3. –Regulación de Frecuencia · 29 03/11/11 México D.F Estrictamente confidencial & uso...

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Estrictamente confidencial & uso restringido / Strictly confidential & limited use

� El Control de Frecuencia de un sistema eléctrico es del tipo PID= Proporcional + Integral + Derivativo

Proporcional �� Regulación Primaria�� -Kp* ∆f

Integral �� Regulación Secundaria

Derivativo�� Respuesta Inercial ∆ P=- Ki*df/dt

3. – Regulación de Frecuencia

Copyright 2009 Gamesa Corporación Tecnológica, S.A.

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

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3. – Regulación de FrecuenciaRegulación de Potencia Activa a nivel de Aerogenerador

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� Se reduce la Potencia Activa a generar por el aerogenerador.

� El Aerogenerador se acelera por efecto del viento

� Se realiza la corrección a través del pitch� Pueden surgir posibles oscilaciones� Existe alguna posibilidad de aumento de

las cargas que soporta el aerogenerador.




PECULIARIDADES� Posible limitación de la Potencia Mínima. Límite Mínimo Técnico.� Paradas de Aerogeneradores.

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3.- Regulación de Frecuencia



Reducción solicitada: 500 MW. Cumplimiento en 15 minutos

� La Generación Eólica es muy rápida en su actuación, tanto en subida como bajada

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� Consigna de Potencia Activa – basado en una consigna interna o externas referidas a valores en Pcc

� Limites Parque Eólico: Capacidad de Producción � Máquinas Disponibles

� Limites de Aerogenerador: Curvas PQTV

Regulador de Potencia Activa

SCADA system

WF Active Power

Set-point values Wind Turbine

Control system+APR

regulator

Checking

Wind Farm

limitations

Wind Turbine – 1...n

PCC measured values

P, Q, S, f

Set- point

error

Wind Turbine

limitations PQTV

WF

act pwr

set-point

WT

act pwr

set-point

WT act pwr

set-point



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� Consigna de Potencia Activa – basado en una consigna interna del Controlador Pcc

� Limites Parque Eólico: Capacidad de Producción � Máquinas Disponibles

� Limites de Aerogenerador: Curvas PQTV

Regulador de Frecuencia



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En un futuro esta regulación irá considerando nuevos inputs.

� Optimización matemática del envío de las consignas, evitando paradas de máquinas, evitando límites técnicos.

� Los controles deberán tener en cuenta parámetros operativos de máquina

� Se deberán asignar diferentes consignas para cada aerogenerador

� Permiso de agrupaciones de Parques Eólicos para optimizar el Cumplimiento de consignas enviadas por el operador de Red




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� Curvas de Respuesta de Frecuencia Seleccionables – Banda muerta incluida

� Coordinación con el Regulador de Potencia Activa por la consigna de P.

� Disponibilidad de Opción de prioridad de Curtailment de Potencia Activa o de Regulación de Frecuencia.



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� La Curva que se configuró durante el test en el Parque Eólico corresponde al de la figura.

� La frecuencia se integró dentro de la base de datos del Scada, junto al Laboratorio Acreditado.

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� La generación de Frecuencia “anómala” se genera con un PLC en Subestación – SCADA.

� Se alcanza el mínimo solicitado por sobre frecuencia

� No se alcanza el máximo por sub frecuencia, por no disponer de viento

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Pérdida 2800 MW

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Variación Frecuencia. 04/11/2006

48.95 Hz

Frecuencia (Hz) en San Sebastian de los Reyes 400 kV (Madrid).



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Debido a las Integración de la Generación Eólica, se están desarrollando futuras estrategias de control para Aerogeneradores.

En algunos de los casos, la afección al Promotor es grande, sobre todo en los casos en que se deja “pasar” el viento




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�En algunas ocasiones, los controles se agrupan y los Operadores de Red pueden llegar a solicitarlos de una forma conjunta.



Power generation capability

Delta Control function

activated

Time

Active power

Spinning

reserve

Delta Control function

deactivated

Delta & Gradient Control

function activated

Gradient Control

activated

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Rampas de Potencia

Se pueden provocar limitaciones tanto en la conexión como desconexión de los aerogeneradores a la red, existen dos tipos de rampas, que son las más usuales en los Códigos de Red, las minutales y las diezminutales.

Dichas rampas, pueden aplicarse tanto en la regulación de Potencia Activa como en la Regulación de Frecuencia.

3 1 0 0 0

3 2 0 0 0

3 3 0 0 0

3 4 0 0 0

3 5 0 0 0

3 6 0 0 0

3 7 0 0 0

2 4 /1 1 /2 0 0 51 2 :2 8 :4 8

2 4 /1 1 /2 0 0 51 2 :3 6 :0 0

2 4 /1 1 /2 0 0 51 2 :4 3 :1 2

2 4 /1 1 /2 0 0 51 2 :5 0 :2 4

2 4 /1 1 /2 0 0 51 2 :5 7 :3 6

2 4 /1 1 /2 0 0 51 3 :0 4 :4 8

2 4 /1 1 /2 0 0 51 3 :1 2 :0 0

2 4 /1 1 /2 0 0 51 3 :1 9 :1 2

6 6 %

6 8 %

7 0 %

7 2 %

7 4 %

7 6 %

7 8 %

8 0 %

P L im %



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� La Regulación de Frecuencia emplea la Potencia Activa para realizar el balance de carga para equilibrar la red.

� La falta de balance entre la demanda y la generación de Potencia provoca que existan desviaciones de frecuencia.

� Cada País define de una forma distinta la Regulación de Frecuencia, aunque existe una asociación de países UCTE, ahora llamada ENTSO-E ,que en principio marca una pauta , que no es seguida por todos.

� Este requisito es muy importante en Redes Débiles, como Irlanda, Italia, no tanto en países con redes fuertes España, Alemania.

� La Regulación en países con Parques Eólicos pequeños, se solicita a nivel de Aerogenerador a diferencia del resto de estrategia existente en el mundo




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�El Objetivo principal es la demostración de la capacidad de Regulación de Potencia Activa y Reactiva de una forma conjunta en un nodo de Generación.

�Los tests que se van a realizar son:

1. Regulación potencia Activa: Con el objetivo de lograr el control de regulación secundaria, Se agregan varios parques eólicos como un único parque para proveerla..

2. Regulación Potencia Reactiva: Con el objeto de lograr estabilizar la tensión en una zona o región de la red del TSO, varios parques eólicos asociados como un agregado proveerán la regulación de tensión.

�Impacto esperado: mantener la estabilidad y seguridad el sistema de transmisión de energía, consiguiendo un gran control de la energía eólica, superando las barreras actuales, logrando una Integración mayor de la misma en la red.

�Socios:

SYSERWIND Descripción Demo - TWENTIES


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111 MW 122 MW

248 MW



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La arquitectura global del proyecto posee cuatro niveles de controls:1. Control de áreal (REE Control Centre, CECRE).2. Control de Cluster (IBR Control Centre, CORE).3. Control de cluster Parque Eólico (Communications and Control Unit, UCC).4. Control nivel parque Eólico (Wind farms Control Systems, GAMESA SCADA).

3 Clusters 15 Wind farms

CECRE

(REE Dispatch Center)

CORE

(IBERDROLA Dispatch Center)

UCC Cluster

ARCOS

UCC Cluster

HUENEJA

UCC Cluster

TAJO

Wind Farm

SCADAs

Wind Farm

SCADAs

Wind Farm

SCADAs



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Active Power

Time

P offered

P available

P max

Reg. Band

P min

Reg. Band

Considered

forecast deviation

Offered

Regulation

Band

1 Hour

P produced

Control de Potencia Activa 1º Test



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Active Power

Time

P available

P max

Reg. Band

P min

Reg. Band

Considered

forecast deviation

P offered

Offered

Regulation

Band

1 Hour

set points each

4 seconds P requested

Control de Potencia Activa 2º Test Regulación Secundaria



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• El algoritmo de control AGC algoritmo en el CORE recibe las consignas del TSO.

• Basado en los sistemas de predicción y en la disponibilidad de los aerogeneradores, se calcula la banda de regulación.

• Al mismo tiempo se calcula las consignas a enviara a cada parque eólico así como el seguimiento de las ordenes enviadas por el TSO.

• Cada parque Eólico modifica su generación de forma proporcional, teniendo en cuenta el margen entre la capacidad máxima y la generación actual



Estrategia control Potencia Activa

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Control Potencia Reactiva 1º Test



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Capacitive voltage profile

Base case voltage profile

Inductive voltage profile

Control Potencia Reactiva a Nivel de Área



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� El Control de Cluster (AVC) validará que parques Eólicos pueden participar, en tiempo real, en el control de tensión de la red de transporte , controlando el perffil de tensión de la red.

� CORE enviará la información recibida por REE a los reguladores de reactiva a través de las UCCs del cluster. Los reguladores de Reactiva enviarán las consignas de reactiva a los parques Eólicos de acuerdo a los requisitos del TSO.

� Si la consigna no es alcanzable ( un Parque Eólico conectado al cluster está saturado si está entregando la máxima potencia reactiva), la interacción entre los distintos parques Eólicos, será activada para intentar conseguir la máxima capacidad de potencia reactiva en el cluster.

Estrategia Control de Tensión



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4. – Huecos de Tensión


Definición de Hueco de Tensión.Es una bajada transitoria de tensión en la red provocada por fallos en la red, principalmente cortocircuitos o por el arranque cercano de motores. La duración estimada del hueco suele ser entre decenas de ms y un minuto. El hueco se transmite por toda la red, siendo máximo cuanto más cerca del origen nos encontremos

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