Parques eólicos integrados a redes eléctricas : desarrollo de herramientas para el estudio en régimen y contribuciones al modelado para el análisis dinámico

Abstract

La generación eólica es un recurso que está presentando una gran expansión, lo que motiva comprender las tecnologías presentes en los aerogeneradores bien como su impacto en la integración de estos en las redes eléctricas. La tecnología que ha impulsado el desarrollo de aerogeneradores y que ha posibilitado la explotación a nivel industrial de los mismos, es el uso de la máquina de inducción en la modalidad de generador. Si bien actualmente en la industria de la aerogeneración coexisten tanto tecnologías basadas en el generador de inducción como también las basadas en el generador síncrono, en esta tesis se profundizará en el primero, ya sea por ser la tecnología más difundida como también por tratarse aún de un tema atípico en la literatura más difundida de máquinas. La máquina de inducción se presenta entonces como el “hilo conductor” de esta tesis en sus capítulos fundamentales. Desde su estudio en forma aislada analizando algunas de sus características constructivas, modelos matemáticos y la aplicación de estos para obtener diferentes condiciones operativas. Hasta llegar, en una primera etapa, al análisis de flujo de cargas en redes eléctricas, donde se desarrollan los métodos numéricos clásicos de análisis con la variante de la inclusión de aerogeneradores basados en la máquina de inducción como también su fuente primaria : el viento. También se aborda el comportamiento dinámico, para lo cual se tomó una decisión significativa: no se hacen análisis usando modelos disponibles comercialmente si no que, en esta tesis se desarrollan modelos propios. Es claro que esto implicó no solo el desarrollo del modelo de la máquina sino también de otros elementos que componen una red, como ser transformador, línea, interruptor, equivalente Thevenin, cargas, bien como elementos mecánicos: rotor, transmisión mecánica entre rotor y generador. Esta decisión si bien tiene una ventaja evidente respecto al conocimiento cabal de cada modelo, no fue posible dentro del marco de este trabajo desarrollar una biblioteca extensa, aunque el hecho de haber sentado una base tanto para mejora de los modelos desarrollados como de desarrollo de nuevos modelos es un hito importante.