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Potencia de sincronización

Es bien sabido que las centrales eléctricas convencionales se han construido cerca de los centros de carga. En contraste, la generación de energías renovables generalmente
se ubica lejos de los centros de carga. Por lo tanto, si por
ejemplo hay mucha generación eólica, los flujos de potencia
pueden revertirse y alcanzar valores significativos que no
se anticiparon originalmente para los circuitos de transmisión. Dichos circuitos pueden estar muy cargados y pueden
sobrecargarse si hay cortes en los circuitos en paralelo. Por

20
40
60
80
100
Penetración de centrales no sincrónicas (%)

figura 5. El nivel de penetración de potencia sincronizada
versus no síncrona (derivado de los estudios de tiempo crítico de autorización en " Facilitación de energías renovables
para los GRT en todas las islas " ; consulte Eirgrid 2010 en la
sección " Lecturas complementarias " ).

V
A
B

lo tanto, la seguridad térmica debe monitorearse en tiempo
real para evitar cortes en cascada debido a condiciones de
sobrecarga.

Efecto de las energías renovables en la
estabilidad transitoria
Como se establece en la sección " Definiciones y criterios
de seguridad operativa " , la estabilidad transitoria tiene dos
componentes: estabilidad del ángulo del rotor de la central
síncrona (como un conjunto de máquinas síncronas conectadas al sistema) y rendimiento del soporte a la red durante
fallas (fault ride-through) de la central no síncrona (como
un conjunto de fuentes de energía basadas en convertidores conectadas al sistema). Para demostrar cualitativamente
cómo la estabilidad del ángulo del rotor se ve afectada por
una penetración significativa de energías renovables, utilizaremos la característica del ángulo de potencia de una
máquina síncrona, como se ilustra en la figura 4.
La potencia electromagnética de la máquina cambia de
forma sinusoidal con el ángulo del rotor. En un estado estable, la potencia electromagnética de la máquina se equilibra
con la potencia mecánica de la turbina (punto de funcionamiento A en la figura 4). Durante una perturbación (de--
sequilibrio de potencia), el ángulo del rotor cambia a medida
que la velocidad del rotor se desvía de la velocidad síncrona.
Como medida de la estabilidad del ángulo del rotor, podemos utilizar el concepto de " par de sincronización " . Muestra
cuánto cambia el ángulo del rotor para la misma variación en
la potencia desde el punto de funcionamiento de estado estable de la máquina. Un par de sincronización más alto da más
estabilidad a la central síncrona porque anima a las máquinas
síncronas a girar juntas a la misma frecuencia. A medida que
la máquina se carga más (el punto de operación se mueve de
A a B), el par de sincronización disminuye. Esta disminución
contribuye a reducir la estabilidad transitoria de la máquina
ante una perturbación que altera el ángulo del rotor. Es decir,

P
45,000

(a)
V
Inercia (MW)

40,000
A′
B′

35,000
30,000
25,000

P
(b)

figura 6. La característica de tensión de potencia idealizada de un corredor de transmisión entre dos partes de un
sistema eléctrico de CA con (a) una baja penetración y (b)
una alta penetración de energías renovables.
marzo/abril 2021

20,000

20
30
40
50
Generación eólica (%)

figura 7. Reducción de la inercia del sistema a medida
que aumenta la penetración de energías renovables en el
sistema eléctrico síncrono único de Irlanda e Irlanda del
Norte (Fuente: Eirgrid).
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