Impacte a les xarxes elèctriques per l'increment de generació distribuïda.

La societat actual cada vegada compta amb més generació distribuïda (GD) connectada a la xarxa elèctrica dels distribuïdors. Aquesta tendència apunta cap a un futur en què la GD dominarà la major part de la generació d'energia elèctrica connectada a la xarxa. Abans que això passi, és necessari que la GD s'integri i s'assimili de manera harmoniosa amb la generació existent, com són els grans generadors síncrons (GS).

Els grans generadors síncrons (GS) destaquen per la seva robustesa, així com per la seva baixa sensibilitat i resposta lenta en termes d'estabilitat de la freqüència i la tensió. Aquests atributs poden ser ajustats amb precisió gràcies a la inèrcia dels GS. No obstant això, quan la generació distribuïda (GD) arribi a dominar la generació sobre els GS, l'estabilitat haurà de ser abordada per la GD. Tot i que la GD està composta per sistemes intel·ligents amb capacitat controlada, no estan exempts de problemes, especialment en relació amb els diversos tipus de potència i impedància de línia.

Les unitats de GD que operen en paral·lel amb sortides de voltatge, impedàncies o fases diferents poden crear condicions en les quals el corrent flueixi, no només de la generació a la càrrega, sinó també entre les pròpies unitats de generació. Aquests corrents, coneguts com a corrents circulants, poden arribar a ser considerables i causar problemes potencials.

Les fonts de generació distribuïda (GD) poden provenir de tecnologies eòliques, solars, bateries estacionàries i vehicles elèctrics. En el context d'una microxarxa, l'impacte del corrent circulant es fa particularment evident, afectant la tensió, la fase i la freqüència a les sortides dels inversors. Un repte crític apareix quan es genera corrent circulant a la sortida de l'inversor en presència de diferents tipus d'impedància de línia, com ara una impedància resistiva o inductiva. Aquesta diversitat crea quantitats variables de corrent circulant i nous camins de fluxos de corrent, podent reduir l'eficiència de la connexió de línia entre l'inversor i el punt d'acoblament comú (PCC).

En una situació amb 'n' inversors connectats al PCC amb impedàncies de línia diferents, els corrents circulants podrien afectar significativament el sistema. Aquests corrents podrien fluir des de la tensió més alta de l'inversor fins a la tensió més baixa, desestabilitzant la distribució precisa d'energia entre els inversors.

Per tant, cal encarar aquesta problemàtica amb un control adequat, especialment quan les impedàncies de les GD varien en diferents potències i tecnologies. Quan hi ha una varietat d'impedàncies, el control pot ser menys eficient, justificant la necessitat d'una millora en aquest aspecte. Això es pot aconseguir afegint impedàncies virtuals, proporcionant una solució per al corrent circulant i permetent una precisió més gran en el consum útil d'energia.

En situacions on una microxarxa involucra importants càrregues, el que es tradueix en una elevada impedància de línia, els inversors de la GD poden tenir altres problemes com la variació de la tensió, provocant increments en els corrents circulants i dificultant l'ús eficient de l'energia. Hi ha diferents maneres de fer-hi front:

• Control de caiguda d'angle: És preferible al de caiguda de freqüència convencional, ja que millora la resposta transitòria del sistema.
• Regulació de la tensió: Mitjançant el control que garanteixi una tensió fixa a la sortida de l'inversor.

A més, per mitigar el corrent circulant, es pot implementar un mecanisme de control de múltiples bucles per als inversors paral·lels, millorant així la fiabilitat i l'adaptabilitat del sistema mitjançant la combinació de control de caiguda d'angle i el control de bucle exterior amb controls de bucle interior per la tensió i el corrent.

Per assegurar un rendiment òptim i un adequat equilibri d'energia entre els inversors de la GD, és crític implementar una tècnica de supressió de corrent circulant que sigui fiable, ràpida i eficaç, sense comprometre la tensió, la freqüència i el corrent de sortida. Aquest enfocament és fonamental per garantir que la GD pugui tenir un paper dominant en la xarxa elèctrica.

Ramon Gallart