Prácticas Técnicas de Centrales Híbridas Eólico-Solares a Gran Escala: Conexión a la Red, Suministro de Energía Estable y Coordinación del Sistema

Prácticas Técnicas de Centrales Híbridas Eólico-Solares a Gran Escala: Conexión a la Red, Suministro de Energía Estable y Coordinación del Sistema

En la construcción y operación de centrales híbridas eólico-solares a gran escala, garantizar una conexión a la red segura y fiable, mantener una producción de energía estable y coordinar eficazmente el despacho de la red se han convertido en desafíos clave de ingeniería. Para que las prácticas sean exitosas, se requieren soluciones sistemáticas a nivel técnico, operativo y de gestión.

I. Conexión Segura a la Red y Soporte Activo

La conexión de centrales eléctricas a gran escala no se limita a la conexión a la red, sino, y aún más importante, a brindar un soporte eficiente y una operación estable a la red.

En primer lugar, el equipo generador de la central eléctrica requiere una gran adaptabilidad a la red. Cuando se producen fluctuaciones anormales a corto plazo en la tensión de la red, la central eléctrica debe permanecer conectada y operativa, y ser capaz de proporcionar rápidamente soporte eléctrico según sea necesario para ayudar a la red a restablecer la tensión normal.

En segundo lugar, la central eléctrica debe estar equipada con un sistema de control inteligente. Este sistema puede ajustar automáticamente la cantidad y las características de la energía generada por la central eléctrica según el estado operativo de la red o las instrucciones de despacho, proporcionando soporte para la regulación de frecuencia y voltaje. Esto transforma la central eléctrica de una unidad de generación pasiva a una fuente de energía eficiente que participa activamente en el funcionamiento estable de la red.

Además, la selección científica de la ubicación de conexión de la central eléctrica a la red es crucial. Se requiere un análisis exhaustivo de la red para evaluar el impacto en la seguridad de la red después de la conexión. Cuando sea necesario, se deben instalar equipos de regulación de energía en la central eléctrica o en sus alrededores para mantener un voltaje estable en el punto de conexión.

II. Suavizado de la Potencia de Salida. La generación de energía eólica y solar es inherentemente volátil, lo que requiere medios tecnológicos para que su producción sea más estable y predecible.

La principal solución es configurar un sistema de almacenamiento de energía compuesto. Para fluctuaciones drásticas a corto plazo, se utilizan dispositivos de almacenamiento de energía capaces de cargarse y descargarse rápidamente; para la regulación energética a largo plazo, se emplean baterías de almacenamiento de energía de gran capacidad. La combinación de estos dos métodos de almacenamiento de energía puede suavizar eficazmente los cambios bruscos en la producción de la central eléctrica.

La central eléctrica también requiere un sistema de control inteligente. Este sistema, basado en pronósticos precisos de generación de energía eólica y solar y combinado con el estado de los dispositivos de almacenamiento de energía, calcula automáticamente el esquema operativo óptimo. El objetivo es que los dispositivos de almacenamiento de energía funcionen de forma más económica y eficiente, a la vez que cumplen con las limitaciones de la red sobre las fluctuaciones de energía.

Para lograr el efecto de estabilización, es necesario establecer un método de evaluación objetivo que verifique la eficacia de la solución comparando datos específicos sobre las fluctuaciones de energía antes y después de la estabilización.

III. Coordinación multinivel y operación del mercado. Para que las centrales eléctricas a gran escala se integren eficazmente en el sistema eléctrico, se requiere un mecanismo de operación coordinada multinivel y la participación en las actividades del mercado.

En términos de operación y gestión, se ha establecido un sistema de coordinación de tres niveles: planificación diaria, ajuste intradiario y control en tiempo real. Las centrales eléctricas presentan sus planes de generación con un día de antelación y realizan ajustes continuos basados en los últimos pronósticos del mismo día, a la vez que responden a las instrucciones de ajuste de la red en tiempo real.

En términos de operación económica, las centrales eléctricas pueden participar en las transacciones del mercado eléctrico y en los servicios auxiliares de la red. Por ejemplo, pueden almacenar energía cuando los precios de la electricidad son bajos y descargarla cuando son altos para generar ganancias; o pueden utilizar su capacidad de respuesta rápida para proporcionar los servicios de regulación necesarios a la red.

Se pueden integrar varias centrales eléctricas dentro de una región mediante tecnología para formar un clúster virtual de generación de energía. La programación interna dentro del clúster se optimiza y, externamente, participan en la operación de la red en su conjunto, mejorando la estabilidad general y la competitividad del mercado.

Resumen y perspectivas: Las centrales eléctricas híbridas eólicas-solares a gran escala están evolucionando de simples proveedores de energía limpia a nodos importantes que respaldan el nuevo sistema eléctrico. El desarrollo futuro se centrará en seguir mejorando las capacidades de soporte activo de las centrales eléctricas, permitiéndoles desempeñar un papel más estable y fundamental en la red. Simultáneamente, la optimización de las estrategias operativas mediante la combinación de inteligencia artificial y otras tecnologías digitales será clave para aumentar el valor y la fiabilidad operativa de las centrales eléctricas. Este proceso no solo supone una actualización tecnológica, sino también un avance conjunto en los conceptos operativos y los métodos de colaboración del sistema eléctrico.