Análisis de expansión de una microrred en una zona no interconectada

• Autores: Maximiliano Bueno López, Daniel Nicolás González Cely, Alejandro Muñoz Rincón
• Localización: Tecnura: Tecnología y Cultura Afirmando el Conocimiento, ISSN-e 2248-7638, ISSN 0123-921X, Vol. 24, Nº. 63, 2020 (Ejemplar dedicado a: January - March), págs. 40-56
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Expansion analysis of a microgrid in a non-interconnected zone
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• Resumen
  • español

    Contexto: La utilizacion de microrredes en zonas no interconectadas se ha convertido en la unica alternativa que tiene las personas que habitan estas regiones para acceder al servicio de energía eléctrica. Debido a esto se hace necesariooptimizar la utilización de estos sistemas y en caso que sea posible expandir las ya existentes para aumentar la cobertura y de esta manera apoyar el cumplimiento del objetivo de desarrollo sostenible numero 7 planteado por las naciones unidas: Energía asequible y no contaminante.

    Metodología: En este artículo se presenta dos casos de expansión para una microrred basada en un sistema de generación fotovoltaica que se encuentra en una zona no interconectada de Colombia. Se realiza el análisis de generación eléctrica del sistema mediante Matlab/Simulink y el análisis de pequeña señal para verificar la estabilidad es ejecutado a través de Neplan. Con base en lo anterior se logra establecer una metodología que permite definir la capacidad de expansión de una microrred.

    Resultados: A partir del análisis de estabilidad de pequeña señal realizado en Neplan se obtiene los valores propios del sistema, tanto de la microrred actual como de los dos casos de expansión, esto con el fin de garantizar la estabilidad en la microrred ante tres escenarios diferentes; cargas no lineales, aumento de potencia demandada y generada.

    Conclusiones:

    En los sistemas de generación solar fotovoltaica ubicados en zonas no interconectadas y operando en modo isla los inversores influyen en la estabilidad de frecuencia considerablemente, debido a que la reducida inercia en estos sistemas conduce a una variación más rápida de este parámetro. Es por esto por lo que el análisis de estabilidad de pequeña señal es el método indicado para estudiar el comportamiento de microrredes ante variaciones de potencia demanda y generada, particularmente en los sistemas que operan en las zonas no interconectadas, porque ante pequeñas perturbaciones es posible identificar los cambios en la dinámica del sistema.

  • English

    Context: The use of microgrids in non-interconnected areas has become the only alternative that people living in these regions have to access the electricity service. Because of this it is necessary to optimize the use of these systems and if it is possible to expand existing ones to increase coverage and, in that way, support the implementation of the sustainable development goal 7 set by United Nations: Ensure access to affordable, reliable, sustainable and modern energy for all.

    Methodology: In this paper, we present two cases of expansion for a microgrid based on a photovoltaic generation system that is located in a non-interconnected area of Colombia. The analysis of the electrical generation of the system is carried out using Matlab/Simulink and the small signal analysis to evaluate the stability is executed in Neplan. Based on the above, it is possible to establish a methodology that allows to define the expandability of a microgrid.

    Results: From the small signal stability analysis performed in Neplan, the system's own values are obtained, both from the current microgrid and from the two cases of expansion, this in order to guarantee the property of stability in the micro grid in three different scenarios; non-linear loads, increased power demanded and generated.

    Conclusions: In photovoltaic systems located in non-interconnected areas and operating in island mode the inverters influence frequency stability considerably, because the reduced inertia in these systems leads to a faster frequency variation. This is why the analysis of small signal stability is the method indicated to study the behavior of microgrids before variations in demand and generated power, particularly in systems that operate in areas not interconnected, because with small disturbances it is possible to identify the changes in the dynamics of the system.