Evaluación de esquemas de protección en redes de baja tensión con penetración de generación distribuida

Abstract

El avance en el desarrollo de tecnologías de GD ha permitido la introducción de pequeñas unidades de generación que aprovechan fuentes de energía convencionales y no convencionales a la red de baja tensión. Los beneficios que presenta la masificación de la GD desde el punto de vista medioambiental, social y técnico hacen que surja la necesidad de derribar las barreras que conlleva la incorporación de este tipo de tecnologías a la red de distribución. En ésta memoria es de particular interés el estudio de la convivencia entre la integración de GD y los sistemas de protección, teniendo como objetivo general formular una metodología que permita resolver la problemática asociada. Dicha metodología considera atributos como selectividad, sensibilidad, calidad de servicio y asimismo da cuenta de problemas como pérdida de coordinación y operación en isla, entre otros. Para validar la metodología se implementaron dos redes de estudio en el software DigSILENT Power Factory 15: un alimentador rural correspondiente al área típica 3 y uno urbano residencial perteneciente al área típica 1, provistos por Conafe y Chilectra respectivamente. Se integraron como tecnologías de generación PV y Cogeneración (CHP). Ante esto se analizó el escenario de demanda correspondiente al punto de mayor radiación para el caso de generación PV y de demanda valle para el caso de CHP. Por otro lado se implementaron dos esquemas de protección en cada una de las redes: fusibles y relés direccionales. La integración de generación fotovoltaica no produjo problemas en las redes protegidas por fusibles, incluso hasta con un 100% de penetración debido a su poco aporte al cortocircuito. Por otro lado, los generadores sincrónicos (CHP) produjeron que se perdiera sensibilidad y selectividad en ambos alimentadores. El esquema de relés direccionales respondió de manera sensible y selectiva ante la integración del 100% de ambas tecnologías dado el carácter programable de estos dispositivos. Sin embargo, lleva al sistema a formación de islas. El transitorio hacia este nuevo estado lleva a la red a estabilizarse en valores aceptables a partir del 60% de penetración en la red urbana y 80% en la red rural. Como trabajo futuro se propone la integración de generación eólica como GD con el fin de analizar el efecto en las protecciones de su aporte al cortocircuito. Desde el punto de vista de la formación de islas se propone realizar un análisis de esquemas de control de frecuencia y tensión y además evaluar esquemas de protección en la red aislada.