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Efectos de la integración de generación distribuida en la estabilidad de tensión del sistema de potencia de la Electrificadora del Meta

Este artículo tiene como finalidad modelar un sistema de potencia real, analizar eventos ocurridos durante la entrada de generación distribuida y realizar un estudio de estabilidad de tensión en estado estacionario del sistema de potencia de la Electrificadora del Meta (EMSA) utilizando el programa Digsilent PowerFactory. El sistema de potencia a modelar se compone de nueve subestaciones en nivel cuatro a 115 kV en configuración radial, con una demanda aproximada de 210 MWh/día, donde la generación a base de inversores ha aumentado con el objetivo de solventar la demanda del departamento del Meta durante algunas franjas horarias, con proyectos de generación fotovoltaica aprobados por la Unidad de Planeación Minero-Energética (UPME). Inicialmente, para modelar y analizar el sistema a evaluar se tomaron datos disponibles en las herramientas PARATEC y HEROPE desde la página de XM (administradores del mercado eléctrico) y datos internos de la electrificadora tanto para equipos, como para eventos registrados de variación de tensión desde la entrada de la generación no convencional, finalmente, se realiza el estudio de estabilidad utilizando las curvas PV y QV que limitan la demanda en el sistema de potencia, como resultados principales se obtienen límites bajos en generación de potencia reactiva para mantener el sistema estable en tensión en la subestación Gaitán (cola de circuito), sobrecarga en el transformador de potencia en el punto de conexión de la generación no convencional y variación de tensión considerable en la segunda hora pico de demanda. Como conclusión principal se establece que el factor más importante en la implementación de generación fotovoltaica a gran escala es la regulación de voltaje por parte del generador, por tanto, la coordinación entre el generador y el Operador de Red (OR) al ejecutar maniobras para mitigar los efectos en la tensión debido a la generación con fuentes no convencionales debe estar definida en un manual de operación aprobado por las partes, para coordinar la inyección o consumo de potencia reactiva, teniendo en cuenta la curva de capacidad y minimizando la variación de tensión que sufren los clientes en el nodo de conexión; adicionalmente, la bahía de generación que realiza la regulación de tensión, debe estar en el nivel de tensión más alto de acuerdo a su configuración. Así mismo, se deben tener en cuenta algunos aspectos técnicos, como la inversión de flujos de carga, las protecciones en relés de interruptores, la capacidad de las líneas de transmisión y transformadores de potencia en el nodo de conexión. Por otro lado, se establece cómo la estabilidad de tensión en un sistema de potencia depende principalmente de las características que lo configuran como su matriz de generación energética, robustez del sistema, tipos de demanda industrial, comercial y domiciliaria, en conclusión, el análisis de estabilidad de tensión en el sistema de potencia EMSA, nos muestra cómo al aumentar la matriz energética con fuentes no convencionales aumenta el margen de potencia activa y reactiva que pueden transferir antes de entrar en inestabilidad de tensión.