Sistema Tandem para la conexión a redes débiles de sistemas de generación distribuida a velocidad variable

Autores: Sanz Osorio, Jose Francisco
Año publicación: 2007
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Código: CP-0491

Resumen:

La creciente demanda de energía eléctrica junto con la fuerte dependencia de los recursos fósiles procedentes de otros países y los problemas medioambientales asociados a su explotación, ha llevado a la necesidad de fomentar la generación de energía eléctrica con fuentes de origen renovable. Dentro de éstas la energía eólica ha sido la que ha experimentado el mayor crecimiento en los últimos años. El gran inconveniente de esta fuente de energía se encuentra asociado a la aleatoriedad del recurso, lo que ha llevado al desarrollo de sistemas de generación a velocidad variable, capaces de extraer la máxima potencia en un rango de velocidades de viento muy amplio.

Los sistemas de generación a velocidad variable implican el uso de etapas de electrónica de potencia, que permiten mejorar ciertos aspectos de la calidad de la energía eléctrica entregada a red al reducir los efectos debidos a las oscilaciones de potencia y eliminar los flicker. Sin embrago, introducen otros inconvenientes asociados al contenido armónico de la onda de intensidad y a la robustez del sistema, ya que son muy sensibles a variaciones de tensión en la red, fundamentalmente a los huecos de tensión que pueden producir su desconexión. Por otra parte, se prevé una gran proliferación de sistemas de generación de media y baja potencia, tal y como se deduce de los artículos que sobre este tema pueden encontrarse. A esta nueva forma de generación se le denomina Generación Distribuida (GD). Estos sistemas se encontrarán, generalmente, conectados a redes débiles o en sistemas aislados, que son muy sensibles a los inconvenientes anteriormente citados. La única norma que hace referencia a las condiciones de conexión de los aerogeneradores a la red, actualmente en fase de revisión y a punto de ser aprobada su versión 2.0, es la IEC 61400-21. En dicha norma se establece que el contenido armónico de la intensidad no debe superar los límites marcados por la norma IEC-61000-3-6. Esta última es aplicable para sistemas conectados a media y alta tensión, por lo que en sistemas conectados a baja tensión, quizá, debería aplicarse la IEC-61000-3-4 que regula los límites de emisión de corrientes armónicas para equipos eléctricos o electrónicos de corriente nominal superior a 16 A, conectados a redes públicas de baja tensión. Además de esta norma internacional, productores, operadores y fabricantes se han agrupado en algunos países para crear protocolos nacionales que regulen la conexión de los aerogeneradores al sistema eléctrico. Así por ejemplo, en España se ha desarrollado el P.O.12.3, que regula el comportamiento que deben tener frente a los huecos de tensión. Un rápido análisis de las tecnologías utilizadas en las configuraciones de electrónica de potencia de los aerogeneradores permite clasificarlas en dos grandes grupos: • Configuraciones de una fracción de la potencia nominal • Configuraciones de potencia nominal Los primeros son los utilizados en generadores asíncronos de rotor bobinado y las segundas en el resto: asíncronos de jaula de ardilla, síncronos de rotor bobinado, o de imanes permanentes.