Year: 2011
Type: dissertation
Abstract: El crecimiento de la demanda del sector eléctrico, sumado al incremento de la generación \neléctrica en base a energías renovables no convencionales, conforman las dos principales \nrazones que convocan a la búsqueda de alternativas que permitan proporcionar seguridad \ny confiabilidad en los sistemas eléctricos. En este sentido, uno de los procesos importantes \npara mantener la seguridad operacional corresponde al control primario de frecuencia \n(CPF), que en la actualidad está determinado por la mantención de suficiente reserva en giro \nentre las unidades generadoras participantes. No obstante, al ser la generación un proceso \nelectromecánico, el control de la reserva para regulación primaria es lento, y además \nhace incurrir al sistema en sobrecostos operacionales. En esta dirección, el presente \ntrabajo busca como objetivo evaluar los beneficios de la integración de los Sistemas de \nAlmacenamiento de Energía en sistemas eléctricos en el ámbito técnico del CPF. \nEn la primera parte de este trabajo se establece el estado del arte de los principales \nsistemas de almacenamiento de energía (en lo que sigue proyecto, equipo o tecnología), \nlas formas de regulación primaria de frecuencia y los requerimientos generales para el \nmodelamiento dinámico de estas tecnologías en un sistema eléctrico, haciendo uso de las \nplataformas Matlab® y Simulink®. \nLa segunda parte del trabajo presenta el desarrollo de una plataforma computacional \nque permite la elaboración sistemática de simulaciones con el objetivo de estudiar la \nimplementación por separado de los dispositivos de almacenamiento de energía (BESS, \nCES, SMES y FES), todo lo anterior en base a tres escenarios de estudio: Estado Normal \nde operación del Sistema Interconectado (SI), Contingencia en Proyecto y Desconexión de \nConsumo o Generación del SI. De forma complementaria, el último escenario se realiza \ntambién para un Sistema Aislado (SA). \nLos análisis realizados en los SI (SIC y SING) muestran que el aporte a la regulación \nde los proyectos (BESS, CES, SMES y FES) ante variaciones naturales instantáneas de \nla demanda es nulo, pues éstas no perturbarían la frecuencia de los SI por fuera de la \nbanda muerta asociada a los diferentes equipos. En efecto, este tipo de tecnología no \npodría reemplazar la reserva primaria destinada para atender aquellas perturbaciones. En \ncuanto a la inhabilidad para realizar CPF, que provocarían contingencias que afecten a las \ntecnologías, se prevé que éstas no afectarían la SyCS del SI. Finalmente, tanto para las \ndesconexiones de bloques de generación como consumos, se obtiene que la interconexión \nde los proyectos permite mejorar las prestaciones dinámicas del SI, observándose una \nreducción en las desviaciones máxima de frecuencia en el transiente y los tiempos de \nestabilización de las variables eléctricas. \nEste trabajo permite concluir bajo una mirada puramente técnica, que la \nimplementación de los medios de almacenamiento de energía para el apoyo del CPF en \nsistemas eléctricos evidencia mejoras a la situación actual, justificándose su uso limitado \nen reemplazo de reserva primaria. En este sentido, se destaca un beneficio económico de \nla propuesta, dado que la capacidad de reemplazo de reserva en giro podría generar una \ndisminución de los sobrecostos operacionales actuales de los sistemas. \nAdicionalmente, este trabajo contribuye con un procedimiento que permite establecer \nlos aspectos generales para la valorización y tarificación de los Sistemas de Almacenamiento de Energía como servicios complementarios (SS.CC.) de CPF. Donde se \npropone evaluar la conveniencia de adoptar uno u otro mecanismo, o combinaciones de \nellos, a objeto de lograr que exista un interés claro de los inversionistas por entrar a este \ntipo de mercado. \nFinalmente, como trabajo futuro se sugiere estudiar la integración de estas tecnologías \nen conjunto con equipos FACTS, la implementación de un control óptimo a partir de técnicas \navanzadas que considere los niveles de carga de los equipos y la propuesta de esquemas \ntarifarios en base a licitación de reserva primaria para los SS.CC. de CPF que proveen \nestas tecnologías.
Source: Universidad de Chile
Authors: Valderrama Osorio, Juan Pablo
Language: Spanish
Subfield: Energy Engineering and Power Technology
Field: Energy
Domain: Physical Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W1590103162