Cinco pasos a seguir (dende abril!) para asegurar que as renovables cumplan parte do novo código de rede

Neste artigo exploraremos a través dun exemplo os cinco pasos a seguir para asegurar o cumprimento dos requisitos de potencia reactiva que aplicarán unha vez entre en vigor o novo P.O.12.2 [1]. Este atópase actualmente en fase de borrador, para ser aprobado previsiblemente en abril, e é o documento que desenvolve para España o código europeo de conexión de xeración a rede (Regulamento (UE) 631/2016 [2]). Ademais os requisitos do novo P.O. 12.2 avaliaranse tendo en conta a norma técnica de supervisión de conformidade dos módulos de xeración de electricidade [3], que tamén segue en estado de borrador.

O estudo de capacidade de reactiva en réxime estacionario está definido polas dúas gráficas da Figura 1, a potencia máxima (Pmax) (b) e a potencia por debaixo de Pmax (c). O módulo de parque eléctrico debe de ser capaz de operar na totalidade dos polígonos definidos pola Figura 1 no punto de conexión a rede (PCR). Os límites de reactiva da Figura 1 (c) nas proximidades de Pmax igual a 1 pu deberían de coincidir cos establecidos na Figura 1 (b). Con todo estes non coinciden totalmente xa que dependen á súa vez da tensión no PCR. Esta aparente discrepancia parece indicar que en realidade estas dúas figuras son proxeccións sobre plano dun volume tridimensional como o da Figura 1 (a). Esta interpretación volumétrica matizaría a aplicación da Figura 1 (c) e implicaría que para a súa análise debese terse en conta a tensión do PCR como veremos nos apartados seguintes.

Paso 1: Determinación do tipo de planta

Consideramos unha planta solar fotovoltaica de 100 MW de potencia instalada de investidores e 130 MW pico de paneis, conectada á rede de transporte de 220 kV a través de tres subestacións transformadoras cuxos cocientes son respectivamente de 220 kV/132 kV, 132 kV/33 kV e 33 kV/0.69 kV. Atendendo ao disposto no borrador do P.O.12.2, esta planta constitúe un módulo de parque eléctrico fotovoltaico de tipo D, dado que o seu punto de conexión está por encima de 110 kV e a súa potencia por encima de 50 MW. A satisfacción de polo menos unha das condicións anteriores é suficiente para que o módulo de parque eléctrico sexa considerado tipo D.

O novo código de rede requirirá ás plantas tipo D certas capacidades asociadas á xestión da potencia reactiva. Para amenizar o paso polas devanditas capacidades realizaremos un exemplo do estudo de cumprimento do novo código de rede.

Paso 2: Reticulación e modelado da planta

O primeiro paso do estudo consiste no modelado detallado da reticulación do parque e na subseguinte obtención do modelo agregado equivalente do mesmo no punto de conexión a rede. Como se ve na Figura 2 agréganse os elementos do mesmo tipo retendo as súas capacidades e elementos de control como son os cambiadores de tomas nos trafos.

Paso 3: Estudo a carga máxima

No estudo a máxima capacidade (Pmax) fíxase a potencia máxima no punto de conexión e simúlanse os fluxos de carga varrendo o rango de potencia reactiva a cada unha das tensións indicadas como se aprecia na Figura 3. Nótese que en plantas conectadas por debaixo de 300 kV, como é o caso, as tensións extremas son 1.1 e 0.9 pu. Neste caso a planta é capaz de cumprir o requisito establecido polo código sen problema.

Paso 4: Estudo a carga parcial

O estudo de potencia reactiva por debaixo de Pmax é análogo ao anterior, pero facendo un varrido de potencias dende 0 a Pmax. Do borrador do P.O.12.2 extráese que esta operación debe realizarse entre 0.9 e 1.1 pu de tensión, aínda que é algo que deberá resolverse unha vez o agora borrador sexa un texto definitivo. A modo de exemplo, e tal como se pode apreciar na Figura 3, a planta cumpre cos requisitos de rede a potencia menor que Pmax para v=1 pu.

Paso 5: Conclusións e definición de accións correctoras

E que houbese acontecido no caso de que a planta non cumprise cos requisitos do código? En tal caso habería que deseñar accións que lle permitisen cumprilo, doutro xeito podería verse comprometido ou demorado a súa conexión a rede.

No caso desta planta, se o incumprimento do código de rede estivese asociado á potencia reactiva, algunhas solucións tales como engadir unha batería de condensadores ou un Statcom poderían haber resolto o problema. Se pola contra o incumprimento estivese asociado á potencia activa, as solucións posibles pasarían por incrementar o número de investidores, incrementando o cociente P/Pmax, aumentar a tensión en bornas do investidor mediante o control do cociente dalgún dos transformadores que se atopan entre o PCR e o investidor ou se non hai máis remedio por reducir a Pmax declarada da instalación limitando así a súa produción.

Sen dúbida, a elección da solución óptima para este caso condicionará a rendibilidade final do proxecto, xa que pode requirir notables investimentos ou limitar a súa produción, e é importante contar co coñecemento dos códigos de rede e as ferramentas de simulación que nos aseguren que estamos a ir polo camiño correcto.

En Norvento cremos que a nova normativa que recolle os requisitos de potencia reactiva no P.O.12.2 vai influír de forma notable no dimensionamiento das novas plantas de xeración renovable; promotores e enxeñerías han de manterse vixiantes sobre o texto que finalmente se aprobe se non queren sorpresas de última hora.

1. Instalacións de xeración e de demanda: Requisitos mínimos de deseño, equipamento, funcionamento, posta en servizo e seguridade P.O.12.2. Versión borrador de outubro de 2018.
2. Regulamento (UE) 2016/631 da Comisión, do 14 de abril de 2016, que establece un código de rede sobre requisitos de conexión de xeradores á rede
3. Norma técnica de supervisión da conformidade dos módulos de xeración de electricidade segundo o Regulamento UE 2016/631. Borrador de Traballo. Versión 4. Decembro de 2018.