Evaluación Del Comportamiento Eléctrico De Centrales Fotovoltaicas Interconectados A Red

Abstract

Distributed generation is a relatively new concept that has had an accelerated growth in the national electricity grids in recent years, the application of this concept in practice implies a considerable increase in the number of low-power systems distributed throughout the systems national electricity companies. A large part of these are Photovoltaic Systems, which due to the intermittent characteristics of their source do not guarantee the required stability of the network. Currently, the effects that these systems could have on the distribution network by increasing substantially are not fully known. This work presents an analysis of the measurements of power quality parameters in interconnected photovoltaic plants to determine their effects on the electrical grid.

To meet the objective, two types of studies were carried out, a study to determine the influence of photovoltaic systems on the quality of the energy of the network and another study to determine the influence of the power of the photovoltaic system on the quality of energy of the network. For these studies, measurements of power quality parameters were carried out in four photovoltaic systems of different installed powers, taking measurements of the system with the central connected and with the central disconnected. One of them is for commercial use at a High Demand rate (50 kW), two for commercial use at a Small Demand rate (7 kW and 15 kW) and one for a domestic rate (2.5 kW).

The implementation of a SPV to the electricity supply network brings positive and negative consequences. The positive impacts are that connecting the SPV allows an increase in voltage, thus reducing energy losses at the end of the distribution network. Short- and long-term voltage variations decrease with higher PV penetration. There is less imbalance at higher PV penetration. The effect of THDI is very pronounced when connecting and disconnecting the SPV, passing 300 %. When the PV generation is below 15 %, it has a low power factor, the higher the PV generation it has a capacitive behavior, because the SPV-I generates more than what is consumed by the user and therefore the flow of energy goes from the generator to the distributor. These changes in the traditional flow of energy from unidirectional flow to bidirectional flow, as a consequence of imbalance of energy production and consumption. The intermittency of solar radiation as a source of photovoltaic systems directly influences photovoltaic generation.

La generación distribuida es un concepto relativamente nuevo que ha tenido en los últimos años un crecimiento acelerado en las redes eléctricas nacionales, la aplicación de este concepto en la práctica implica un aumento considerable del número de sistemas de baja potencia distribuidos a lo largo de los sistemas eléctricos nacionales. Gran parte de estos son Sistemas Fotovoltaicos, que debido a las características intermitentes de su fuente no garantizan la estabilidad requerida de la red. Actualmente no se conocen totalmente los efectos que pudiesen tener estos sistemas sobre la red de distribución al incrementarse sustancialmente. En este trabajo se presenta un análisis de las mediciones de parámetros de calidad de la energía en centrales fotovoltaicas interconectadas para determinar sus efectos sobre la red eléctrica.

Para cumplir con el objetivo se realizaron dos tipos de estudios, un estudio para determinar la influencia de los sistemas fotovoltaicos en la calidad de la energía de la red y otro estudio para determinar la influencia de la potencia del sistema fotovoltaico en la calidad de la energía de la red. Para estos estudios se realizaron mediciones de parámetros de calidad de energía en cuatros sistemas fotovoltaicos de diferentes potencias instaladas, tomando medidas del sistema con la central conectada y con la central desconectada. Una de ellas es de uso comercial en tarifa de Gran Demanda (50 kW), dos de uso comercial en tarifa de Pequeña Demanda (7 kW y 15 kW) y una de tarifa doméstica (2.5 kW).

La implementación de un SFV a la red de suministro eléctrico, trae consecuencias positivas y como negativas. Los impactos positivos son que al conectar el SFV permite un aumento del voltaje reduciendo así las pérdidas de energía a final de la red de distribución. Las variaciones de voltaje a corto y largo plazo disminuyen a mayor penetración FV. Existe un menor desequilibrio a mayor penetración FV. El efecto de la THDI es muy pronunciado al conectar y desconectar el SFV, pasando el 300%. Cuando la generación FV está por debajo del 15% se tiene un bajo factor de potencia, entre mayor es la generación FV tiene un comportamiento capacitivo, debido a que el SFV-I genera más de lo que se consume por el usuario y por lo tanto el flujo de energía va del generador al distribuidor. Estos cambios en el flujo tradicional de energía de flujo unidireccional a flujo bidireccional, como consecuencia de desbalance de producción y consumo de energía. La intermitencia de la radiación solar como fuente de los sistemas fotovoltaicos, influyen directamente en la generación fotovoltaica.