Gestió de parcs amb aerogeneradors

1999/10/01 Tapia Otaegi, Arantza Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Energia

Al llarg dels últims anys l'energia eòlica a tot el món està en continu auge i, per descomptat, el País Basc no ha quedat al marge d'aquesta tendència. D'una banda perquè és una font d'energia neta i, per un altre, perquè s'ha decidit impulsar aquest tipus d'energia des dels governs. I sembla que dins de pocs anys arribarà al 10% del total de l'energia generada.

Fins fa poc s'utilitzava poc aquest tipus d'energia, degut principalment a la baixa potència dels generadors. No obstant això, en l'actualitat, la recerca sobre aquests generadors ha modificat radicalment la capacitat de generació d'energia dels parcs eòlics, que se situa en nivells de megavats.

No obstant això, igual que en altres casos, l'augment de la potència d'aquests parcs ha suposat un augment dels problemes que es generen en la xarxa elèctrica. En conseqüència, l'interès de les empreses elèctriques per aquests sistemes, sobretot per controlar-los, va en augment. D'una banda, el funcionament del parc eòlic no és previsible pel fet que la capacitat de generació de potència depèn del vent i, d'altra banda, pot prendre potència reactiva de la xarxa elèctrica o incorporar potència reactiva a la xarxa, disminuint o elevant la tensió de la xarxa elèctrica.

Per a minimitzar l'impacte d'aquesta potència reactiva, normalment es col·loquen condensadors que encareixen tot el sistema. No obstant això, existeixen en l'actualitat generadors basats en màquines asíncrones de doble alimentació que tenen el paper dels condensadors esmentats. Les màquines de doble alimentació es caracteritzen per la seva alimentació tant per l'estator com pel rotor. En conseqüència, i utilitzant les tècniques de control vectorial, la potència activa i la reactiva poden traslladar-se als valors desitjats i la màquina pot circular amb diferents factors de potència.

El principal objectiu d'explotació del parc eòlic és generar la màxima potència en funció del vent que circula a cada moment, sense pèrdues, o cosa que és el mateix, disposar d'un factor de potència de les màquines asíncrones de cadascun dels aerogeneradors que el componen, obtenint el millor rendiment econòmic. Però a pesar que fins a la dècada dels 90 era així, a causa de la liberalització de l'energia elèctrica aquests conceptes van canviant i en aquest àmbit es consolida el projecte descrit.

El primer pas serà analitzar les capacitats de les màquines de doble alimentació i construir el seu model matemàtic, demostrant la validesa del model comparant el comportament del model matemàtic amb el de la màquina real. Cal tenir en compte que per a poder realitzar un control distribuït de la potència activa i reactiva d'aquesta màquina s'utilitzen tècniques de control vectorial i que el funcionament de la màquina se situa el més a prop possible del factor de potència que cadascun li imposa com a consigna o referència.

Però el problema no acaba així, ja que al parc hi ha diversos aerogeneradors i a més, a cadascun no li arriba el vent igual. En conseqüència, el grau de generació de cada generador pot ser diferent. Per tant, el següent pas serà crear i provar el model matemàtic de tot el parc a partir del model matemàtic d'una sola màquina.

D'altra banda, en les oficines centrals de les empreses elèctriques, tenint en compte els paràmetres de tota la xarxa elèctrica (generació, estat, etc.) i l'estat del parc eòlic (generació de potència activa), es determina la potència reactiva (és a dir, el factor de potència del parc) que hauria de crear o absorbir com a parc. Quan aquesta dada arriba a l'Oficina de Control del Parc sorgeix un altre problema, és a dir, com ha de ser l'estratègia de control a implantar perquè el Parc aconsegueixi els valors que se li han fixat com a referència en general? I aquesta és realment la clau del projecte. Aquest últim objectiu pot resultar especialment important amb la liberalització de l'energia elèctrica, ja que amb la generació de la potència activa es podrà vendre com a valor addicional, com a ajuda a la xarxa elèctrica.