CENER apoya la aplicación de la nueva norma que acelerará las capacidades Grid Forming en turbinas eólicas

La nueva metodología de certificación supondrá un salto cualitativo en cuanto a la calidad de certificación de las turbinas eólicas y de sus modelos de simulación eléctricos, ya que permitirá realizar ensayos que antes eran inviables, como aquellos relacionados con la variación de frecuencia. Esto es crítico para la validación de la funcionalidad Grid Forming.

Recientemente se ha publicado el nuevo standard IEC61400-21-4 que establece el procedimiento de certificación eléctrica de las turbinas eólicas. Esta norma abre la puerta a que gran parte de los ensayos de certificación eléctrica de la turbina puedan ser realizados en laboratorio frente a lo que se venía haciendo hasta el momento, donde era necesario ensayar el comportamiento eléctrico en prototipos instalados en campo.

Este cambio es un punto de inflexión ya que los ensayos en laboratorio mejoran notablemente la representatividad y repetibilidad de los ensayos y por tanto la calidad de los datos obtenidos de los mismos. Además, permite que los fabricantes de aerogeneradores y componentes amplíen el rango de pruebas y reduzcan los plazos de certificación y coste.

No es ninguna noticia indicar que hoy en día, las energías renovables basadas en convertidores electrónicos de potencia (IBR), no proporcionan la suficiente estabilidad para disponer de un mix energético 100% renovable. Ahora bien, la industria renovable ha desarrollado durante los últimos años técnicas de control (Grid Forming) que permiten que los generadores IBR se comporten como fuentes de tensión y además aporten inercia (sintética). Estas técnicas de control instaladas en los generadores IBR permitirán continuar aumentando la proporción de generación renovable en el mix energético, colaborando para compensar las perturbaciones que inevitablemente se producen en la red.

Las metodologías de ensayo en laboratorios eléctricos de conversión de potencia planteadas por la nueva normativa permitirán acelerar la evaluación y mejora del comportamiento de los generadores (IBR) ante perturbaciones de frecuencia, además de permitir validar y certificar los modelos eléctricos de una forma más precisa y fiable. Dichos modelos son una herramienta fundamental para que los tecnólogos, los promotores y el operador del sistema puedan estudiar la estabilidad de los componentes de la red y se garantice que los sistemas de generación son fiables y proporcionan la estabilidad requerida en cualquier condición.

En la siguiente figura se visualiza el actual proceso de validación en campo y el nuevo proceso de la norma. El laboratorio permite una validación con un mayor número de ensayos, con un mayor número de variables de control (amplitud, frecuencia, fase, RoCoF, …), con unas condiciones más controladas y en plazos más cortos.

CENER conoce bien el reto técnico, en sus bancos de ensayo y en el parque experimental se han probado numerosas tecnologías en diferentes modos de operación para validar y certificar las turbines eólicas. Además, CENER dispone del conocimiento y herramientas para validar los modelos eléctricos conforme a los ensayos realizados en el laboratorio o en el parque experimental.