Capacidades de tolerancia a fallos en la Red (Voltage-Fault-drive-through)

Descripción general de una Red Eléctrica en una área amplia

La distribución de la energía eléctrica en un área amplia, por ejemplo un Estado, desde sus puntos de generación hasta los de consumo, se realiza a través de un sistema que se conoce genéricamente como Red Eléctrica. Su estructura tiene en cuenta, entre otros, los siguientes conceptos:

La minimización de los costes de Transmisión.
La facilidad de adaptación a los requerimientos de los clientes.
La controlabilidad total del sistema.

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La energía eléctrica se distribuye a los distintos consumidores desde subestaciones conectadas a la red de Transmisión, mediante centros de transformación (subestaciones) que funcionan a tensiones entre 10 KV y 60 KV (típicamente entre 15 KV y 36 KV) y donde parten las conexiones a los diferentes clientes. Estas conexiones trabajan a una tensión que depende del tipo de cliente: de Baja Tensión (hasta 1.000 V) para clientes residenciales y hasta pequeñas industrias, o en Media Tensión (entre 3.000 V y 20 KV para instalaciones industriales de gran consumo). Esta parte se denomina Red de Distribución y está gestionada, generalmente, en los mercados liberados, por empresas independientes del TSO.

Como se muestra en la figura anterior, los Parques Eólicos son centros de producción eléctrica que se conectan (generalmente) a la red de Transmisión. Conforme se van instalando Parques Eólicos en un determinado territorio, su importancia para la controlabilidad de la red de Transmisión va comprometiendo la estabilidad de la misma. Los primeros Parques Eólicos (hasta los años 2000) estaban construidos por aerogeneradores construidos con generadores de jaula de ardilla, con ninguna o muy escasa posibilidad de controlar la energía que podían aportar a la Red. Además imponían condiciones adicionales a dicha Red, tales como la necesidad de suministro de potencia reactiva durante su puesta en marcha, para crear el flujo magnético inicial en el entrehierro del generador. Esta necesidad introducía un esfuerzo adicional a las líneas de conexión del Parque con la Red y la hacía menos controlable.

Actualemente, cuando la participación de la energía eólica en el mix energético llega al 25% en algunos países, con picos de suminstro que llegan a más del 50 % (por ejemplo en España), la Red es estable gracias a las nuevas capacidades de los Parques Eólicos y, en particular, a las características de los aerogeneradores DFIG, que constituyen ya el grueso de los aerogeneradores instalados.

Uno de las capacidades que han contribuido grandemente a este cambio en la calificación de la Energía Eólica como fuente fiable, ha sido la de poder sostener la producción después de que la Red sufra caídas importantes de tensión (hasta el 100% en algunos países - ver Grid codes -) durante breves lapsos de tiempo (inferior al segundo). Estas situaciones son relativamente comunes ya que obedecen a eventos tipo de un cortocircuito en la Red debido a la caída sobre ella de un árbol, o algún fallo de operación en alguna subestación eléctrica.

Esta capacidad se puede describir en las siguientes frases:

Cuando se producen estos microcortes, el aerogenerador no se debe desconectar de la Red, lo que significa que debe poder seguir conectado cuando la tensión es 0.
Cuando la tensión de la Red se recupera, el aerogenerador viene obligado a suministrar, sin dilación, el mismo nivel de potencia que estaba entregando a la Red justo antes del microcorte.

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