Control de cargas eléctricas para la reducción de transientes en la respuesta de frecuencia de la red eléctrica

Abstract

Ya sea por los planes de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero como por la disminución en los precios de estas tecnologías, la incorporación de las energías renovables no convencionales ha visto un extraordinario crecimiento en las matrices eléctricas de numerosos países, incluido Chile, en los últimos años. Pese a las innegables virtudes de dichas tecnologías, una alta penetración de estas tecnologías no está exenta de problemas, donde se destacan la impredecibilidad del recurso energético primario y la menor inercia de la red, al disponer de menos máquinas rotatorias. Ambos problemas hacen que la frecuencia de la red sea vea afectada más fácilmente ante una falla en la red, dificultando la labor de los mecanismos de control de frecuencia existentes. Como respuesta a la problemática descrita, se plantea la desconexión de cargas eléctricas con contratos de desconexión previamente establecidos ante la detección de una falla importante en la red, lo que tiene una capacidad de acción rápida y efectiva sobre problemas frecuenciales generados en esta. En este contexto, se diseña una estrategia de desconexión de cargas, la cual corresponde a la generación de una lista de mérito dinámica, donde, según los datos online tomados de la red, cada carga con un contrato de desconexión disponible recibe un puntaje valorando su posible desconexión. Así, si se considera que una desconexión de carga es necesaria, se procede a desconectar aquellas de mayor puntaje. La estrategia de desconexión de cargas propuesta es implementada a través de un algoritmo en Python, desde donde se comandan simulaciones en el programa Power Factory de DIgSILENT, utilizando la red ``IEEE 39-Bus'' y una adaptación de esta con mayor penetración de energía eólica. De esta forma, se realizan 3 análisis, los cuales se encargan de abordar un aspecto del trabajo a la vez. El primer análisis compara la desconexión únicamente de cargas completas frente a la posibilidad de realizar desconexiones parciales de estas cargas, mientras que, el segundo análisis compara distintas funciones para otorgar el puntaje de las cargas en la lista de mérito. Debido a que los dos primeros análisis son probados en la red ``IEEE 39-Bus'' original, el tercer análisis se encarga de probar el algoritmo en la red con alta penetración de energía eólica. Para cada uno de estos análisis se consideran 3 casos de estudio, correspondiendo a 3 fallas en la red.