Aportaciones en la mejora del diseño de los reguladores de velocidad en centrales hidráulicas-eólicas en sistemas eléctricos débiles aislados: Aplicación en la central Hidroeléctrica de El Hierro.

Abstract

Con el propósito de reducir la dependencia energética de los combustibles fósiles e incrementar la descarbonización para luchar contra el cambio climático, se han realizado múltiples propuestas para la implementación de centrales de bombeo reversible en sistemas eléctricos aislados. Estas centrales tienen como objetivo principal facilitar la integración de energía renovable no gestionable en dichos sistemas. Conseguir una correcta estabilidad dinámica de los sistemas eléctricos aislados es fundamental para lograr la seguridad y operación óptima de los mismos. En este contexto, esta tesis propone la implementación de un algoritmo para el control de los reguladores de velocidad de turbinas hidráulicas Pelton que permita optimizar su velocidad de respuesta ante variaciones de generación renovable. Como caso de estudio se ha utilizado la central Hidroeólica de Gorona del Viento, una instalación que suministra una gran parte de la energía primaria de la isla de El Hierro, Islas Canarias, España. Dicho sistema dispone, además de los sistemas de generación eólica e hidráulica, de un sistema de generación basada en motores diésel, sin embargo, el análisis y la validación de resultados de esta tesis se centra en las situaciones donde el control de frecuencia lo proporciona exclusivamente la central hidroeléctrica. No obstante, el algoritmo propuesto fue integrado a finales de 2017 en los reguladores de velocidad de la Central Hidroeólica de Gorona del Viento, por lo que ha sido probado, tanto en situaciones en las que se opera con la central hidroeléctrica y el parque eólico, como cuando funciona también la central térmica. Se concluye que el algoritmo propuesto e implementado en el sistema de control de la Central Hidroeólica de Gorona del Viento logra amortiguar la onda de presión que se origina el circuito hidráulico de la planta hidroeléctrica ante variaciones de generación. Consecuentemente, se ha mejorado la regulación de frecuencia del sistema y se han reducido los deslastres de carga que se requerían para lograr la estabilidad ante las perturbaciones generadas por el parque eólico. El citado algoritmo se implementó en diciembre de 2017 y lleva funcionando desde entonces.