Implementar un sistema de almacenamiento tipo BESS para realizar un aporte del sistema de transmisión HVDC al control de frecuencia; análisis de la línea Kimal – Lo Aguirre del SEN

Abstract

Este estudio desarrolla una implementación de un sistema HVDC LCC, incorporando una batería BESS para contribuir al control de frecuencia en el sistema eléctrico de potencia. La implementación del sistema HVDC LCC se basa en el proyecto chileno de transmisión conocido como Kimal - Lo Aguirre +/- 600 kV. La empresa reguladora ha informado a la comunidad de ingenieros eléctricos que el proyecto estará disponible en 2029 [6]. Por lo tanto, este estudio debe incluir este proyecto en la base de datos del Sistema Eléctrico Nacional Chileno [13]. El proyecto Kimal - Lo Aguirre considera un rectificador de 12-pulsos para cada polo del sistema HVDC. En la etapa de modelado, la batería BESS se incorpora en el enlace de CC, y el dispositivo inversor se utiliza para controlar el despacho de potencia activa por parte del sistema de almacenamiento. Estos cambios en la potencia activa mejoran el control de la frecuencia durante los desequilibrios energéticos. La contribución del BESS al control de la frecuencia se realiza mediante aporte de un droop, que utiliza el error de frecuencia para calcular la consigna de potencia del control primario. La contribución al control secundario se logra multiplicando el error de frecuencia por un factor bias, y se implementa un controlador PI para determinar la consigna de potencia del control secundario. Ambas consignas de potencia son usadas para determinar la potencia referencia del sistema de baterías. El software DigSILENT PowerFactory es utilizado para modelar los dispositivos del sistema de potencia, así como para simular diferentes condiciones operativas. El escenario de operación considera una participación renovable variable del 70,4 % con respecto a la generación total. Los eventos de simulación incluyen salidas de generación (central eólica Taltal ubicada en la zona de interconexión), y aumentos de demanda en dos barras del SEN (Sur: Subestación Minero en Maule y Norte: Subestación Los Piuquenes en Coquimbo). Con respecto las salidas de generación, se muestra que la contribución del droop es capaz de evitar la activación del esquema EDAC. Las simulaciones DigSILENT muestran que la reducción máxima del nadir es de 82 %. Cuando se produce un aumento del 100 % de la potencia nominal para cada cliente de carga, Minero o Los Piuquenes, el EDAC no se activa. Para estos casos, se produce una reducción nadir del 78,82 % y 75 %, respectivamente. Finalmente, el control secundario muestra que el error de frecuencia es corregido a los 500 [s]. Cabe mencionar que, los resultados de la simulación se presentan incluyendo los respectivos análisis que describen el comportamiento dinámico de las principales variables.