Renewables power limit calculation using Monte Carlo simulation

• Moises Ferrer-Vallin ^[1] ; Pablo Sánchez Yáñez ^[2] ; Ariel Santos-Fuentefria ^[3]
  1. [1] Universidad Tecnológica de la Habana, José Antonio Echeverría, La Habana
  2. [2] Unión Eléctrica, La Habana
  3. [3] Universidad Tecnológica de La Habana, José Antonio Echeverría, Cujae

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• Localización: Ingeniería Energética, ISSN-e 1815-5901, Vol. 43, Nº. 3, 2022, págs. 131-140
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Cálculo del límite de potencia renovable mediante simulación Monte Carlo
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• Resumen
  • español

    RESUMEN La introducción de fuentes renovables de energía no despachables como la energía eólica y la energía solar fotovoltaica puede causar problemas de desviación de frecuencia en escenarios en estado estacionario. Estos problemas se deben principalmente a su variabilidad inherente y las características de la red a la que se conectan y pueden empeorar en redes aisladas. Este trabajo consiste en el cálculo del valor máximo de energía eólica y solar fotovoltaica que se puede conectar en un sistema aislado manteniendo los valores de desviación de la frecuencia dentro de los límites establecidos. Para lograr este objetivo se desarrolló un algoritmo basado en simulaciones Monte Carlo. Los resultados obtenidos con la utilización de este algoritmo muestran que en un sistema aislado un incremento de la penetración de renovables causa un incremento en las desviaciones de frecuencia llevando al sistema a no cumplir con los límites establecidos. Los resultados también muestran que la introducción de un sistema de almacenamiento, debidamente calculado, ayuda a reducir las desviaciones de frecuencia y cumplir con las regulaciones.

  • English

    ABSTRACT Introducing renewable non-dispatchable energy sources such as wind and solar (PV) into a power system can cause frequency deviation problems in steady-state operation scenarios. These problems are mainly related to their inherent variability and the characteristics of the grid they are connected to. These problems can be amplified in isolated power systems. This research consists in calculating the maximum value of wind and solar PV that can be connected in an isolated power system while maintaining the frequency deviation values within standard limits. An algorithm based in Monte Carlo simulations was developed to fulfil this objective. The results obtained using the described algorithm show that, in an isolated power system, renewable power values increase, frequency deviations also increase, eventually failing to comply with grid code regulations. Results also show that introducing a properly sized energy storage helps decreasing out-of-limits frequency deviations, complying with the grid code regulations.