulación de plantas de generación renovable con almacenamiento. [Tesis de maestría, Universitario en integración de las energías renovables en el sistema eléctrico]
Tanelema, E. (2019). Simulación de flujos en sistemas eléctricos de potencia usando métodos completos, desacoplados y linealizados. [Tesis de ingeniería, Universidad politécnica Salesiana].
GRIDSOL. Smart Renewable Hubs for Flexible Generation – Solar Grid Stability [Archivo PDF] www.gridsolproject.eu/wp-content/uploads/2020/04/D9.7_Dissemination-Final-Report.pdf
Programa de Desarrollo del Sistema Electrico Nacional 2023 – 2037. [Archivo PDF] https://www.gob.mx/sener/articulos/programa-de-desarrollo-del-sistema-electrico-nacional-2023-2037
IEEE 14 Bus System. (1992). Illinois Center For A Smarter Electric Grid (ICSEG). Recuperado 8 de julio de 2024, de https://icseg.iti.illinois.edu/ieee-14-bus-system/
WECC. Solar Photovoltaic Power Plant Modeling and Validation Guideline. [Archivo PDF] https://www.wecc.org/Reliability/Solar%20PV%20Plant%20Modeling%20and%20Validation%20Guidline.pdf
MATLAB. (2020). Versión R2020a. Natick, Massachusetts: The MathWorks Inc.
Siemens Power Technologies PSS/E Xplore, versión 35.5
Siemens Power Technologies PSS/E Xplore 35.5, MODEL LIBRARY.