Abstract : The operation of wind turbines has an impact on the power quality when they connect to the electrical network being the configuration of the network and the type of wind turbine used who determinate the power quality problems may arise . For this is considered very important to know the natural variations of the wind . The wind turbine , for the operation velocity is divided in : Fixed-speed and variable-speed : If the wind turbine is operating at fixed-speed , the tower shadow and wind speed gradients will result in fluctuating power . The power fluctuations caused by the turbine may cause flicker disturbances . In order to evaluate the significance of flicker , measurements and subsequent flicker calculations must be performed . In the case of variable-speed wind turbines , one drawback is the injection of harmonic currents into the electrical network . Depending on the type of inverter used , different orders of harmonics are produced . For this reason it is important to know the main problems of power quality presented in wind turbines connected to the network electrical .
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Keywords : power quality , wind turbines , frequency variations .
Introducción
La energía eléctrica representa el principal insumo que mueve al mundo industrial , por eso es vital saber administrarla ya que cerca del 55 % de la energía eléctrica producida en México es consumida por los sectores comercial e industrial . Por lo tanto el buen uso de la energía eléctrica permite una economía que tiende a la globalización , así el ahorro de energía es una alternativa viable para reducir costos de operación y mejorar los niveles de competitividad dentro del mundo industrial .
La calidad de la energía puede definirse como la ausencia de interrupciones , sobre-voltajes y deformaciones producidas por armónicas en la red eléctrica y variaciones de voltaje rms suministrado al usuario ; esto referido a la estabilidad del voltaje , la frecuencia y la continuidad del servicio eléctrico . El papel de las redes de distribución se limita principalmente a la interconexión entre sistemas eólicos de generación y transmisión por un lado y centros de carga por el otro . La integración de la energía eólica en las redes de distribución las transformará de pasivas a redes activas . Varios trabajos publicados están relacionados con este tema ; Larsson , Demoulias y Dokopoulos , ( 1996 ) han demostrado que los generadores embebidos en las redes de distribución pueden afectar el funcionamiento en dichas redes eléctricas de varias maneras como pueden ser : nuevas prácticas de protección para proporcionar protección a la red contra condiciones anormales , afectar las pérdidas de las redes de distribución , problemas de estabilidad y problemas de calidad de energía .
La calidad de potencia se refiere a factores que describen la variabilidad del nivel de voltaje , así como la distorsión de las formas de onda de voltaje y corriente . Los diferentes parámetros de calidad de la energía se dividen en diferentes categorías , según la escala de tiempo de los fenómenos examinados . Este documento da una clara explicación a los fenómenos de la calidad de la energía eléctrica de acuerdo a las normas internacionales , y así llegar a un estudio más profundo de los fenómenos electromagnéticos de la calidad de la energía eléctrica . Se ha publicado un gran número de trabajos relacionados con la calidad de la energía . Freris ( 1990 ) da una introducción histórica breve de la calidad de la energía . Cuando se trata de la calidad de la energía de los generadores embebidos , en general , y de los aerogeneradores , en particular , sólo son relevantes algunos problemas específicos de calidad de la energía . Trabajos publicados que abarcan este campo son : La mejora de la calidad de la energía de los parques eólicos ( Johnson , 1985 ), la mejora de la calidad de la energía de los parques eólicos mediante la utilización de compensadores estáticos avanzados ( Gardner , 1993 ) y la calidad de la energía y la conexión a la red eléctrica de los aerogeneradores ( Gerdes y Santjer , 1994 ). La potencia de los aerogeneradores puede subdividirse en diferentes fenómenos . Algunos trabajos publicados que tratan de diferentes fenómenos de calidad de energía son ; Cálculos de flujo de carga ( Larsson y Thiringer , 1995 ), flickers ( Larsson , Carlson , Sidén , 1995 ), análisis armónico ( Thorborg , 1988 ), protección contra descargas atmosféricas y sobrevoltajes ( Jenkins , 1996 ). También se ha publicado un trabajo sobre las normas internacionales para la calidad de la energía de los aerogeneradores ( Jorgensen , Christensen , Tande , Vikkels y Norgård , 1996 ) y los sistemas de medición de la calidad de la energía de los aerogeneradores ( VDEW Publication , 1994 ).
Existencia de la calidad de la energía en aerogeneradores
Los aerogeneradores conectados a la red eléctrica afectan a la calidad de la energía dependiendo de la interacción entre la red eléctrica y el aerogenerador . La frecuencia de los sistemas de gran potencia es normalmente muy estable y por lo tanto no hay problema . En las redes autónomas donde , por ejemplo , se utilizan motores diesel , un aerogenerador no causará muchas interrupciones en una red de alto voltaje . Por lo tanto , las interrupciones no serán consideradas en este escrito . Al final cualquier desviación de voltaje , corriente o frecuencia que provoque la mala operación de los equipos de uso final y deteriore la economía o el bienestar de los usuarios debe erradicarse . Los efectos asociados a problemas de calidad de la energía en aerogeneradores de gran potencia son : incremento en las pérdidas de energía , daños a la producción , a la economía y la competitividad empresarial e incremento del costo , deterioro de la confiabilidad , de la disponibilidad y del confort .
Aspectos de la calidad de la energía en aerogeneradores
Transitorios
Es un cambio súbito y unidireccional en la condición de estado estable del voltaje , la corriente o ambos y de frecuencia diferente a la frecuencia del sistema de potencia . Son de moderada y elevada magnitud pero de corta duración ( orden de los microsegundos ). Normalmente están caracterizados por sus tiempos de ascenso ( 1 a 10 μsec ) y descenso ( 20 a 150 μsec ) y por su contenido espectral . En la Tabla 1 se muestra la clasificación de diferentes fenómenos electromagnéticos de la calidad de la energía . Los transitorios se presentan principalmente al arrancar y detener los aerogeneradores de velocidad fija ( Demoulias y Dokopoulos , 1996 ). Los aerogeneradores se encuentran conectados a la red eléctrica cuando la velocidad del viento supera los 3 - 4 m / s . Durante la secuencia de conexión , la velocidad del aerogenerador se eleva hasta que la velocidad del generador es cercana a la velocidad síncrona . El generador se conecta entonces a la red eléctrica . Para evitar una gran corriente de arranque , se utiliza un arrancador suave para limitar la corriente durante la secuencia de arranque . Cuando los bancos de capacitores están conectados , se produce un pico de corriente grande . Este transitorio a veces alcanza un valor del doble de la corriente nominal del aerogenerador .
Revista Científica 13