Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa

Módulo/Materia

MÓDULO 2: Tecnologías específicas asociadas a las energías renovables

MATERIA: Integración en la red eléctrica de energías renovables

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Descripción/Contenidos

En esta asignatura se estudia la integración de los sistemas de energía renovables en la red eléctrica. Se realiza una revisión de los conceptos fundamentales de los sistemas eléctricos de potencia, repasando los elementos principales que lo componen y los modelos y procedimientos para su análisis. Se estudia el impacto de las energías renovables en la operación de los sistemas eléctricos de potencia, concretamente en el flujo de potencias, el control de frecuencia y el control de las tensiones. Dicho estudio se lleva a cabo en el contexto de los procedimientos de operación exigidos por el operador del sistema. Se estudian los requisitos particulares a las energías renovables frente a la generación tradicional derivados de la variabilidad del recurso renovable y la conexión a red vía sistemas de electrónica de potencia. Se trata también la integración de las energías renovables en el mercado eléctrico.

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Competencias genéricas

CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación

CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio

CB8 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios

CB9 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.

CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de
ser en gran medida autodirigido o autónomo.

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Competencias específicas

CE3 - Que los estudiantes sean capaces de comprender los problemas asociados a la integración de las energías renovables en la red eléctrica así como las tecnologías asociadas a la misma

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Resultados aprendizaje

R1. Conocer la operación de un sistema eléctrico de potencia: flujo de cargas simplificado, control de frecuencia y control de tensiones.
R2. Comprender el impacto de la generación eólica y fotovoltaica en la operación de la red y su normativa aplicable.
R3. Valorar de qué forma la generación renovable puede participar en el control y operación de los sistemas eléctricos de potencia.
R4. Conocer los distintos mercados eléctricos y cómo las energías renovables pueden participar en los mismos.

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Metodología

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Evaluación

A lo largo de todo el curso se propondrá la realización de diversas actividades. Dichas actividades podrán ser la resolución de ejercicios, la discusión de ejemplos o la realización de trabajos en los que se apliquen los conocimientos teóricos de la materia. Se fomentará el debate, y la participación de los alumnos será necesaria, tanto en las clases de carácter teórico como en las clases prácticas. En este sentido, al finalizar cada tema se realizaran sesiones prácticas que incluirán la realización de ejercicios, preguntas de respuesta corta y trabajos por medio de los cuales se evaluarán los principales conceptos teóricos y prácticos de cada tema. La participación activa en los mismos valorará de forma positiva. 

Al finalizar el semestre se realizará un examen escrito en el que se evaluará el contenido global del curso. Para superar la asignatura será necesario obtener un mínimo de 5 sobre 10 en dicho examen y haber asistido y realizado todas las sesiones prácticas. Una vez cumplidos estos requisitos, la nota final se calculará a partir de la nota de las sesiones prácticas y del examen con unos pesos del 30% y 70%, respectivamente.

Para poder realizar el examen de recuperación será necesario haber asistido y realizado todas las sesiones prácticas. Para superar la asignatura en el examen de recuperación será necesario obtener un mínimo de 5 sobre 10 en el examen.

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Temario

TEMA 1. Introducción.

1.1. Panorama actual de las energías renovables.

1.2. ¿Qué es la integración en red de energías renovables?

1.3. Generación tradicional vs. generación basada en EERR. 

TEMA 2. Operación del Sistema Eléctrico

2.1. Misión del Operador.

2.2. Códigos de Conexión y Operación.

2.2. Criterios de funcionamiento y seguridad.

2.3. Servicios de ajuste y Programación de la Generación Renovable.

2.4. Flujo de carga en DC. Análisis de sensibilidad. Caso práctico.

TEMA 3. Control de Tensión

3.1. Relación Reactiva ¿ Tensión. Control Q-V.

3.2. Elementos participantes en el control de tensiones.

3.3. Operativa del control de tensiones.

3.4. Servicio de control de tensiones.

3.5. Requisitos para las tecnologías renovables. Caso español.

3.6. Estabilidad de tensión. Colapso de tensiones.

TEMA 4. Estabilidad

4.1 Introducción

4.2. Estabilidad Transitoria.

4.3. Requerimientos a la generación renovable.

TEMA 5. Control de Frecuencia

5.1. Equilibrio generación-demanda. Escalas temporales

5.2. Respuesta ante variaciones en la carga o generación

5.3. Regulación primaria y secundaria en el SEE. 

5.4. Requerimientos a la generación renovable. 

5.5. Influencia de los convertidores de potencia en la inercia del sistema

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Programa de prácticas experimentales

El programa de prácticas en laboratorio se detalla a continuación:

1. Flujos de cargas y análisis de contingencias: El objetivo de la práctica es modelar y estudiar la red de transporte de Navarra (y conexiones vecinas) de manera simplificada para simular distintos escenarios de flujos de cargas mediante Matlab. Se aplicarán los procedimientos de operación de REE. 
2. Control de tensiones en parques eólicos: El objetivo de la práctica es analizar el nivel de cumplimiento de los requisitos de reactiva exigidos a un parque eólico en su punto de conexión. Para realizar este análisis es necesario comprobar si la capacidad de entrega de potencia reactiva es posible en todos los niveles de tensión exigidos en el punto de conexión, teniendo en cuenta los límites de operación de los equipos (aerogeneradores y equipos de compensación de reactiva). Se estudaría utilizando DigSilent PowerFactory sobre el modelo de un parque eólico de 37 aerogeneradores.
3. Análisis de un código de red y estudio de estabilidad transitoria: Se traducirán los requisitos de un código de red real a un modelo de planta FV en DigSilent PowerFactory y se estudiará la respuesta del sistema completo frente a huecos de tensión, evaluando si cumple con las exigencias del código.

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.

Bibliografía básica:

• Apuntes confeccionados por el equipo docente
• Fermín Barrero: Sistemas de energía Eléctrica, Thomson, 2004
• Antonio Gómez Expósito: Sistemas Eléctricos de Potencia, Prentice Hall, 2003

Bibliografía avanzada:

• Greenwood A. Electrical transients in Power Systems, John Wiley & Sons, 1991.
• Grainger Stevenson, Sistemas eléctricos de potencia.
• WeedY B.M: Sistemas eléctricos de gran potencia, Reverté, 1982
• Vincent del Toro: Electric Power Systems, Prentice-Hall, 1992

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Idiomas

Castellano

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Lugar de impartición

Clases teóricas: Aulario. Campus Arrosadía

Clases prácticas: Laboratorio de simulación. Edifico de los Pinos. Campus Arrosadía

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