Requisitos funcionales de los inversores grid-forming: White paper de Siemens Gamesa

De pv magazine USA

Gamesa Electric ha publicado recientemente un White paper sobre la transición de una red eléctrica que estará gestionada predominantemente por inversores grid-forming o formadores de red, aprovechando la energía eólica, solar y de baterías. La transición estará marcada por el paso de la estabilidad de la generación a la variación constante.

Los inversores modernos suelen depender de la tensión de la red eléctrica, junto con la corriente generada por los módulos solares, para su funcionamiento. Sin embargo, en el modo grid-forming el convertidor de potencia del inversor también actúa como fuente de tensión, lo que significa que puede crear una red eléctrica de forma independiente. Además, tiene la capacidad de alterar su funcionamiento en respuesta a cambios en la escala de potencia mayor.

Esta técnica de gestión de la tensión y la corriente por parte del inversor, al tiempo que supervisa la red y realiza ajustes para mantener la estabilidad dentro del sistema de acondicionamiento de potencia (PCS), se conoce como máquina síncrona virtual.

Las funciones auxiliares estándar que ofrecen los inversores Gamesa incluyen la capacidad antes mencionada de gestionar la regulación de la tensión, la regulación del factor de potencia (también conocida como potencia activa), la velocidad de rampa activa, la protección contra fallos y tensiones, la amortiguación de oscilaciones de potencia y las dos etapas de respuesta rápida de frecuencia: inercia sintética y respuesta de frecuencia primaria (también conocida como estatismo de frecuencia).

Aunque todos los tipos de inversores son capaces de regular la tensión, el PCS de una unidad de formación de red posee una capacidad única para autoajustarse y hacer frente a los requisitos de tensión de la red eléctrica en general. La importancia de la regulación de la tensión, y de funciones adicionales como el control de fallos y de la tensión, se ve subrayada por incidentes como el de Odessa. Los sucesos de generación impredecibles, como los fallos de las centrales eléctricas durante el suceso de Odessa o los incendios forestales en California, tienen consecuencias que van más allá de la central averiada y desencadenan efectos en cascada en toda la red eléctrica interconectada.

Los inversores tendrán que ser capaces de reaccionar ante un apagón completo de la red. Este proceso implica una serie de pasos, empezando por la detección del apagón y el apagado adecuado de todos los componentes. 

Los pasos siguientes consisten en iniciar el proceso de “ablack-start”. Estos procesos permiten al software del inversor establecer un entorno eléctrico, un paso crucial que permite el funcionamiento local del hardware y la generación de la tensión estándar de la unidad. Una vez completada esta etapa, la unidad se sincroniza con la red eléctrica más grande, funcionando de forma independiente en modo de operaciones en paralelo.

La compañía de origen español ha analizado las principales funcionalidades de los inversores más avanzados, corroboradas por resultados de pruebas reales realizadas por la empresa y dados a conocer en un seminario web organizado por pv magazine el pasado 8 de junio.