CASO DE ÉXITO
Compensación de energía reactiva en la mayor planta solar de
américa latina: El Romero Solar - Chile
Objetivo:
Acciona ha construido en Chile la mayor planta fotovoltaica de América Latina, El Romero Solar,
situada en el desierto de Atacama. Cuenta con una potencia máxima de 246,6 megavatios (MWp) 196 MW nominales-, lo que la sitúa como una de las diez mayores instalaciones fotovoltaicas en el
mundo y la mayor de Latinoamérica hasta la fecha.
A pesar de la capacidad de los inversores para generar y absorber potencia reactiva, para dar
cumplimiento a la NTSyCS (Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio) o código de Red
Chileno, fue necesaria la instalación de 27 MVAr capacitivos los cuales se suministraron en 4 bancos
de condensadores de 6.75 MVAr cada uno.
Alcance:
Para este proyecto, Arteche North America participó en el proyecto suministrando los siguientes
servicios y equipos:
1) Mediciones de calidad de energía.
2) Estudios de Calidad de Energía (Flujos de Potencia y Armónicas) para validar la solución
propuesta por parte de Acciona.
3) Diseño, fabricación y suministro de 4 bancos de capacitores en 33 kV de 6.75 MVAr cada uno.
4) Pruebas SAT y puesta en marcha del sistema de compensación reactiva.
Parque Fotovoltaico El Romero Solar | Caso de éxito
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CASO DE ÉXITO
Descripción de la empresa:
Utilización de bancos de condensadores
preparados para conversión a filtro:
Acciona es un grupo líder en soluciones sostenibles
de infraestructuras y proyectos de energía
renovable en todo el mundo.
Para conseguir el tiempo de entrega se utilizó el
siguiente esquema.
Acciona en Chile está presente hace más de 20
años y en el área de energía ha construido el
Parque Eólico Punta Palmeras de 45MW y la Planta
Fotovoltaica El Romero Solar de 246 MWp.
Actualmente tiene en cartera aproximadamente
1000 MW en proyectos de energía renovable para
desarrollar en este país.
Requisitos del cliente:
El cliente pide el suministro de 4 Bancos de
condensadores de 6.75 MVAr, sin embargo, este
suministro debe ser validado con un Estudio de
Calidad de Energía, para comprobar que con esa
potencia reactiva se dé cumplimiento al código de
red Chileno (NTSyCS).
Al mismo tiempo se debe comprobar que dichos
bancos de condensadores no provoquen un
aumento de la distorsión armónica ni que se
generen resonancias en el sistema.
Como parte integral del estudio se solicitaron
también mediciones de calidad de energía tanto
antes como después de instalada la solución de
compensación reactiva.
Todo el suministro (estudio y equipos) debía ser
entregado en 20 semanas.
Se comenzó con la fabricación de los bancos de
condensadores, los cuales estarían preparados
para converse en filtros de armónicos de tipo LC o
HP. En paralelo se comenzó con el estudio el cual
inició al tiempo que se hacían las mediciones de
calidad de energía previas. De esta forma, se pudo
trabajar en la fabricación de los condensadores y la
construcción del banco sin tener que esperar que
se decida si deben ser instalados los filtros de
armónicos o si se puede operar sólo con bancos de
condensadores.
Cuando el estudio estuvo terminado, los bancos de
condensadores ya tenían un gran porcentaje de
avance.
Con el resultado del estudio, se recomendó que se
instalaran filtros de armónicos para absorber las
armónicas generadas por los inversores, y evitar la
posibilidad de resonancia.
Sin embargo, el cliente prefirió continuar con la
instalación únicamente de los bancos y probar insitu si se podían operar sin necesidad de los
reactores en serie. El diseño de los bancos permitió
esta flexibilidad.
Aplicación e implementación:
La potencia reactiva total de 27MVAr se entrega en
4 pasos igual de 6.75 MVAr los cuales ingresan
dependiendo del nivel de generación de la planta.
El diseño de los bancos de condensadores es en
estructura metálica y su instalación se hizo de tal
forma de dejar el espacio suficiente para poder
intercalar el reactor en serie en caso de ser
necesario. Cabe destacar que los condensadores
han sido seleccionados para soportar tal
modificación.
Cada banco de capacitores cuenta con su
desconectador especial para cargas capacitivas con
resistencias de preinserción para mitigar la corriente
de inrush de la conexión de los bancos, la cual se
incrementaría en la operación back to back.
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CASO DE ÉXITO
Al mismo tiempo, al proporcionar la energía reactiva
en el punto de conexión se consigue una mayor
eficiencia dado que la red al interior del parque sólo
transporta la potencia activa, minimizando las
pérdidas.
Dado que para este proyecto los bancos de
condensadores
están
equipados
con
desconectadores para cargas capacitivas con
resistencias de preinserción, se consigue un
beneficio adicional, que consiste en minimizar los
transitorios de corriente y de voltaje producidos por
el switcheo de los bancos de condensadores. Esto
permite que la electrónica de potencia de los
inversores no sea sometida a sobre tensiones
maximizando la vida útil y disminuyendo la
probabilidad de fallas.
Cumplimiento con solicitudes sísmicas
Debido a que Chile es una zona de fuertes sismos,
los equipos eléctricos deben justificar su resistencia
ante las exigencias mecánicas generadas por
estos.
En control de los bancos de condensadores es
realizado por el control de la planta, sin embargo,
cada banco de condensadores tiene un gabinete de
control donde se implementan los enclavamientos
de seguridad necesarios al mismo tiempo que se
monitoriza el nivel de gas SF6 de los
desconectadores para cargas capacitivas.
El diseño del equipo fue acompañado por una
memoria sísmica y simulación de elemento finito
que respaldan el cumplimiento de las normas Nch
2369 of 2003 y la ETGI 1020.
BENEFICIOS:
Los bancos de condensadores permiten a la planta
fotovoltaica cumplir con los requerimientos de
potencia reactiva impuestos por el código de red,
consiguiendo así la autorización de conexión al
sistema interconectado y de esta forma poder
inyectar la potencia activa producida.
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CASO DE ÉXITO
Ev ent Details/Wav eform s
Estudios, mediciones y Simulaciones
500
250
Volts
Arteche desarrolló los estudios de flujos de potencia
y análisis de armónicas y con esto validar que la
solución propuesta no presentaría problemas
durante la operación de los bancos de capacitores.
0
-250
El estudio de flujos de potencia se desarrolló en el
software PSS a diferentes escenarios de
generación, para que la planta fotovoltaica pueda
operar dentro de los límites de factor potencia y
tensión del código de red aplicable. Las
simulaciones
fueron
complementadas
con
mediciones realizadas en el transformador elevador
y en los mismos inversores de la planta.
-500
A-B V
16:17:51,11
13-12-2016
Tuesday
16:17:51,12
B-C V
C-A V
16:17:51,13
16:17:51,14
16:17:51,15
Event #1 at 13-12-2016 16:17:51,080
Pre-trigger
Created with DranView 6.6.3
Dran-View 6.6.03 HASP : 1795003985 (6AFD9651h)
Wav eform harmonics
Volts
20
15
10
5
0
THD
50
0
150
100
250
200
350
300
450
400
550
500
RM S
FND
DC
T HD
BV
241.41
N/A
-0.73
13.27
CV
240.29
N/A
1.42
12.13
650
600
A-B VHarm
AV
243.02
N/A
-0.73
12.84
A-BV
419.29
418.63
-0.02
23.20
750
700
B-C VHarm
B-CV
416.52
415.92
-2.16
21.89
C-AV
419.44
418.90
2.14
21.01
850
800
950
900
1.05k
1.k
1.15k
1.1k
1.25k
Hz
1.2k
C-A VHarm
AI
889.23
885.49
12.50
73.60
BI
895.31
890.70
13.19
82.69
CI
898.44
894.77
-17.69
71.09
Pruebas SAT
El estudio de análisis de resonancias y
se desarrolló en el software Palladin y
estudio se validó que la operación de los
capacitores no genere resonancias en
eólico y se cumpla el código de red.
armónicas
con dicho
bancos de
el parque
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Arteche realizo también las pruebas en sitio del
equipo que además de las pruebas funcionales
contemplaron pruebas de resistencia de contactos,
verificación de capacidad, aislamiento, polaridad,
relación de transformación. Además de lo anterior
se realizó la carga de gas SF6 de los
desconectadores y la verificación del correcto
montaje de los equipos.
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CASO DE ÉXITO
 Capacitores conectados en doble estrella
 Desconectador con resistencias de preinserción
por cada banco.
 Capacidad de los capacitores para
reconfigurarse a filtros de armónicas en caso de
requerirse.
 Cuchillas de puesta a tierra por cada banco.
 Apararrayos clase estación?
 Transformador de corriente para protección de
desbalance de neutro.
 Tablero de control centralizador de señales y
supervisión de enclavamientos.
Acerca del sistema de compensación de
potencia reactiva.
 Enclavamiento de la puesta a tierra con sistema
kirkkey.
 Interruptores de potencia para protección por
sobrecorriente y cortocircuito en cada banco de
condensadores (por el cliente)
 Bancos de capacitores en estructura de acero
galvanizado para servicio exterior
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