Modelamiento de escenarios de contaminación armónica orientado a redes de distribución con presencia de generación fotovoltaica

Abstract

Se han desarrollado las características técnicas de dos tecnologías de inversores fotovoltaicos, referente a su capacidad de inyectar potencia reactiva o no, para su posterior modelamiento en MATLAB e integración en una Red de Distribución de Baja Tensión (RDBT) modelada en DIgSILENT donde se plantearon posibles escenarios de los modos de operación de la generación fotovoltaica (𝐶𝑜𝑠𝜑 constante, regulación de tensión tipo Droop y sin regulación), comportamiento de carga y niveles de generación de potencia activa. Se monitorearon los indicadores distorsión armónica tales como la Distorsión armónica total (THD), corrientes armónicas en los diferentes puntos de la red de prueba entre otros parámetros pertinentes con el objetivo de analizar el efecto en el contenido armónico, su propagación en los diferentes puntos de la red y realizar una comparativa del efecto de los modos de operación de la generación fotovoltaica (GF), siendo la red evaluada, una red típica de distribución de baja tensión. Con base en los resultados de las simulaciones realizadas, se ha comprobado que, existirán escenarios donde la contaminación armónica se incrementara en mayor proporción, a causa de la integración de GF, con capacidad de inyectar potencia reactiva, en las redes de distribución. También se analizaron y establecieron los escenarios donde la contaminación armónica es crítica, así mismo, los factores que contribuyen a esta. De esta forma, también se evidencia, del análisis de los antecedentes nacionales, que, en la actualidad, en el Sistema Eléctrico Peruano y en el ámbito de contaminación armónica, no existe ningún control y/o supervisión de parte de los entes del estado, pudiéndose así degradar la calidad del producto eléctrico en las redes de distribución de baja tensión.

The technical characteristics of two photovoltaic inverter technologies have been developed, regarding their ability to inject reactive power or not, for subsequent modeling in MATLAB and integration in a Low Voltage Distribution Network (RDBT) modeled in DIgSILENT where possible scenarios of the GF operating modes (constant Cosφ, Droop type voltage regulation and no regulation), load behavior and active power generation levels. Harmonic distortion indicators such as Total Harmonic Distortion (THD), harmonic currents in the different points of the test network, among other pertinent parameters, were monitored in order to analyze the effect on the harmonic content, its propagation in the different points of the network and makes a comparison of the effect of the GF operating modes, the control network being a typical low voltage distribution network. Based on the results of the simulations carried out, it has been verified that there are scenarios where harmonic pollution increases in a greater proportion, a cause of the integration of GF, with the capacity to inject reactive power, into the distribution networks. The scenarios where harmonic pollution is critical were also analyzed and established, as well the factors that contributes to it. In this way, it is also evidenced, from the analysis of national antecedents, that, at present, in the Peruvian Electric System and in the field of harmonic pollution, there is no control and / or supervision on the part of state entities, thus being able to degrade the quality of the electrical product in the low voltage distribution networks.