Regulación Primaria de Frecuencia Mediante Sistemas de Almacenamiento de Energía con Baterías en el Sistema Eléctrico Ecuatoriano

Abstract

Los nuevos desafíos técnicos asociados a variaciones drásticas en patrones típicos de despacho de centrales de generación y la distribución de flujos de potencia, debido a la interconexión de cargas dinámicas, interconexión con sistemas regionales y diversificación de las fuentes primarias de energía renovable han afectado a la estabilidad y confiabilidad de los sistemas eléctricos. Actualmente, los sistemas de almacenamiento de energía con baterías se constituyen como una de las soluciones más destacadas por su capacidad de contribuir a la estabilidad de frecuencia y voltaje en un sistema eléctrico.
 En este trabajo se modela y se analiza las bondades de la implementación de un sistema de almacenamiento para el control de Potencia – Frecuencia (P-f) en el Sistema Nacional Interconectado (S.N.I.). Para ello, se modela en DIgSILENT PowerFactory los componentes del sistema de almacenamiento en una base reducida del Sistema Nacional Interconectado S.N.I., la cual considera los reguladores de velocidad de las principales unidades de generación y mediante un equivalente dinámico se considera el aporte del sistema eléctrico colombiano. Se presenta el análisis del impacto de las baterías en diferentes escenarios teniendo en cuenta las incertidumbres en la programación de la generación.

Herramienta de Identificación Paramétrica, Validación y Sintonización de Reguladores de Velocidad Mediante Algoritmos de Optimización Heurísticos

“…Paralelamente, actúan los reguladores de velocidad (también llamado gobernador o "governor" en inglés, GOV), recuperando el balance entre la generación y la carga y, ubicando la frecuencia en un nuevo punto de operación. Este control primario opera entre los 20 y 30 segundos [2], [18].…”

“…En este escenario, ante perturbaciones, el sistema eléctrico se encuentra expuesto a condiciones de alto estrés que eventualmente podrían ocasionar la pérdida de la seguridad del sistema y, como consecuencia, interrupción parcial o total de la energía eléctrica [2]. En este sentido, resulta necesario disponer de mecanismos que permitan garantizar un grado de seguridad fiable durante la operación del sistema eléctrico.…”

“…En este sentido, resulta necesario disponer de mecanismos que permitan garantizar un grado de seguridad fiable durante la operación del sistema eléctrico. Uno de los aspectos fundamentales a ser mejorados es la respuesta dinámica del sistema ante desbalances entre generación y carga, mediante la correcta actuación de la Regulación Primaria de Frecuencia (RPF), considerando los requerimientos mínimos de la regulación nacional y normas internacionales [2].…”

Methodology for Identifying Representative Rates of Change of Frequency (ROCOFs) in an Electric Power System against N-1 Contingencies

“…The primary response comes from the inertia of the generators, the damping of the loads, the speed regulators (governors), and other devices that provide immediate response, such as Battery Energy Storage Systems (BESSs). In the initial instants, after a power unbalance occurs, the ROCOF and the lowest point of the frequency reached (NADIR) are determined mainly using the magnitude of the power unbalance, the total inertia of the system, and the response of fast-acting devices such as the BESS [3].…”

“…Finally, the tertiary control operates in a time margin greater than 10 min. It acts in the scope of a large electrical system, seeking optimized load sharing to ensure sufficient energy reserves [3]. During the operation of the EPS, situations may arise in which imbalances between generated power and consumed power are significantly pronounced.…”