Conceptos básicos sobre la inserción de la generación eólica en un sistema eléctrico de potencia

CAMMESA
Compañía Administradora del Mercado Mayorista Eléctrico

Conceptos básicos sobre la Inserción de la Generación Eólica en un Sistema Eléctrico de Potencia

Indice I.- Las Características de Funcionamiento de las Turbinas Eólicas II.- El Valor Económico del Pronóstico de Vientos III.- Tareas Asociadas al Control debido a la Integración IV.- Problemas de Integración de las TurbinasEólica V.- Test de Calidad de Potencia VI.- Diversas Cuestiones VII.- Bibliografía Consultada

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I.- Las Características de Funcionamiento de las Turbinas Eólicas
Formas de uso de las Turbinas Eólicas Actualmente las turbinas eólicas se usan fundamentalmente para la generación de electricidad en diversas regiones del mundo. Las mismas se proyectan y construyen en una gran variedad de contextos.El rango de aplicaciones puede ser dividido de tres formas: 1) Granja Eólica. Una granja eólica produce energía eléctrica por medio de un gran número de turbinas eólicas dispuestas próximas entre sí, la que es inyectada a la red en el punto de conexión. Los rangos normales de potencia para las turbinas eólicas oscilan entre 300 y 750 kW (35 a 50 metros de diámetros de rotor). Desde la perspectivade un flujo de potencia eléctrico, esta generación actúa en paralelo con la generación convencional para suministrar energía eléctrica a la demanda. Las turbinas requieren algún tipo de asistencia de la red eléctrica, ya sea desde una simple referencia de frecuencia hasta el reactivo que necesitan para su funcionamiento (generadores asincrónicos). En términos de capacidad instalada y de impactoeconómico, es la forma predominante de la generación eólica. La economía de gran escala de los sistemas eólicos conectados a una red se aproximan ahora a los de generación convencional. La disposición física de la granja puede consistir en centenares de máquinas que entregan potencias del orden de las decenas y centenas de MW. Sin embargo dicha potencia eólica es todavía una pequeña fracción de lageneración convencional conectada a la red (típicamente inferior al 15 %). Para medir esto se usa el Grado de Penetración de la Generación Eólica (en función de una dada demanda) GPE = Potencia Eólica/ (Potencia Eólica + Potencia Convencional) Con la tecnología que se dispone actualmente, el máximo GPE con que las empresas están conformes es del 15 % (en USA), porcentaje relacionado con la calidadde potencia que debe tener el fluido eléctrico. La calidad se altera fundamentalmente debido a la variabilidad del viento y su influencia en la potencia eólica generada, resultando una generación eléctrica combinada (eólica más convencional) que puede presentar variaciones de corta duración en su tensión y frecuencia. Un GPE aceptable, dependerá de diversos factores, como: - tecnología de lasturbinas eólicas. - características de operación de la generación convencional. - capacidad y longitud de las líneas de transmisión que conectan la generación a la demanda.

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El límite superior del GPE no es rígido, sino que podrá incrementarse cuando se tenga mayor experiencia en la operación, cuando se produzcan cambios tecnológicos y cuando se integren mejor los sistemas de control de lasfuentes eólicas y convencionales. 1) Generación Distribuida, no necesariamente están conectados a una red eléctrica. El número y el tamaño de los generadores se reduce (1 a 50 kW). Pueden usarse para mantener la tensión al final de una línea, etc.. 3) Sistemas de Potencia Híbridos, son usados fundamentalmente cuando no hay red eléctrica. El número y el tamaño de los generadores eólicos se reduce (1a 50 kW) y se integran fuertemente con otros sistemas de potencia (arreglos eólicos-solares-hidro-diesel, etc). Características de Funcionamiento La característica principal de funcionamiento de una turbina eólica es su Curva de Potencia, que da la relación entre su salida de potencia eléctrica en función de la velocidad del viento. Puede ser dividida en cuatro regiones de velocidad de vientos...