IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - Noviembre/Diciembre 2016 - 32

Conmutación Incorrecta de la
Compensación de Potencia Reactiva
El 14 de mayo de 2012, ocurrió otro incidente, también en
Guyuan, provincia de Hebei. Este acontecimiento fue provocado por fluctuaciones en el voltaje. Como resultado, 584
aerogeneradores se desconectaron, dando lugar a una pérdida
de 737 MW.
Antes de ocurrir el acontecimiento, la potencia de salida total
de los 1,191 aerogeneradores del grupo de energía eólica era
1,298 MW. En ese momento, la velocidad del viento aumentó
considerablemente en Guyuan, lo cual produjo un aumento
rápido y significativo de la potencia de salida. El suministro de
potencia reactiva del sistem regional fue insuficiente para soportar el voltaje de las barras de las estaciones Chabei y Yiyuan.
Para resistir los 220 kV de estas estaciones, cuatro grupos de
reactores de la estación Chabei y dos de la estación Yiyuan
se apagaron gradualmente. Luego, tres grupos de condensadores de la estación Chabei se conectaron. Esto provocó que el
voltaje del sistema aumentara, como se esperaba, pero el voltaje
aumentó demasiado y provocó que un gran número de aerogeneradores se desconectaran de la red debido al alto voltaje.
Entre los aerogeneradores integrados dentro de la red eléctrica a través de la estación de transformadores de Guyuan,
hubo 607 que permanecieron conectados a la red, lo que representaba que el 51,5% de los aerogeneradores estaban operativos antes del incidente.

Conclusiones del Análisis de Fallas
Los registros y simulaciones son representativos de los análisis de los acontecimientos de desconexión de parques eólicos
que ocurrían antes de la reparación, y estos indican que las
causas principales son las siguientes:
✔ Los problemas en los diseños del colector de parques
eólicos provocaron fallas que no se controlaron rápidamente. Esto dio lugar a impactos en cascada en
otros parques eólicos en el grupo.
✔ Algunos aerogeneradores no tenían capacidad FRT e
incluso absorbieron energía reactiva después de activarse la palanca pasiva durante la falla. Esto degrada
el voltaje del sistema incluso más.
✔ Los compensadores de energía reactiva de los parques
eólicos no pueden reaccionar a tiempo. Después de
que varios aerogeneradores se desconectaran de la red
debido al bajo voltaje, los compensadores estáticos de
energía reactiva (SVG, en inglés) no pudieron responder de forma correcta y las estrategias de control no
cumplieron los requerimientos del sistema o sus tiempos de respuesta fueron incorrectos. El voltaje de la
red ascendió debido al enorme excedente de energía
reactiva, lo cual luego provocó que otros grupos de
aerogeneradores se desconectaran debido a la protección contra la sobretensión.
✔ Los compensadores de energía reactiva nominal están
asignados de forma ineficiente en los parques eólicos.
El valor nominal de la energía reactiva (MVAr, en
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inglés) de condensadores individuales es demasiado
alta, provocando la conmutación de los compensadores para permitir la fluctuación inadmisible del
voltaje.
Esta era la situación en China alrededor del año 2011.

Formulación de Códigos de Redes,
Medición y Prueba
Para prevenir los tipos de incidentes de desconexión de aerogeneradores observados en 2011, se llevó a cabo un trabajo
de reparación especializado por State Grid Corporatiorn of
China (SGCC) y empresas de producción de energía. Las
medidas de reparación incluyeron:
✔ exigencia de la capacidad FRT en los aerogeneradores,
✔ confirmación de la respuesta de los compensadores de
potencia reactiva,
✔ verificación de la configuración de los relés de protección.
Estas acciones, entre otras, han logrado mejoras perceptibles
en la capacidad FRT de los parques eólicos por todo el país.

Formulación de Nuevos Códigos de Redes
Eléctricas
Para evitar que se repita la desconexión de aerogeneradores a
gran escala y para asegurar la operación fiable de los parques
eólicos y la red eléctrica, State Electricity Regulator Commission (SERC) y NEA publicaron un conjunto de regulaciones, donde claramente se estipulaba que los parques eólicos
conectados a la red debían tener capacidad de soporte de fallas para la caída del voltaje (LVRT, por sus siglas en inglés), y
que aquellos sin esta capacidad debían realizar mejoras correctivas para incorporarla. Para aclarar los requerimientos
sobre la capacidad LVRT de los parques eólicos conectados
a la red, China Electric Power Research Institute (CEPRI)
tomó la delantera en la revisión de la Norma Técnica para
Conectar Parques Eólicos al Sistema Eléctrico (GB/T 199632005) añadiendo requisitos explícitos en la curva LVRT, la
recuperación de potencia activa y la capacidad de respaldo
reactivo. La norma ha estado vigente desde el 30 de junio
de 2012. El Figura 6 muestra los requisitos LVRT para los
parques eólicos.
De acuerdo con la nueva norma, los aerogeneradores
deben poder continuar funcionando durante 625 ms cuando
el voltaje del PCC cae hasta el 20% del voltaje nominal. Los
aerogeneradores deben permanecer conectados a la red eléctrica y continuar operando cuando el voltaje del PCC regresa
al 90% del voltaje nominal en 2 s. Incluso, para todos los grupos con capacidad total instalada superior a 1GW, cuando el
voltaje cae debido a una falla de cortocircuito trifásico en el
sistema eléctrico, cada parque eólico debe tener la siguiente
capacidad de respaldo de potencia reactiva dinámica durante
el proceso LVRT:
✔ Cuando el voltaje del PCC es 20-90% del voltaje
nominal, los parques eólicos deben ser capaces de
inyectar corriente reactiva para ayudar a la recuperanoviembre/diciembre 2016

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