Eólica | Wind Power FuturEnergy | Agosto-Septiembre August-September 2019 www.futurenergyweb.es 25 temporales, tanto con el modelo promediado como con el modelo detallado de los componentes. Dichas simulaciones han permitido validar la operación del parque eólico marino con ambas soluciones de control tanto en condiciones normales como ante contingencias, como una falta trifásica. En el control descentralizado, la simulación detallada ha sido también empleada para validar la energización del sistema. Además, en el desarrollo del proyecto se ha utilizado también el rectificador de tiristores bajo el control centralizado, lo que permite regular la tensión en alterna del parque en su valor nominal. Algunos resultados de simulación se muestran en la Figura 3. En ella se observa la respuesta del control de frecuencia ante un incremento de potencia activa generada en el parque desde un 40% a un 80% a los 0,01 s y un incremento de potencia reactiva inyectada desde el parque de un 10% a los 0,3 s. Cabe destacar cómo la tensión en alterna (upcc) aumenta al aumentar la potencia del parque eólico. Asimismo, se muestran la tensión y corriente continua del rectificador de diodos, aumentando ambas al aumentar la potencia transferida por el enlace. En lo relativo a las perspectivas de mercado, es preciso destacar que el coste de las plataformas marinas es significativo en este tipo de parques. Por ello, la posibilidad de reducir el peso y volumen de la estación rectificadora supone una reducción importante del coste de esta plataforma. Por este motivo, recientemente Siemens ha propuesto el empleo de estaciones rectificadoras de diodos para los enlaces HVDC de los parques eólicos marinos. La propuesta contempla integrar una unidad rectificadora de diodos (DRU) en la cuba del transformador, consiguiendo una solución muy compacta en lo que a la estación rectificadora se refiere. Utilizando esta solución, se estiman ahorros de un 80% en volumen, un 65% en peso, un 20% en pérdidas de transmisión y un 30% en costes de la estación rectificadora. Además, la UE apoyó el proyecto PROMOTioN, que incluye las DRUs entre las propuestas para grandes redes malladas marinas. Es preciso señalar que la propuesta de Siemens se centra en diseño mecánico de la estación rectificadora de diodos, mientras que la solución al problema del control de frecuencia en la red del parque propuesta por Siemens presenta algunos inconvenientes. Por último, cabe destacar que la solución centralizada ha sido patentada en“Método y sistema para el control de tensión y frecuencia en una red aislada” (patente española ES2584535, patente europea EP3276771 y solicitud internacional PCT WO2016156636). Además, se ha realizado otra solicitud de patente para la solución descentralizada denominada “Método para el control distribuido de la frecuencia en un parque eólico offshore” (solicitud de patente española P201731257). In the two control solutions presented, a small-signal analysis was undertaken which has been able to verify the system stability at its different operating points. Time simulations were also carried out with both the average-value model and the detailed switching model. These simulations were able to validate the operation of the OWF with both control solutions, under normal conditions as well as in the event of contingencies, such as a three-phase fault. Under the decentralised control, the detailed simulation was also used to validate energising the system. Moreover, during project development, thyristor rectifiers were also used under the centralised control, enabling the regulation of the wind farm’s AC voltage to its nominal value. Some of the simulation results can be seen in Figure 3. This illustrates the frequency control response in the event of an increase in active power generated in the offshore wind farm from 40% to 80% at 0.01 s; and an increase of 10% in reactive power injected from the offshore wind farm at 0.3 s. In particular, it can be observed how the AC voltage (upcc) goes up as wind farm output increases. It also illustrates the diode rectifier DC voltage and current both increasing as the power transmitted via the link rises. As regards market prospects, it should be noted that the cost of offshore platforms is considerable in this type of wind farms. As such, the possibility of reducing the weight and volume of the rectifier station represents a significant reduction in platform cost. This is why Siemens has recently proposed the use of diode rectifier stations for offshore wind farm HVDC links. The Siemens proposal envisages the integration of a diode rectifier unit (DRU) into the tank of the transformer, thereby achieving a very compact solution as regards the rectifier station. The estimated savings obtained by using this solution are: 80% in volume; 65% in weight; 20% in transmission losses; and 30% in rectifier station costs. In addition, the EU is supporting the PROMOTioN project that includes DRUs among the proposals for meshed HVDC offshore grids. It must be highlighted that the Siemens proposal focuses on the mechanical design of the diode rectifier station, while the solution to the problem of frequency control in the offshore wind farm grid proposed by Siemens has some drawbacks. Lastly, it is worth noting that the centralised solution has been patented under “Method and system for off-grid voltage and frequency control” (Spanish patent ES2584535, European patent EP3276771 and international PCT applicationWO2016156636). In addition, another patent application has been made for the decentralised solution “Method for distributed frequency control in an offshore wind farm” (Spanish patent application P201731257). Miguel Ángel Cardiel Álvarez Ingeniero de Investigación y Desarrollo, Ingenia Power Solutions Research and Development Engineer, Ingenia Power Solutions Figura 3. Resultados de simulación ante cambios en la potencia generada por el parque eólico. | Figure 3. Simulation results after changes in the ouput generated by the wind farm
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