SW para las simulaciones complementarias de la NTS

En el post anterior del blog analizamos la Norma Técnica de Supervisión (NTS) elaborada por Red Eléctrica de España y la Asociación de Empresas de Energía Eléctrica (AELEC) y que indica cómo se deben evaluar y certificar cada uno de los requisitos técnicos establecidos en los códigos de red de conexión. Como resultado de dicho análisis, destacamos la importancia de las simulaciones complementarias a la hora de certificar el cumplimiento de algunos de estos requisitos técnicos.

Las simulaciones complementarias descritas en la NTS pueden realizarse mediante cualquier programa de simulación eléctrica, sin exigirse en la norma la utilización de un software concreto. Además, tampoco se exige que sean realizadas por parte de una entidad acreditada. No obstante, el modelo dinámico de la planta empleado en las simulaciones sí que deberá estar validado por parte de un certificador autorizado. Dicho modelo de la planta estará compuesto por el modelo dinámico no solamente de las unidades generadoras de electricidad (ej. aerogeneradores, inversores, etc.) sino también de los componentes adicionales de la planta (ej. controlador de la planta, STATCOM, etc.).

En Norvento trabajamos con distintos paquetes de SW en función del proyecto concreto, pero sin duda para lo que se refiere a los estudios requeridos por la NTS los más interesantes son Power System Simulator for Engineering, de Siemens (PSS/E en adelante) y Power Factory, de DIgSILENT. Estos son probablemente los programas de simulación eléctrica más empleados, y los que creemos más adecuados para realizar simulaciones como las requeridas en la NTS.  Hoy nos vamos a centrar en conocer algo más PSS/E.

Power System Simulator for Engineering (PSS/E)

PSS/E es un software de SIEMENS desarrollado a partir de 1972 y que ha ido evolucionando e implantándose como una de las herramientas de referencia mundial para el análisis y simulación de sistemas de transmisión de potencia.

Actualmente, PSS/E es el formato estándar de datos y modelos utilizado en muchos países del mundo. En particular, en España es el software empleado por el Operador del Sistema (Red Eléctrica de España), quien requiere la entrega de modelos dinámicos de las plantas de generación compatibles con PSS/E para aquellas plantas que, o bien se vayan a conectar a la Red de Transporte, o bien tengan una potencia instalada superior a 10 MW. Por todo ello, la gran mayoría de los fabricantes de módulos de generación (ej. aerogeneradores, inversores, etc.) disponen de modelos en formato PSS/E, lo que facilita la intercambiabilidad de datos y modelos entre diferentes organizaciones y entidades.

PSS/E permite realizar simulaciones tanto estáticas como dinámicas, de tal manera que cualquiera de las simulaciones complementarias requeridas en la NTS puede llevarse a cabo mediante este programa de simulación. Para ello, además del paquete básico de PSS/E es preciso disponer del módulo dinámico.

Se muestra a continuación un ejemplo de simulación dinámica en PSS/E, en donde se ha evaluado la respuesta en potencia reactiva (en azul) y en tensión (en verde) de un parque eólico ante variaciones en la consigna de potencia reactiva del parque (en rojo).

Una de las grandes ventajas de PSS/E es la de posibilitar un alto grado de automatización de las simulaciones gracias a la posibilidad de desarrollar scripts en un lenguaje de programación tan conocido como Python. Para el equipo de Norvento esta automatización es esencial ya que nos permite realizar múltiples casos de simulación y lanzar algoritmos para post procesar los resultados, todo ello contribuyendo a reducir tiempos de ejecución.

La Fig 1, por ejemplo, ha sido representada a través de la interfaz gráfica de PSS/E. Sin embargo, dicha figura podría representarse también a través de librerías externas de Python, como por ejemplo la librería matplotlib, lo cual reduciría los tiempos de ejecución.

En próximos posts seguiremos explorando los SW de simulación y veremos un ejemplo práctico de las simulaciones complementarias requeridas para certificar el cumplimiento por parte de una planta de los códigos de red, con el fin de aclarar los estudios que necesitará presentar un promotor para conectar una planta de generación renovable a la red.