EVALUACIÓN TÉCNICA DEL INCREMENTO POSIBLE EN LA GENERACIÓN EÓLICA EN EL SISTEMA MEDIANO DE PUNTA ARENAS, UTILIZANDO BESS Y EMULACIÓN DE INERCIA

THORNTON GERLING, FRANK ERIC (2018)

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Tesis Pregrado

Este documento presenta un estudio sobre la integración de turbinas eólicas en el Sistema Medianode Punta Arenas. Se han modelado turbinas eólicas de velocidad variable, que se conectan a la red através de un enlace DC, por lo que no entregan potencia durante una perturbación en la estabilidad defrecuencia del sistema. Para lograr que aporten en la regulación primaria de frecuencia es que se añadeun control adicional, que busca emular el efecto que tienen las unidades sincrónicas en los primerosinstantes, debido a la inercia que poseen por la masa rotatoria. Es por esto que el trabajo busca evaluarel impacto que tiene tanto la emulación de inercia en turbinas eólicas, apoyadas por BESS, para mermarlas dificultades que actualmente complican, desde un aspecto técnico y económico, la implementaciónde turbinas eólicas.El trabajo se divide en varios capítulos, que introducen y contextualizan el tema para luego desarrollarlo.La estructura utilizada es la siguiente: el segundo capítulo trata el marco teórico, en dondese presentan los conceptos relevantes para la realización del estudio, revisando el modelo de la máquinade inducción, turbinas eólicas y sistemas de almacenamiento de baterías. Además se resumen elconcepto de estabilidad en sistemas de potencia y el rol que cumple la emulación de inercia en la regulaciónde frecuencia. El tercer capítulo detalla los antecedentes utilizados en el estudio, principalmentela información sobre el sistema mediano de Punta Arenas. El cuarto capítulo describe la metodologíadesarrollada para la realización del estudio, destacando el modelo eólico que se decidió utilizar.También se definen los escenarios de generación, demanda y contingencias relevantes, buscando lassituaciones más críticas para evaluar la respuesta primaria en frecuencia luego de la integración debaterías y/o turbinas eólicas con emulación de inercia. El quinto capítulo presenta las simulacionesrealizadas, detallando conclusiones parciales que justifican el diseño de los controladores utilizados,al caracterizar el sistema frente a contingencias y determinar los requerimientos necesarios para laimplementación de BESS y/o turbinas eólicas con emulación de inercia. El sexto capítulo consiste enun estudio económico, que evalúa diversos escenarios para determinar la cantidad más apropiada deturbinas eólicas y/o BESS para integrar al sistema de Punta Arenas. Finalmente el séptimo capítuloresume las conclusiones más relevantes, destacando las ventajas del control implementado, entregandorecomendaciones para futuros estudios y para la integración de recursos renovables en el sistemamediano de Punta Arenas.