Modelación de un Compensador Estático para el Control de Generación Distribuida con Energías Renovables

Abstract

El presente trabajo consiste en la modelación de un compensador estático para el control de generación distribuida con energías renovables. El objetivo es que esta modelación represente una microred básica en la cual se pueda observar el comportamiento de un pequeño medio de generación, como por ejemplo una micro turbina hidráulica, en un ambiente de generación distribuida. El modelo debe ser capaz de simular requerimientos violentos de potencia y, también, el control, como por ejemplo un compensador estático, diseñado para mitigar los efectos negativos que esto trae, como por ejemplo problemas de frecuencia y voltaje. Se busca obtener un modelo sencillo e implementarlo con el software Matlab a través de su herramienta de simulación con entorno gráfico Simulink con la ayuda de las herramientas disponibles en el Toolbox SimPowerSystems. Con el fin de contextualizar los conceptos de generación distribuida, energías renovables y equipos de compensación estáticos, se hace una revisión del contexto mundial sobre el problema energético y las medidas que se han adoptado en otros países como la liberalización del mercado energético para la integración de generación distribuida. Se presentan las alternativas comunes que se utilizan hoy en día para el control de generación desde las más sencillas hasta las más elaboradas. También se revisan los distintos tipos de equipos de compensación FACTS, en particular los equipos de compensación de potencia activa y los sistemas de almacenamiento de energía, existentes en el mercado. Para poder introducir el modelo en Matlab-Simulink, se presentan algunos esquemas de control típicos para equipos STATCOM y SVC en los que está basada la modelación y los bloques que conforman el sistema de control simulado. El modelo diseñado, fue ajustado para trabajar en una microred en presencia de una carga resistiva y una carga inductiva que es conectada a la microred mediante un interruptor trifásico. La carga inductiva fue conectada 0.5 segundos después del inicio de la simulación provocando una baja de tensión en la línea hasta los 0.92[pu] que es restablecida hasta su valor unitario en aproximadamente 0.16[s] por la acción del dispositivo modelado. Se concluye que el esquema de STATCOM basado en inversores VSI presentan características operativas atractivas para la generación distribuida dada su rapidez de respuesta y la posibilidad de aportar su capacidad nominal en condiciones severas de funcionamiento.