Análisis de las protecciones en subestaciones de interconexión para parques eólicos

Abstract

RESUMEN: La interconexión de centrales eólicas al Sistema Eléctrico Nacional (SEN) en México se va incrementando, en la actualidad este tipo de generación tiene una capacidad instalada del 3.1% de la capacidad total del país.

En esta tesis se simula y analiza el comportamiento eléctrico de dos centrales eólicas a gran escala aplicando fallas transitorias en el Punto de Interconexión (PDI) con el Sistema Eléctrico Nacional.

En primer lugar se simula una central eólica con Aerogeneradores de Inducción Doblemente Alimentados (AGIDA) y en segundo lugar una Central Eólica con Aerogeneradores Conectados a través de Convertidores (AGCC). Para ambos casos los puntos que se analizan son, el PDI y los aerogeneradores (AG’s).

Las simulaciones de las diferentes fallas están hechas con base a las “Reglas Generales de Interconexión al Sistema Eléctrico Nacional para Generadores o Permisionarios con Fuentes de Energías Renovables o Cogeneración Eficiente” (REGISEN) publicada en el 2012 por la Comisión Reguladora de Energía (CRE).

Las fallas simuladas corresponden a: trifásica, bifásica, bifásica a tierra y monofásica a tierra. Las variables eléctricas que se analizan son: voltaje, corriente, potencia activa y reactiva.

El análisis es realizado a partir de la respuesta de las variables eléctricas registradas en el PDI y en los AG’s considerando el tipo de aerogenerador utilizado en cada caso.

El comportamiento eléctrico de las centrales eólicas modeladas en esta tesis se realiza con el software DIgSilent Power Factory versión 15.0.1, el cual tiene la capacidad de realizar simulaciones de corto circuito, flujos de carga, transitorios electromagnéticos, coordinación de protecciones, entre otros más. ABSTRACT:

The interconnection of the Wind Farm Power Plants with de National Electrical System in Mexico is increasing, nowadays this kind of generation represents about 3.1% of the total capacity installed in the country.

In this thesis the electrical behavior of two wind farm power plant is analyzed under transient faults at the point of common coupling (PCC) with the National Electrical System.

First, a Doubly-Fed Induction Generators (DFIG) wind power plant is simulated, followed by Full Rated Converter Generator (FRCG) wind power plant. In both cases, the analyzed sites corresponds to the PCC and Wind Turbines (WT’s).

The diversity of the faults simulated are made according to the document “Reglas Generales de Interconexión al Sistema Eléctrico Nacional para Generadores o Permisionarios con Fuentes de Energías Renovables o Cogeneración Eficiente” published in 2012 by the Energy Regulatory Commission.

The faults simulated are: three phase, two phase, two phase to ground and one phase to ground. The electrical variables analyzed are: voltage, current, active and reactive power.

The analysis is made from the behavior of the electrical variables registered at the PCC and WT’s considering the type of wind turbine used in each case.

The electrical behavior of the wind farm power plants in this thesis are made with the DIgSilent Power Factory v.15.0.1 program, which has the capability of simulate short-circuit, load flow, electromagnetic transients, protection analysis among others.