Análisis de la estabilidad de frecuencia en una microred, mediante estudio comparativo en diferentes escenarios.

Abstract

La integración de generación renovable no convencional en microredes plantea desafíos importantes en términos de estabilidad de frecuencia, debido a la reducción de inercia y a la variabilidad propia de los recursos energéticos. En este trabajo se analiza la estabilidad de frecuencia de una microred mediante un estudio comparativo en distintos escenarios operativos, considerando la presencia y ausencia de generación fotovoltaica y su interacción con una máquina síncrona gobernada por un regulador hidráulico (Hydraulic Turbine Governor, HTG). La metodología se basa en la modelación y simulación del sistema en el entorno MATLAB/Simulink, donde se representan los principales elementos constitutivos de la red: fuente síncrona, sistema de regulación de velocidad, generación fotovoltaica y cargas trifásicas. Se plantean tres escenarios de análisis: (i) operación con generación síncrona sin aporte fotovoltaico, (ii) operación con penetración fotovoltaica conectada a la red, y (iii) escenario con variaciones en la irradiancia y respuesta dinámica conjunta entre la fuente renovable y la máquina síncrona. Para cada caso se evalúa el comportamiento dinámico de la frecuencia y de la potencia activa. Los resultados muestran que la incorporación de generación fotovoltaica modifica la dinámica del sistema, reduciendo la participación de la máquina síncrona en el balance de potencia y afectando la respuesta transitoria de la frecuencia. No obstante, el sistema mantiene la estabilidad bajo los escenarios analizados, siempre que exista una adecuada coordinación entre el control del generador síncrono y la potencia inyectada por la fuente renovable. El estudio permite evidenciar la importancia del diseño de estrategias de control y de la correcta selección de parámetros para garantizar la estabilidad de frecuencia en microredes con alta penetración de energías renovables.