Search

Un aspecto de vital importancia en la lucha contra el cambio climático es reducir la emisiones de CO2 provenientes del sector de generación de energía eléctrica. En este respecto, las energías renovables son la clave de la transición del sector. Las plantas que combinen dos o más de estas tecnologías estarán cada vez más presentes, y en este proyecto se estudiará una de estas nuevas plantas de generación renovable híbrida, combinando generación eólica y solar fotovoltaica en este caso. El mayor reto que suponen estas plantas es el control de las mismas, debido a la naturaleza cambiante de sus recursos energéticos y de la complicación extra que supone el combinarlas. Este ha sido el objeto de estudio principal de este proyecto. Primeramente, se ha desarrollado un modelo en el entorno de Matlab/Simulink que representa la planta híbrida a estudiar, modelando las turbinas eólicas, los inversores de fotovoltaica y la red eléctrica a la que se conectan. Posteriormente, se ha modelado un Power Plant Controller (PPC) basado en un controlador proporcional-integral, capaz de controlar en lazo cerrado la potencia activa y reactiva de la planta, además de contar con un modo de control de frecuencia. Finalmente, se han planteado tres casos con distintos escenarios de control. El primero de ellos cuenta con un único PPC que controla únicamente la generación de energía fotovoltaica, mientras la generación eólica se deja operando a máxima potencia en todo momento. En el segundo caso se añade un nuevo PPC que controle la generación eólica, teniendo en este caso dos PPCs independientes. En el tercer y último caso planteado se añade un tercer PPC a la planta; pero en este caso se trata de un PPC maestro que opera sobre las consignas que deben seguir de los otros dos controladores, convirtiéndolos así es PPCs esclavos. Por último, se han extraído unas conclusiones de estos casos y se ha establecido si son escenarios de control recomendables o no y bajo qué circunstancias, A critical aspect in the fight against climate change is to reduce the CO2 gas emissions produced by the power generation sector. In this regard, renewable energies will hold the key of the sector’s transformation. Power plants combining two or more of this technologies will be increasingly present in the future, and in this project one of this new hybrid renewable power plants will be studied, combining wind and photovoltaic power. The biggest challenge this plants present is their control, due to the changing nature of the energy resource the relay on and the difficulty of combining both technologies. This has been the main subject of study of this project. Firstly, a model has been developed in the Matlab/Simulink enviroment representing the hybrid power plant under study. Wind turbines, photovoltaic inverters and the electrical grid have been modelled. Secondly, a Power Plant Controller (PPC) has been modelled based on a proportional-integral controller, being able to control both active and reactive power in close loop. Aside from that, it also has a frequency control mode. Finally, three case studies have been presented with different control scenarios. In the first one there is a single PPC controlling only the photovoltaic power generation, leaving the wind power generation always at it´s máximum. In the second scenario a second PPC has been added to control the wind power generation, having in this case two independent PPCs. In the third and last case, another PPC has been added to operate on the setpoints the other two PPCs receive, making it a master PPC and the other two slave PPCs. Lastly, some conclusions have been extracted from this three cases, defining it´s control scenarios as more or less suitable in each circumstance, Un aspecte de vital importància en la lluita contra el canvi climàtic és reduir l'emissions de CO2 provinents del sector de generació d'energia elèctrica. En aquest respecte, les energies renovables són la clau de la transició del sector. Les plantes que combinin dues o més d'aquestes tecnologies estaran cada vegada més presents, i en aquest projecte s'estudiarà una d'aquestes noves plantes de generació renovable híbrida, combinant generació eòlica i solar fotovoltaica en aquest cas. El major repte que suposen aquestes plantes és el control d'aquestes, a causa de la naturalesa canviant dels seus recursos energètics i de la complicació extra que suposa el combinar-les. Aquest ha estat l'objecte d'estudi principal d'aquest projecte. Primerament, s'ha desenvolupat un model a l'entorn de Matlab/Simulink que representa la planta híbrida a estudiar, modelant les turbines eòliques, els inversors de fotovoltaica i la xarxa elèctrica a la qual es connecten. Posteriorment, s'ha modelat un Power Plant Controller (PPC) basat en un controlador proporcional-integral, capaç de controlar en llaç tancat la potència activa i reactiva de la planta, a més de comptar amb una manera de control de freqüència. Finalment, s'han plantejat tres casos amb diferents escenaris de control. El primer d'ells compta amb un únic PPC que controla únicament la generació d'energia fotovoltaica, mentre la generació eòlica es deixa operant a màxima potència en tot moment. En el segon cas s'afegeix un nou PPC que controli la generació eòlica, tenint en aquest cas dos PPCs independents. En el tercer i últim cas plantejat s'afegeix un tercer PPC a la planta; però en aquest cas es tracta d'un PPC mestre que opera sobre les consignes que han de seguir dels altres dos controladors, convertint-los així és PPCs esclaus. Finalment, s'han extret unes conclusions d'aquests casos i s'ha establert si són escenaris de control recomanables o no i baix quines circumstàncies