FOTOINTEL

Objetivos

Las plantas fotovoltaicas (FV) han de experimentar importantes transformaciones para conseguir la integración a gran escala de energía fotovoltaica en la red. Una de las transformaciones más importantes consiste en la inclusión de cierta cantidad de energía almacenada para conseguir un perfil de producción más determinista y poder proveer ciertos servicios auxiliares a la red eléctrica para mejorar su estabilidad y calidad. Además, las plantas FV son cada vez mayores –muy pronto existirán plantas FV de varios centenares de MW. Ahora es el momento de replantearse cuál debe ser el esquema de control jerárquico y distribuido de esas plantas, así como cuál debe ser la arquitectura de procesado y distribución de potencia en las mismas.

Este proyecto plantea la investigación de aspectos fundamentales relacionados con la operación y los servicios que las grandes plantas FV inteligentes con almacenamiento de energía pueden ofrecer a la red eléctrica, aunque las conclusiones obtenidas pueden ser también aplicables a sistemas de menor tamaño. Partiendo de la exploración de los servicios que una planta FV inteligente con almacenamiento de energía puede ofrecer a la red, en este proyecto se estudiarán y analizarán los sistemas de procesado y distribución de potencia más adecuados, las tecnologías de almacenamiento más prometedoras, junto con sus sistemas de supervisión y gestión, y los sistemas de control jerárquico y distribuido más apropiados para dichas plantas. A partir del conocimiento adquirido acerca de los sistemas principales que constituyen la planta FV, este proyecto aborda la investigación de estrategias de soporte de red y de control de potencia que permitan mejorar la integración de las plantas FV en la red mediante la explotación óptima de su energía almacenada. En la fase final del proyecto, las propuestas resultantes de los análisis realizados se validarán y demostrarán mediante el uso de prototipos virtuales y mediante una planta FV piloto experimental.

Los principales objetivos del proyecto se pueden resumir en los siguientes puntos:

1. Identificar los servicios que una planta FV inteligentes con almacenamiento de energía puede ofrecer a la red que se encuentra conectada.

2. Estudiar las tecnologías de almacenamiento de energía para su uso en plantas FV, así como el esquema de implantación de dicha energía en la planta, seleccionando y dimensionando el esquema de almacenamiento más adecuado en función de los servicios que se pretendan ofrecer a la red.

3. Analizar las arquitecturas de distribución de potencia más prometedoras para ser implementadas en plantas FV en función del esquema de almacenamiento de energía utilizado.

4. Analizar las estructuras y sistemas de procesado de potencia más interesantes para plantas FV con almacenamiento de energía en función del sistema de distribución de potencia (AC o DC) y del esquema de almacenamiento de energía (concentrado o distribuido).

5. Estudiar nuevos esquemas de control local de los procesadores de potencia que constituyen la planta FV con el objetivo de conseguir una interacción armonizada con el comportamiento síncrono de la red eléctrica.

6. Analizar estructuras de control jerárquico y distribuido paran plantas FV con almacenamiento de energía, identificando los servicios ofrecidos por cada capa del sistema de control y distribuyendo funcionalidades para flexibilizar y optimizar la operación de la planta FV.

7. Proponer estrategias óptimas de producción y dimensionado en plantas FV con almacenamiento de energía.

8. Proponer estrategias de regulación y soporte de tensión en líneas de distribución de media y baja tensión por parte de plantas FV con almacenamiento de energía.

9. Proponer estrategias de cancelación de perturbaciones y oscilaciones de potencia en redes eléctricas por parte de plantas FV con almacenamiento de energía.

10. Validar experimentalmente las diferentes técnicas y sistemas propuesto en el proyecto.

Participantes

Universidad Politécnica de Cataluña e IKERLAN-IK4.

Duración

• 2012 – 2014

Financiación

• MICINN – Subprograma de Proy.inve. no orientada.Nº exp. ENE2011-29041-C02-02

Contacto

• Dr. Ion Etxeberria