Control coordinado de tensión en redes de distribución activas

Resumen

La conexión de fuentes de generación de energía renovable a las redes eléctricas se ha realizado tradicionalmente de forma que los generadores distribuidos funcionen como máquinas autosuficientes capaces de producir energía sin requerir supervisión desde un nivel de control superior ni sin requerir la necesidad de comunicarse con el centro de control superior. Sin embargo, el gran desarrollo tecnológico que han experimentado los inversores electrónicos de potencia que se encuentran instalados en las fuentes de generación distribuida controlables y el gran desarrollo de las infraestructuras de comunicación ha permitido y ha impulsado el desarrollo de nuevos conceptos y herramientas de control que permiten gestionar las redes eléctricas de distribución de forma “inteligente” o también denominada “activa”. Esto contempla diseñar nuevas estrategias de control que permitan convertir las redes eléctricas tradicionales (pasivas) en redes eléctricas inteligentes (activas) donde se pueda explotar la flexibilidad ofrecida por las fuentes de generación dispersas. En esta tesis se ha desarrollado un nuevo concepto de control de una red activa que incluye varios niveles o áreas de control. La estructura de control se compone de un controlador coordinador y de varios controles locales distribuidos por la red que corresponden a los controles locales de los dispositivos FACTS (Flexible Alternating Current Transmission Systems) y a los controles locales de parques eólicos que se encuentran inmersos en la misma. De igual forma, se ha desarrollado un sistema novedoso de control del dispositivo STATCOM (STATic synchronous COMpensator) el cual emplea técnicas de control basadas en el Cálculo Fraccionario. La validez del control local desarrollado se ha probado en un prototipo experimental donde se han ensayado varios escenarios y se ha comprobado la robustez y estabilidad del algoritmo de control. Con los sistemas propuestos se ha desarrollado e implementado un prototipo “Power-in-the-loop” de una red de distribución activa que incluye dispositivos “Hardware” STATCOM, parques eólicos y redes locales de media tensión. Este prototipo ha permitido demostrar que los sistemas de control propuestos en la tesis doctoral permiten la gestión coordinada de la red activa ante diversas contingencias que se pueden producir en la red.