Metodología para el emplazamiento y control de Facts en SEP aislados utilizando información distribuida

Résumé

Tesis Doctoral: Metodología para la ubicación y control de FACTS en SEP usando datos distribuidos (Autor: Samuel Marrero Vera) Los sistemas eléctricos europeos (SEP), y particularmente el español, están sufriendo una profunda transformación debido a la liberalización de sus actividades y al aumento de los generadores renovables. Esto ha conllevado cambios en la planificación de las redes eléctricas, de manera que se hacen necesarias nuevas herramientas de análisis. En este contexto, es preciso modelarla para incluir sus interacciones, tanto con la generación renovable como entre la demanda en distintos nodos de los SEP. El aumento de la potencia renovable y las dificultades para construir nuevas infraestructuras eléctricas han provocado que los sistemas eléctricos sean operados cerca de sus límites de seguridad. Tradicionalmente, la falta de capacidad de transmisión se ha resuelto construyendo nuevas líneas de transmisión o subestaciones. No obstante, estas soluciones conllevan grandes inversiones y tiempos de planificación y construcción. Los sistemas de transmisión en corriente alterna flexibles (FACTS, por sus siglas en inglés) han sido desarrollados como una solución alternativa para los problemas de capacidad de transmisión. Éstos, son dispositivos basados en la electrónica de potencia que proporcionan control sobre distintas variables de los SEP. La evaluación del impacto de los dispositivos FACTS en sistemas eléctricos ha sido profusamente estudiada y se han utilizado distintas técnicas y funciones objetivo. Sin embargo, los investigadores se han centrado principalmente en analizar un reducido número de escenarios de demanda. Por lo tanto, el efecto de las variaciones de la demanda y sus interacciones no ha sido estudiado suficientemente. El objetivo de esta investigación es proponer una metodología para la evaluación del impacto de los dispositivos FACTS en sistemas eléctricos de potencia que tenga en cuenta las variaciones de la demanda en cuanto a su potencia total y distribución. Los resultados han permitido demostrar que las variaciones de la demanda pueden condicionar los resultados de la evaluación del impacto de los dispositivos FACTS. La metodología propuesta ha demostrado ser eficaz para su ubicación y selección de la referencia del control de tensión considerando las variaciones de la demanda. También se ha podido demostrar que el escenario “punta” puede no ser el escenario más desfavorable si se usan escenarios de demanda con una distribución variable. PhD Thesis: Methodology for FACTS devices placement and control using distributed data (Presented by Samuel Marrero Vera) European power systems are undergoing a profound transformation due to the liberalisation of their related activities and the increase of renewable generation. This has led to changes in transmission expansion planning procedures, so new analysis tools are needed. In this context, demand needs to be modelled in detail to account for its interactions with renewable generation and between demand from different nodes. The increase of renewable power and the difficulties in setting up new transmission infrastructures have led to power systems being operated close to their safety limits. The unavailability of transmission capacity has traditionally been solved by setting up new transmission lines or substations. However, these solution entail large investments along with lengthy planning and construction procedures. Flexible Alternating Current Transmission Systems (FACTS) have been developed as an alternative solution to transmission capacity issues. FACTS devices are power electronics devices designed to provide control over one or more system variables. FACTS devices impact assessment has been investigated in depth and several techniques and objective functions have been used for this purpose. However, researchers usually focus on a few demand scenarios. The effect of demand variations and their interactions with renewable power has not been studied sufficiently. The objective of this research is to propose a methodology for FACTS devices impact assessment that considers demand variations both in terms of total demanded power and its distribution on system buses. An index selection method, based on the information they provide, is also proposed. The proposed methodology has been used for FACTS devices placement and voltage control reference value selection. The results of the application of this methodology has enabled us to demonstrate that load variations may condition FACTS device assessment results. The proposed methodology has proved its efficiency in accounting for demand variations in FACTS devices placement and voltage control reference value selection. It has also been demonstrated that demand scenarios with variable load share may reveal that peak scenario is not the "worst-case" scenario.