Modelado y análisis de sistemas eólicos de generación con dispositivos Custom Power: referencia a DSTATCOM e impacto en calidad de la energía

Abstract

This thesis analyzes the dynamic response of a wind farm connected to a power system. The electrical network represented and analyzed considers the individual models of asynchronous wind turbines, transmission lines, transformers, capacitor banks and Distribution Static Compensator (DSTATCOM). To obtain the model of the wind farm, it was modeled in differential equations each element in the system. The dynamic response of the detailed models developed in differential equations for each of the individual components of the power system were validated with Matlab-Simulink® software. In all cases the responses obtained are practically equal, demonstrating that the response of the models reported in this thesis is reliable. The variations in wind speed in wind turbines can adversely impact the quality of the power grid fed by a wind generation system. This thesis describes and illustrates the presence of harmonics, intearmónicos and voltage depressions associated with the operation of a wind farm generation. In particular, illustrates the effect of DSTATCOM connected to a wind farm and shows its effect in correcting voltage depressions, caused by variations in wind speed in wind turbines.

En esta tesis se analiza la respuesta dinámica de un parque eólico conectado a un sistema eléctrico de potencia. La red eléctrica representada y analizada considera los modelos individuales de aerogeneradores asíncronos, líneas de transmisión, transformadores, banco de capacitores y compensador estático (DSTATCOM, por sus siglas en inglés). Para obtener el modelo del parque eólico, se modeló en ecuaciones diferenciales cada elemento que componen el sistema. La respuesta dinámica de los modelos detallados en ecuaciones diferenciales desarrollados para cada uno de los componentes individuales del sistema de potencia se validaron con el software Matlab-Simulink®. En todos los casos las respuesta obtenidas son prácticamente iguales, lo cual demuestra que la respuesta de los modelos reportados en esta tesis es confiable. Las variaciones en la velocidad del viento en los aerogeneradores pueden impactar de manera adversa la calidad de la energía de la red eléctrica alimentada por un sistema eólico de generación. En esta tesis se describe e ilustra la presencia de armónicos, intearmónicos y depresiones de voltaje, asociadas con la operación de un parque eólico de generación. En particular se ilustra el efecto del DSTATCOM conectado a un parque eólico y se muestra su efecto en la corrección de las depresiones de voltaje, las cuales son producidas por las variaciones en la velocidad del viento en los aerogeneradores.