El CEA requiere que los proyectos tengan una capacidad reactiva igual al 33% de la capacidad de generación instalada.
La búsqueda de la seguridad energética y la energía limpia ha llevado a un crecimiento significativo en la capacidad de energía renovable en la India. Entre las fuentes de energía renovables, la energía solar y eólica son fuentes de energía intermitente que han aumentado significativamente y deben proporcionar una compensación de energía reactiva (inercia de la red) y la estabilidad de voltaje para garantizar la seguridad de la red.
La participación de la energía solar y eólica en la capacidad instalada total ha aumentado a aproximadamente el 25.5% a diciembre de 2022 desde menos del 10% a fines de 2013, según Mercom India Research.
Cuando la energía renovable tiene una penetración de la red mucho más baja, se puede enchufar o salir sin afectar significativamente la estabilidad de la red. Sin embargo, a medida que aumenta la integración de las fuentes de energía renovables en la red eléctrica, cualquier desviación afectará seriamente la estabilidad y la confiabilidad del sistema de energía.
Los servicios de energía reactiva se utilizan para garantizar que los niveles de voltaje permanezcan dentro de los límites especificados. El voltaje mantiene la transferencia física de energía desde el generador a la carga. La potencia reactiva afectará el voltaje del sistema, lo que afectará significativamente la seguridad de la red.
El gobierno tomó las medidas este año después de que varios incidentes de pérdida de energía amenazaron la red nacional.
La Autoridad Central de Electricidad (CEA) informó recientemente 28 incidentes de desviación de frecuencia de cuadrícula de los límites establecidos desde enero de 2022, lo que resultó en la pérdida de más de 1,000 MW de energía renovable. Esto aumenta las preocupaciones sobre cortes de energía más frecuentes.
La mayoría de los eventos informados se relacionan con las sobrecargaciones durante las operaciones de cambio, fluctuaciones de baja frecuencia de fuentes de energía renovable y fallas cerca de complejos de energía renovable.
El análisis de estos eventos muestra que el soporte de potencia reactiva insuficiente de las fuentes de energía renovable variables es uno de los factores contribuyentes tanto en condiciones estáticas como dinámicas.
Los proyectos de energía solar y eólica representan casi el 63% de la capacidad de energía renovable instalada del país, pero violan el requisito de CEA de que la energía reactiva representa el 33% de la capacidad de generación de un proyecto, especialmente en la región norte. Solo en el segundo trimestre de 2023, India produjo 30 mil millones de unidades de energía solar.
Desde entonces, el CEA ha dirigido a todos los desarrolladores de energía renovable que solicitaron la conexión antes del 30 de abril de 2023, que cumplan con las reglas de conexión del CEA antes del 30 de septiembre o el cierre de la cara.
De acuerdo con las regulaciones, se requiere soporte para la potencia reactiva variable dinámicamente durante la transmisión de bajo voltaje (LVRT) y de alto voltaje (HVRT).
Esto se debe a que los bancos de condensadores de energía fijos solo pueden proporcionar soporte de energía reactiva en condiciones de estado estacionario y gradualmente proporcionar apoyo después de un período de retraso. Por lo tanto, proporcionar soporte de potencia reactiva que cambia dinámicamente es fundamental para garantizar la estabilidad y la seguridad de la red.
El soporte dinámico permite suministrar o extraer la potencia reactiva dentro de los milisegundos para evitar fallas durante las sobrecargas de corriente/voltaje.
Mercom, el operador del sistema del controlador de la red en India, dijo a Merccom: “Una de las razones de bajo voltaje, incluso el 85% o menos del valor nominal, es la incapacidad de los generadores solares o eólicos para proporcionar soporte de potencia reactiva dinámica. Estación de agregación. Para los proyectos solares, a medida que aumenta la entrada de radiación solar en la cuadrícula, la carga en las líneas principales de la transmisión de salida aumenta, lo que a su vez provoca el voltaje en el punto de conexión de la subestación de agregación/generador renovable, incluso por debajo del voltaje estándar del 85% ".
“Los proyectos solares y eólicos que no cumplen con los estándares CEA pueden funcionar mal, lo que resulta en pérdidas de generación severas. Del mismo modo, el desprendimiento de carga de los cables de servicios públicos puede causar a su vez condiciones de alto voltaje. En este caso, los generadores eólicos y solares no podrán proporcionar una potencia adecuada ”. El soporte de potencia reactiva dinámica es responsable de la caída de voltaje ".
Un desarrollador de proyectos de energía renovable entrevistado por Mercom dijo que las fluctuaciones y los problemas de interrupción ocurren en ausencia de inercia de la red o potencia reactiva, que en la mayoría de las regiones es proporcionada por la capacidad de proporcionar energía reactiva. Se admiten proyectos térmicos o hidroeléctricos. Y también dibujándolo de la cuadrícula según sea necesario.
"El problema surge particularmente en regiones como Rajasthan, donde la capacidad de energía renovable instalada es de 66 GW, y Gujarat, donde se planifican 25-30 GW solo en la región de Kafda", dijo. No hay muchas plantas de energía térmica o plantas de energía hidroeléctrica. Plantas que pueden mantener el poder reactivo para evitar fallas en la red. La mayoría de los proyectos de energía renovable construidas en el pasado nunca tuvieron en cuenta esto, por lo que la red en Rajasthan se descompone de vez en cuando, especialmente en el sector de energía renovable ".
En ausencia de inercia de la cuadrícula, la potencia térmica o los proyectos hidroeléctricos deben instalar un compensador variable que pueda suministrar energía reactiva a la cuadrícula y extraer potencia reactiva cuando sea necesario.
El operador del sistema explicó: “Para proyectos de energía renovable, un factor de capacidad de 0.95 es bastante razonable; Los generadores ubicados lejos del centro de carga deberían poder operar desde un factor de potencia de 0.90 rezagado a un factor de potencia de 0.95 líderes, mientras que los generadores ubicados cerca del centro de carga deberían poder operar desde 0.90 S Factor de potencia de retraso hasta 0.95 con un factor de potencia líder de +0.85 a -0.95 con liderazgo. Para un generador de energía renovable, un factor de potencia de 0.95 es equivalente al 33% de la potencia activa, que es la potencia reactiva. capacidades que deben proporcionar dentro del rango de potencia activa nominal ".
Para resolver este problema apremiante, se aconseja a los diseñadores que instalen dispositivos de hechos (sistema de transmisión de CA flexible), como compensadores de var estáticos o compensadores síncronos estáticos (STATCOM). Estos dispositivos pueden cambiar su potencia reactiva más rápidamente dependiendo del funcionamiento del controlador. Utilizan transistores bipolares de puerta aislados (IGBT) y otros controles de tiristores para proporcionar una conmutación más rápida.
Debido a que las reglas de cableado de CEA no proporcionan una guía clara sobre la instalación de estos dispositivos, muchos desarrolladores de proyectos no han tenido en cuenta la obligación de proporcionar soporte de energía reactiva y, por lo tanto, han tenido en cuenta su costo en el proceso de licitación durante muchos años.
Los proyectos de energía renovable existentes sin dicho equipo requieren energía de respaldo de los inversores instalados en el sistema. Esto asegura que incluso si están generando energía a plena carga, todavía tienen espacio para la cabeza para proporcionar un soporte de potencia reactiva de retraso o plomo para evitar que el punto de voltaje de interconexión exceda los límites aceptables. La única otra forma es realizar una compensación externa en los terminales de fábrica, que es un dispositivo de compensación dinámica.
Sin embargo, incluso con solo energía disponible, el inversor entra en modo de suspensión cuando la cuadrícula se apaga, por lo que se requiere un compensador de factor de potencia dinámico estático o variable.
Otro desarrollador de proyectos de energía renovable dijo: “Anteriormente, los desarrolladores nunca tuvieron que preocuparse por estos factores, ya que se decidieron principalmente a nivel de subestación o en la red eléctrica india. Con el aumento de la energía renovable que entran en la red, los desarrolladores deben establecer tales factores ". Para un proyecto promedio de 100 MW, necesitamos instalar 10 MVAR Statcom, que puede costar fácilmente entre 3 y 400 millones de rupias (aproximadamente US $ 36.15 a 48.2 millones) y considerando el costo del proyecto, este es un precio difícil de pagar ”.
Agregó: “Se espera que estos requisitos adicionales en los proyectos existentes se tengan en cuenta en línea con los cambios en los términos legales de los acuerdos de compra de energía. Cuando se lanzó el código de la cuadrícula en 2017, se consideró si se deben instalar los bancos de condensadores estáticos o los bancos de condensadores dinámicos. Reactores, y luego Statcom. Todos estos dispositivos son capaces de compensar la necesidad de potencia reactiva de la red. Los desarrolladores no son reacios a instalar dichos dispositivos, pero el costo es un problema. Este costo no se ha tenido en cuenta previamente en las propuestas arancelarias, por lo que debe incluirse en el marco de los cambios legislativos, de lo contrario, el proyecto se volverá inviable ".
Un alto ejecutivo del gobierno acordó que la instalación de equipos dinámicos de soporte de energía reactiva definitivamente afectaría el costo del proyecto y, en última instancia, afectaría los precios futuros de la electricidad.
Él dijo: “El equipo Statcom solía instalarse dentro de la CTU. Sin embargo, recientemente el CEA ha introducido sus reglas de interconexión que requieren que los desarrolladores de proyectos instalaran este equipo en las centrales eléctricas. Para los proyectos en los que se han finalizado los aranceles eléctricos, los desarrolladores pueden abordar la Comisión Reguladora de Energía Central presentan una solicitud para revisar los términos del "cambio de derecho" para dichos casos y compensación de demanda. En última instancia, CERC decidirá si proporcionarlo. En cuanto al ejecutivo del gobierno, consideramos que la seguridad de la red es una prioridad y nos aseguraremos de que este equipo esté disponible para evitar interrupciones en las redes ".
Dado que la seguridad de la red es un factor importante en la gestión de la creciente capacidad de energía renovable, parece que no hay otra opción que instalar el equipo STATCOM necesario para proyectos operativos, lo que finalmente conduce a un aumento de los costos del proyecto, que pueden o no depender de los cambios en las condiciones legales. .
En el futuro, los desarrolladores de proyectos tendrán que tener en cuenta estos costos al ofertar. La energía limpia inevitablemente se volverá más costosa, pero el revestimiento plateado es que India puede esperar una gestión de sistemas de energía más ajustada y estable, lo que permite una integración eficiente de la energía renovable en el sistema.
Tiempo de publicación: noviembre 23-2023