3MT UPCT 2020: Nuevas aportaciones al control de frecuencia basadas en generadores síncronos virtuales: aplicación a sistemas eléctricos con alta integración de recursos renovables

Abstract

Tradicionalmente, la regulación y mantenimiento de la frecuencia de los sistemas eléctricos ha sido suministrada y asegurada por las fuentes de generación de energía eléctrica tradicionales (nucleares, térmicas o hidroeléctricas). Sin embargo, en los últimos años, se ha promocionado el empleo de energías renovables (eólica y solar) debido a su carácter limpio (no contaminante) y renovable (no se agotan), ventajas fundamentales frente a las centrales convencionales. Este cambio está afectando de manera directa al propio funcionamiento del sistema eléctrico, necesitando que los servicios hasta ahora proporcionados sólo por la generación clásica deban también ser compartidos por todos los puntos de generación. En este nuevo escenario, se hace necesario contar con el desarrollo y adaptación de nuevas herramientas y soluciones que faciliten la integración de fuentes renovables sin que ello suponga una merma en las capacidades del sistema eléctrico en términos de estabilidad y de respuesta ante contingencias. Así pues, el objetivo principal de esta tesis consiste en el estudio, implementación y evaluación de sistemas eléctricos con alta penetración del recurso eólico y solar fotovoltaico con el fin de evaluar posibles soluciones para emular respuestas similares a las que se obtendrían con generación clásica, integrando así de manera efectiva el recurso renovable al control de la frecuencia del sistema eléctrico. Por tanto, la solución aquí estudiada favorece la integración masiva de recursos renovables, dentro de un escenario de estabilidad del sistema eléctrico apoyado por estas instalaciones, y donde la eliminación paulatina de las centrales clásicas debe emularse de manera que el sistema eléctrico ofrezca la misma fiabilidad que se percibe ante la presencia de generación convencional. Sólo así se conseguirá fomentar de manera argumentada las posibilidades tangibles de integración a gran escala de recursos renovables, que poseen una variabilidad en sus niveles de generación (debido a su dependencia en recursos naturales) y que además se encuentran "desacopladas" de la red debido a un sistema de electrónica de potencia.