Contribución al desarrollo tecnológico de los sistemas fotovoltaicos de escala de red para la mejora de la estabilidad del sistema eléctrico de potencia

Resumen

Esta tesis doctoral analiza la estabilidad de un sistema eléctrico de potencia representativo bajo escenarios reales de demanda y operando con una elevada integración de sistemas de generación fotovoltaicos. Se lleva a cabo un análisis de estabilidad de pequeña señal para calcular los autovalores del sistema eléctrico que permite identificar los modos críticos del sistema. A continuación, los resultados de este análisis se extienden para efectuar simulaciones transitorias del sistema eléctrico de potencia cuando es sometido a situaciones de contingencia crítica. Se ha diseñado un modelo de unidad fotovoltaica de escala de red en el entorno abierto de programación MATLAB/Simulink que incluye un sistema híbrido de almacenamiento de energía. La funcionalidad principal de este modelo mejorado es poder proporcionar simultáneamente funciones de control primario de frecuencia y apoyo dinámico de red. El control primario de frecuencia aborda dos modos de respuesta, a saber, respuesta de caída y respuesta inercial. In this doctoral thesis, the stability of a representative electric power system with a high integration of PV systems under real demand scenarios was analyzed. First, a small signal stability analysis was carried out to compute the eigenvalues of the power system, which identify the critical modes of the system. The results of this analysis were then extended to carry out transient simulations of the electric power system when subjected to critical contingency situations. A model of a utility-scale PV unit was designed in the open MATLAB / Simulink programming environment with an embedded hybrid energy storage system. The main goal of this model is the simultaneous provision of primary frequency control and dynamic grid support. The primary frequency control includes both droop response (achieved by the frequency sensitive mode operation) and inertial response.