Title
Improving the Active Power Quality of a Wind Farm Using Energy Storage Systems
Titulo
Melhoramento da qualidade da potência ativa de um parque eólico empregando sistemas armazenadores de energia
Resumen
Dentro de las energías renovables, la eólica se ha convertido en la fuente de mayor participación en el ámbito mundial. Uno de los inconvenientes que presenta esta energía limpia son las fluctuaciones en los flujos de potencia en las salidas de los centros de generación eólica, debido a la naturaleza estocástica del viento, lo cual causa impactos negativos que afectan la confiabilidad de los sistemas de potencia. Una manera de mitigar estas fluctuaciones es usar sistemas almacenadores de energía (ESS ) basados en flywheel. Dentro de los elementos de operación de los ESS existen módulos de control que se encargan de regular la potencia activa entregada por los parques eólicos; son los estabilizadores de potencia activa. Este estudio presenta tres tipos de estabilizadores: uno basado en la potencia promedio entregada por estos centros de generación y en la energía del ESS ; otro que funciona mediante una potencia de referencia y la energía del ESS ; por último, un enfoque que utiliza una potencia de referencia y un controlador proporcional-integral (PI) para calcular la energía del ESS . Una vez obtenida esta energía, se procede a determinar la velocidad de giro del ESS . Para analizar el desempeño de los estabilizadores de potencia, se calculó la potencia promedio y la desviación estándar de la potencia entregada al sistema de potencia
Palabras clave
controladores PI, estabilizadores de potencia, parque eólico, sistemas almacenadores de energía, sistemas de potencia
Abstract
Among renewables, wind power has become the source of greater participation at global level. One of the disadvantages of this clean energy are the fluctuations in power flows at the wind generation center outputs, due to the stochastic nature of the wind, which causes negative impacts that affect the reliability of power systems. One way to mitigate these fluctuations is to use flywheel energy storage systems (ESS ). In the operating elements of ESS there are control modules responsible for regulating the active power delivered by wind farms, that is, the active power stabilizers. This study presents three types of stabilizers: the first one is based on the average power delivered by these generation centers and on the ESS power; the second one works through a reference power and the ESS power, and the third one uses a reference power and a proportional-integral (PI) controller to calculate the ESS power. After this energy is obtained, the rotational speed of the ESS is determined. In order to analyze the performance of power stabilizers, the average power and the standard deviation of the power delivered to the power system is calculated
Keywords
PI controllers, power stabilizers, wind farms, energy storage systems, power systems
Resumo
Dentro das energias renováveis, a energia eólica tem se tornado a fonte de maior participação no âmbito mundial. Um dos inconvenientes que esta energia limpa apresenta são as flutuações nos fluxos de potência nas saídas dos centros de geração eólica, devido à natureza estocástica do vento, o que causa impactos negativos que afetam a confiabilidade dos sistemas de potência. Uma maneira de mitigar estas flutuações é usar sistemas armazenadores de energia (ESS ) baseados em flywheel. Dentro dos elementos de operação dos ESS existem módulos de controle que se encarregam de regular a potência ativa entregada pelos parques eólicos; são os estabilizadores de potência ativa. Este estudo apresenta três tipos de estabilizadores: um baseado na potência média entregada por estes centros de geração e na energia do ESS ; outro que funciona mediante uma potência de referência e a energia do ESS , e um enfoque que utiliza uma potência de referência e um controlador proporcional-integral (PI) para calcular a energia do ESS . Depois de que se obtenha esta energia, se procede a determinar a velocidade de giro do ESS . Para analisar o desempenho dos estabilizadores de potência, se calculou a potência média e o desvio padrão da potência entregada ao sistema de potência
Palavras clave
controladores PI, estabilizadores de potência, parque eólico, sistemas armazenadores de energia, sistemas de potência
Fecha de recepción
29 de junio de 2014
Fecha de aceptación
26 de noviembre del 2014
Fecha de publicación
2015-06-01
Licencia Creative Commons
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 4.0 License.
Tipo de documento
Artículos de investigación
Editorial
Universidad de La Salle. Ediciones Unisalle
Citación recomendada
Zuluaga Ríos, Carlos David; Pinto Ríos, Andrés David; and Garcés Ruiz, Alejandro
(2015)
"Mejoramiento de la calidad de la potencia activa de un parque eólico empleando sistemas almacenadores de energía,"
Épsilon:
No.
24
, Article 2.
Disponible en:
