Cumplimiento código de red parque eólico Gulf Wind, Texas (US) | Caso de éxito

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CASO DE ÉXITO

Sistema de compensación de potencia reactiva del parque eólico Gulf Wind, Pattern Energy, Texas (USA)

Objetivo: El parque eólico Gulf Wind, localizado en el Kennedy Ranch en Texas, USA siendo ésta zona una de las de mayor potencial eólico en USA. En éste parque eólico los aerogeneradores no cuentan con capacidad de compensación de potencia reactiva por lo que la necesidad de compensación es muy alta (115MVAr capacitivos y 26MVAr inductivos) lo cual convierte éste sistema de compensación de potencia reactiva en uno de los más grandes a nivel global para un parque eólico. La potencia reactiva que se suministro es necesaria para satisfacer los requisitos del código de red Electric Reliability Council of Texas (ERCOT) en el punto de conexión del parque eólico en 345kV. Alcance: Arteche North América desarrolló una solución Turnkey (Llave en mano) que incluyo lo siguiente:

1) Diseño, fabricación y suministro de 10 bancos de capacitores en 34.5kV y 2 juegos de reactores shunt para 34.5kV. Los bancos de capacitores, 6 son de 8.25MVAr y 4 de 16.5MVAr, los reactores shunt son 2 juegos de 13MVAr cada uno.

2) Diseño, fabricación y suministro e integración con los tableros existentes de un tablero de protección, control y medición para controlar los bancos de capacitores.

3) Obra civil y montaje electromecánico de los equipos descritos anteriormente. 4) Pruebas SAT y puesta en marcha del sistema de compensación reactiva 5) Estudios de Calidad de Energía (Flujos de Potencia y Armónicas) para validar la solución

propuesta por parte de Pattern Energy.

Cumplimiento código de red parque eólico Gulf Wind, Texas (US) | Caso de éxito

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CASO DE ÉXITO

Descripción de la empresa:

Pattern Energy, es una empresa de generación de energía eléctrica, la cual es dueña de 20 parques eólicos en USA, Cánada y Chile principalmentee, con una potencia total instalada de 2736 MW.

Requisitos del cliente:

Necesidad de cumplimiento del código de Red de ERCOT del parque eólico Gulf Wind, éste parque eólico tiene una potencial total de 283.2MW.

De la especificación del proyecto se debe considerar que los aerogeneradores no tienen capacidad de compensación de potencia reactiva.

Dado lo anterior la necesidad de potencia reactiva se incrementa de manera notable, necesitando 115MVAr capacitivos y 26MVAr inductivos para cumplir código de red, siendo ésta necesidad una de las mayores a nivel global en un parque eólico.

También se debe validar que al insertar los bancos de capacitores no se generen resonancias en el sistema de potencia, amplificando el contenido armónico y se incumpla el apartado de calidad de energía en el parque eólico.

Aplicación e implementación: Los 10 bancos de capacitores se distribuyeron de igual manera en los 2 buses de 34.5kV de la subestación (5 bancos de capacitores y 1 juego de reactores shunt por bus).

Los bancos de capacitores se diseñan en envolvente metálica por la alta salinidad que existe en la ubicación del parque eólico.

Cada banco de capacitores cuenta con su desconectador especial para cargas capacitivas con resistencias de preinserción para mitigar la corriente de inrush de la conexión de los bancos, la cual se incrementaría en la operación back to back.

La lógica de control implementada para éste sistema de compensación de potencia reactiva, logra ir rotando la utilización de los pasos y desgastar de forma uniforme los equipos de conexión / desconexión.

Parque Eólico Gulf Wind | Caso de éxito

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CASO DE ÉXITO

BENEFICIOS:

Al no tener capacidad de compensación en el parque eólico, ERCOT podría desconectar el parque eólico por bajo factor de potencia o alto contenido armónico, perdiendo con esto la principal razón de un parque eólico, que es la venta de energía eléctrica.

La solución implementada por Arteche permite que el parque eólico Gulf Wind pueda interconectarse a la red de transmisión de ERCOT bajo cualquier escenario de generación.

Además el cliente evita multas por interconectarse a la red de ERCOT sin cumplir el código de red vigente o la entidad reguladora los mande desconectar por no cumplir el código de red.

Estudios y Simulaciones Arteche desarrolló los estudios de flujos de potencia y análisis de armónicas y con esto validar que la solución propuesta no presentaría problemas durante la operación de los bancos de capacitores y reactores shunt.

El estudio de flujos de potencia se desarrolló en el software PSS a diferentes escenarios de generación, para que el parque eólico pueda operar dentro de los límites de factor potencia y tensión del código de red aplicable.

El estudio de análisis de resonancias y armónicas se desarrolló en el software Palladin y con dicho estudio se validó que la operación de los bancos de capacitores no genere resonancias en el parque eólico y no se cumpla el código de red.

Parque Eólico Gulf Wind | Caso de éxito

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CASO DE ÉXITO

Acerca del sistema de compensación de potencia reactiva.

Interruptores de potencia para protección por sobrecorriente y cortocircuito en cada bus

Cuchillas seccionadoras para derivar hacia cada bus del banco de capacitores.

Bancos de capacitores en gabinete para servicio exterior

Reactores shunt núcleo de aire

Capacitores conectados en doble estrella

Desconectador con resistencias de preinserción por cada banco.

Capacidad de los capacitores para reconfigurarse a filtros de armónicas en caso de requerirse.

Cuchillas de puesta a tierra por cada banco.

Apararrayos clase estación

Transformador de corriente para protección de desbalance de neutro.

Tablero de protección, control y medición para protección de cada banco de capacitores y cada bus principal.

Integración con el control existente en la subestación.

Bus principal para derivar hacia cada banco de capacitores.