Estudio del sistema eléctrico ibérico ante un incremento de generación eólica

Figura 1

Figura 3

Control de tensiones

Por lo tanto, la tensión en sistemas de corriente alterna está fuertemente relacionada con la potencia reactiva, principalmente en muy alta tensión. Para mantener los niveles de tensión dentro de un margen dado, se requiere suficiente potencia reactiva para compensar los consumos del sistema eléctrico. Como la potencia reactiva no puede ser transportada a grandes distancias [4], esta potencia reactiva ha de ser suministrada regionalmente. Por ello, el fenómeno del colapso de tensión es debido normalmente a una falta regional de reserva de potencia reactiva. La potencia reactiva para el control de tensiones en la red de muy alta tensión es provista normalmente por generadores síncronos, pero también por equipos de compensación de reactiva (como reactancias paralelo, bancos de condensadores o FACTS). Sin embargo el control de tensiones en redes de distribución se realiza en general de manera centralizada para toda la red, regulando las tomas de las subestaciones de transformación.

Máxima capacidad de transmisión y límite de estabilidad

En sistemas de corriente alterna la capacidad de transmisión no debe superar los límites térmicos de las líneas y demás equipos de transporte como medida de protección frente a un exceso de corriente. Existe además en corriente alterna una capacidad máxima de transmisión para cada línea que depende de los flujos de potencia, y que podría ser alcanzada antes del límite térmico. Este hecho puede ser ilustrado considerando otra vez el sencillo ejemplo de la Figura 1, para el que la tensión V se mantiene constante y la resistencia R se desprecia frente a la inductancia X. La Figura 3 muestra la familia de curvas P-V en magnitudes unitarias para distintos valores del factor de potencia. Para cada factor de potencia hay una máxima capacidad de transmisión. Dentro de los límites de tensión, no se alcanza la máxima capacidad de transmisión para los factores de potencia mostrados. La máxima capacidad de transmisión coincide además con el límite de estabilidad de la línea. Esto está representado en la Figura 3, en la que para valores por encima del mismo (línea de trazo continuo) el comportamiento es estable, y por debajo (línea de trazo discontinuo) éste es inestable.

Condiciones de carga

Generalmente en redes eléctricas atendiendo a la condición de carga se dan dos situaciones extremas: el caso punta, que representa el máximo consumo de potencia, y el caso valle, que representa el menor consumo en el sistema. En situaciones de punta predominan bajas tensiones en la red, mientras que en situaciones de valle lo hacen las altas tensiones. Con el fin de analizar las influencias de un incremento de la generación distribuida en la red se ha de tomar una condición de carga como base para el análisis. Por un lado, una misma generación distribuida durante el caso valle representa una mayor penetración en términos relativos comparada con el caso punta. Además, en el caso valle están disponibles menos grupos de generación para tareas de control y se hacen más probables grandes fluctuaciones en los flujos de potencia. Por otro lado, en condiciones de valle las sobretensiones en los puntos de conexión a red de equipos de generación distribuida son un gran problema, especialmente en redes de distribución. Estas sobretensiones ocurren debido a caídas de tensión causadas por los flujos de potencia en las líneas de transmisión. Por ello, el análisis en el caso valle es especialmente relevante.