Energia Eolica1

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ELEMENTOS PARA EL DESARROLLO DE LA ENERGÍA EÓLICA EN COLOMBIA

1. Antecedentes.

3. Eólica y la Operación en Colombia.

4. Eólica y la Normatividad técnica en Colombia.

5. Conclusiones.

2. Eólica y la Transmisión en Colombia.

  Alto potencial eólico. (5GW–20GW).   Península de la Guajira, Santanderes

Piedemonte Llanero y San Andrés.

  Velocidades Medias: 7.0m/s).   Rangos más amplios.   Vientos Máximos del orden de 25-30m/s.

Guajira  Vientos Alisios (E-W) 9,85m/s @50m. Rango (0.30 - 18,7m/s).   Baja Turbulencia.   Facilidades de Importación de equipos.   Complementariedad con hidroelectricidad

ParquesEuropeos

Fuente: (UPME, 2006)

BahíaHonda(≅400MW)

Maicao(≅200MW)

Jepirachi(19.5MW)

Jouctai(20MW)

Fuentes: (UPME,2008) - Rodríguez Luis F. LAWEA Guadalajara. 2008.

  Índice de penetración “límite” en el mundo actualmente: 20%.   Capacidad Instalada Actual Colombia: 14000MW.

Sistema Interconectado Nacional -SIN-

Sistema Enmallado

Pocas plantas de Generación

Sistema Radial

Fuente: (XM, 2008)

Sistema Enmallado

Sistema Eléctrico Actual -Zona GCM -

  Área predominantemente exportadora.

  Interconexión con Venezuela- Inactiva.

  Evaluar la suficiencia en la reserva local: Termoguajira

Termoguajira (300MW)

Cuestecitas 220kV nodo más fuerte

(760MVACC). Fuente: Plan de Expansión GT. (UPME, 2008)

Venezuela

Sistema Eléctrico Futuro -Zona GCM -

Nuevo Trafo Fundación (2011)

Nuevo Trafo Valledupar (2009)

Nueva Línea 110kV (2009)

Nuevas Eólicas (¿?)

  Pocos proyectos programados.   Problemas de cargabilidad en

líneas?

Anteriormente, ante un evento de caída de tensión (sag), el parque eólico era desconectado. Actualmente, el desempeño dinámico de los aerogeneradores DFIG y FCSG permite:

Fuentes: E.ON Netz Grid Code - Vestas

  Regulación del Factor de Potencia a petición.

Tecnología DFIG

Fuentes: (Ackermann,2005) - E.ON Netz Grid Code

  Soporte de sags cercanos a nivel cero. P.ej. Regulación Española a través del P.O 12.2 o E.ON Netz en Alemania.

  Regulación de tensión y frecuencia a petición.

Voltage Ride Through Capability

Flujos y Balances G-D Típicos en Colombia

Reto 1: Eólicas-Interconexiones Internacionales

Hacia Panamá-SIEPAC HVdc desacoplador

Hacia Venezuela Tecnología AC

(Problemas de oscilaciones en el pasado)

Hacia el Caribe Cable Corriente Directa - Desacoplador

Hacia Ecuador Tecnología AC

Reto 2: Eólicas vs Térmicas

  Zona eólica colombiana es altamente densa en centrales térmicas.   Desventaja: Problemática asociada con las rampas de entrega de potencia – Reservas.   Ventajas: menores costos operativos-créditos de carbono por disminuir el despacho térmico-independencia de la fluctuación $$ de los combustibles.

Reto 3: Eólicas vs Oscilaciones

  Se ha detectado un problema de oscilaciones subsincrónicas en el SIN*. Mientras que las de 0.1Hz y superiores han sido ampliamente estudiadas internacionalmente, en el caso Colombiano son del orden de 0.07Hz.

  Que pasaría si se inyectasen más oscilaciones por la entrada de energía eólica?

  Si se le suma la entrada de la interconexión con Venezuela (mas oscilaciones).

* Informe Operativo 2008. (XM,2008)

Soluciones  Equipos FACTS ¿?   Tecnología VSC convertidor completo en aerogeneradores ¿?

Problema de estudio interesante !!

Normatividad para Frecuencia

Fuente: (Ackermann, 2005)

Normatividad para Calidad de la

Potencia Eléctrica

Variaciones

Flicker PLT PST

Armónicos

Fuente: (Ackermann, 2005)

Ejemplo: Esquema de Reserva Primaria de UCTE

Tarde o temprano Latinoamérica debe comenzar a armonizarse regulatoriamente, a pensar como un bloque supranacional !!

Fuente: (Schlabbach, 2008)

No existen en Colombia criterios específicos para reglamentar la operación de parques eólicos !!

  Código de Redes: Código de planeación, medida, conexión y operación.

Tensión en niveles de 230-115-34,5kV no debe excursionar más allá del intervalo [0.9 - 1.1] pu. Post falla no debe permanecer por debajo de 0.8pu por mas de 700ms

Límite de transferencia debe ser el mínimo entre: Límite térmico de la LT, capacidad de los CT´s, límite de transmisión para regulación de tensión y el límite de estabilidad transitoria o dinámica.

Cargabilidad de los transformadores debe medirse con base en su corriente nominal y para estudios de mediano-largo plazo no se permite.

Frecuencia. Variaciones lentas si excursiona el intervalo (59.8 - 60.2Hz) por 60s. Durante transitorios, no puede ser inferior a 57.5Hz

Esfuerzos actuales   Comité 185 de ICONTEC.

  Dos anteproyectos de NTC: Requisitos de seguridad de los sistemas de generación eólicos y Ensayo curva de potencia de Aerogeneradores.

  Guías Técnicas Colombianas para el uso de molinos en bombeo de agua y generación de electricidad.

  Otros referentes normativos útiles en la operación de parques eólicos: IEC 61400-25-1,2,3,4,5: 2006. Comunicaciones para monitoreo y control de centrales

eólicas.

IEC 61400-21:2008. Medición Calidad de la Potencia de WT conectadas a la red.

IEC 61400-12-1:2005. Desempeño de las WT en producción de potencia eléctrica.

Fuente: (Foro Contexto y Normalización de la energía eólica y solar en Colombia, 2008)

  A pesar del alto potencial, los proyectos de aprovechamiento eólico en Colombia son mínimos. Se observa una gran holgura con respecto al límite de penetración estándar del 20%.

  Dadas las características del SIN y la ubicación de los posibles emplazamientos eólicos, casi seguramente se requerirán refuerzos de transmisión en la red Colombiana, para garantizar a futuro su buen desempeño.

  Varias situaciones relacionadas con el aprovechamiento eólico en Colombia merecen ser tratadas con mayor profundidad: El comportamiento de las oscilaciones del sistema al integrar parques eólicos, la relación de los mismos con las centrales térmicas, las interconexiones internacionales especialmente con Venezuela y las reservas requeridas .

  La normatividad técnica asociada con el montaje y operación de los parques eólicos en Colombia es precaria; sin embargo es el momento de apoyar e intensificar las iniciativas que se están gestando.

IE. IDI AMÍN ISAAC MILLÁN Profesor-Investigador

Grupo de Investigación TyD-UPB [email protected]

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