Estudio de la integración en la red de perturbaciones conducidas provocadas por aerogeneradores

Abstract

[ES]La generación de energía eólica ha experimentado un crecimiento exponencial en los últimos ocho años, hasta convertirse, actualmente, en la segunda fuente de generación eléctrica en España. Debido a su importancia en la red eléctrica, la influencia de las turbinas sobre la calidad de la energía está empezando a ser un tema cada vez más relevante. Su principal impacto sobre la red se manifiesta en forma de perturbaciones tales como fluctuaciones de tensión o flicker y distorsión armónica. Este Trabajo Fin de Grado proporciona una herramienta para estudiar la integración en la red de dichas perturbaciones conducidas, a través de diferentes niveles de un parque eólico. Para ello, se han utilizado datos reales registrados en 3 niveles de integración de la energía de un parque eólico (aerogenerador, línea con 5 aerogeneradores y parque con 16 aerogeneradores). En este trabajo, en primer lugar, se ha diseñado e implementado una herramienta que permite visualizar sincronizadamente la evolución temporal del flicker y de la distorsión armónica, junto con la cantidad de aerogeneradores del parque en marcha en cada momento y la potencia activa generada en cada nivel de integración. En segundo lugar, se han seleccionado una serie de tramos característicos para distintos estados de funcionamiento del parque, obteniéndose resultados agregados de las perturbaciones estudiadas. A partir de estos resultados se podrá estudiar en profundidad las relaciones existentes entre los niveles del parque y previsiblemente plantear modelos más precisos de la integración en la red de las perturbaciones estudiadas. Estas conclusiones podrán ser trasladadas al grupo de mantenimiento de IEC (TC88 MT21), encargado de la norma IEC 61400-21, ya que dicha norma busca evaluar las características de calidad de suministro de los aerogeneradores conectados a la red. Por otra parte, también podrán ser utilizados para diseñar de forma más ajustada los sistemas de corrección de perturbaciones instalados en los parques eólicos.

[EN]Wind power generation has experienced an exponential growth in the last eight years, until becoming, nowadays, the second source of electric generation in Spain. Due to its importance in the electric grid, the influence of wind turbines on power quality is becoming a significant issue. Its main impact on the grid is shown in form of disturbances such as voltage fluctuations or flicker and harmonic distortion. This end of degree work provides a tool to study the integration in the grid of these disturbances, through the different levels of the wind park. For this, real data recorded in three levels of a wind park have been used. (wind turbine, line with 5 wind turbines and wind park with 16 wind turbines). In this work, firstly, it has been designed and implemented a tool that enables visualize the temporal evolution of flicker and harmonic distortion, the number of wind turbines in operation of the wind park in every moment and the active power generated in each level of integration. Secondly, it has been selected a number of stretches for different operating conditions of the wind park, obtaining results of the perturbations studied. From these results it will be possible to study the existing relationships between the levels of the wind park and to propose more precise models of the integration in the grid of the disturbances studied. This conclusions will be transferred to the IEC Maintenance Team (TC88 MT21) in charge of the IEC 61400-21 standard, since this standard pretends to evaluate the power quality characteristics of grid-connected wind turbines. On the other hand, also will be used to design more accurately the disturbance correction systems installed in wind parks.

[EU]Energia eolikoaren sorkuntza hazkunde esponentziala esperimentatu du azken zortzi urteetan, Espainiako bigarren elektriko sorkuntza iturri bihurtu arte. Sare elektrikoan bere garrantziagatik, turbinen eragina energiaren kalitatean, gai nabarmena izaten hasten da. Bere eragin nagusia sarean, perturbazioen bidez adierazten da, hala nola tentsio gorabeherak edo flicker eta distortsio harmonikoa. Gradu bukaerako lan honek, sarean perturbazioen integrazioa ikasi ahal izateko erreminta bat eskaintzen du, parke eolikoko maila desberdinen bidez. Honetarako, parke eoliko bateko 3 integrazio mailetan erregistratutako datu errealak erabili dira (aerosorgailu bat, lerroa 5 aerosorgailuekin eta parke 16 aerosorgailuekin). Lan honetan, lehen, flicker-eko eta distortsio harmonikoko denborazko eboluzioa, parkeko aerosorgailuak martxan dauden kopurua une bakoitzean eta integrazio-maila bakoitzean sortutako potentzia aktiboa ikustea baimentzen duen erreminta diseinatu da. Bigarren lekuan, parkeko funtzionamendu egoera desberdinetarako tarte-kopurua aukeratu da, ikasitako perturbazioen emaitzak lortuz. Emaitza hauetatik aurrera, parkeko mailen arteko erlazioak ikasi eta integrazio modelo zehatzagoak pentsatu ahal izango dira. Ondorio hauek IEC-etako mantenu taldera (TC88 MT21) eraman ahal izango dira, IEC 61400-21 arauaren arduraduna, estandar honek sarera lotuak dauden aerosorgailuen hornitze-kalitatea ebaluatzen duenez gero. Bestalde, parke eolikoetan instalatutak dauden perturbazio zuzentasun sistemak zehazkiago diseinatzeko erabili ahal izango dira ere.