IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - Marzo/Abril 2017 - 83

por la utilización de inercia sintética, la frecuencia tarda más
tiempo para estabilizarse.
El control de respuesta de frecuencia primaria de los
aerogeneradores puede ajustarse para proporcionar una
respuesta similar al estatismo y mejorar notablemente el
punto más bajo de frecuencia, así como la frecuencia de
estado estacionaria. El Gráfico 9 muestra un ejemplo de
respuesta de frecuencia del sistema mediante el control de
inercia sintética de energía eólica y/o el control de respuesta de frecuencia primaria. Esto demuestra que usar estos
controles puede contribuir a un sistema más estable de acción más rápida.
Los sistemas de energía solar PV necesitan aprovecharse junto con el almacenamiento o verse reducidos de su
máxima potencia disponible para proporcionar respuesta de
inercia sintética en sucesos de baja frecuencia. En el Gráfico
10 se muestra un ejemplo de energía solar que proporciona
respuesta de frecuencia primaria (respuesta de estatismo).
Esta respuesta se midió en una planta de energía PV real de
20 MW en el momento en que la planta operaba con una configuración entre 3 y 5% de estatismo con una banda muerta
de 12 mHz. La dispersión alrededor de la respuesta esperada
ideal (esquema sólido) se debe a la variabilidad de la irradiancia. El estatismo de la planta se determina de la misma
manera que para los generadores convencionales:
Estatismo =

TP Ptasada
.
Tf 60 Hz

El límite superior de la curva de estatismo era la energía
eléctrica disponible de la planta y el límite inferior estaba
a un nivel un 20% más bajo que el máximo de energía eléctrica entonces disponible.
En el Gráfico 11 se muestra otro ejemplo de una central
de energía PV que participa en el AGC. Estos datos se midieron en una central de energía PV de 300 MW que se restringió a 30 MW menos que su potencia máxima disponible. La
central ajustó su producción de potencia activa siguiendo las
instrucciones del AGC que enviaba en operador del sistema.
Este gráfico muestra que la central de energía PV fácilmente
podría seguir las señales del AGC según lo indicado.
Muchas centrales de energía PV a escala de servicios
públicos ya son capaces de recibir señales de restricción de
los operadores de red; aunque todas las centrales son diferentes, se espera que la transición al funcionamiento con
disposición de servicios complementarios será relativamente
simple, con modificaciones realizadas solo en el software de
interconexión y en el controlador de la central.

Protección del Sistema de Energía
Eléctrica
Los desafíos adicionales con la retirada de un gran número
de generadores síncronos de la red son la coordinación y los
sistemas de protección. Los generadores síncronos producen
aproximadamente seis veces la corriente tasada durante una
falla (Gráfico 12).
marzo/abril 2017

Esta gran cantidad de corriente de falla se utiliza a menudo
como distintivo para ciertos tipos de fallas y constituye la base
para la protección de relé en momento de sobrecarga. Un relé
de protección puede detectar la gran cantidad de corriente de
falla y accionar un disyuntor para proteger los componentes
de la red. Las fuentes de energía basadas en inversores no tienen las mismas características que los generadores síncronos.
Por lo general, pueden proporcionar solamente una pequeña
cantidad por encima de la corriente nominal de salida. En
sistemas dominados por inversores, esto puede ocasionar que
los relés de protección pierdan la capacidad para detectar las
condiciones de falla debido a que la corriente de falla disponible se ha visto reducida drásticamente. Por otro lado, los
inversores pueden reaccionar con suma rapidez a las perturbaciones de red y pueden desconectarse de la red de tal modo
que no causan sobrecarga térmica en los componentes de red.
Una característica única de los inversores es que su corriente
de falla realmente se puede programar. Pueden detectar una
falla muy rápidamente y dejar de producir corriente dentro
de una cuarta parte de un ciclo, o bien pueden diseñarse para
seguir proporcionando corriente durante varios ciclos a través de una condición de falla.
Una posible solución para la falta de altas corrientes de falla es, otra vez, el uso de los condensadores síncronos para
proporcionar corriente de falla. Los condensadores síncronos
son máquinas que proporcionan solo potencia reactiva que,
a su vez, también pueden proporcionar las características de
inercia y falla de los generadores síncronos. Recientemente,
Dinamarca ha instalado varios de estos sistemas para proporcionar tanto la corriente de falla como la inercia a la red, con
buenos resultados. Otras opciones pueden ser la eliminación
del uso de sistemas de protección contra sobrecargas y el desarrollo e implementación de sistemas de protección más avanzados que utilizan diferencial de corriente y otros métodos
para detectar y eliminar fallas. Además de la disposición de
corriente de falla, los condensadores síncronos traen otros dos
beneficios importantes al sistema: control de voltaje e inercia
mecánica. Muchos estudios de integración han analizado la
posibilidad de convertir grandes centrales térmicas en desuso
en condensadores síncronos para los fines mencionados.
Otro sistema de protección que también se utiliza en la
red se basa en relés especiales que miden la tasa de cambio
de frecuencia (ROCOF, por sus siglas en inglés). Los controladores de relés de la ROCOF analizan el derivado de la
frecuencia para averiguar si se está dando una falla en la
red. Con menos inercia de sistema, la rápida disminución o
aumento de la frecuencia durante un suceso anormal puede
requerir cambios en la configuración de la ROCOF o incluso
la eliminación de su uso.

Aislamiento Involuntario
El riesgo de aislamiento involuntario es una consideración
importante al examinar los sistemas de energía con producción
distribuida incorporada. A medida que los sistemas de energía se vuelven mucho más distribuidos por naturaleza, existen
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