Evaluación y gestión de la estabilidad de frecuencia en redes eléctricas ricas en energía renovable de baja inercia

Resumen La integración de las fuentes de energía renovable (RES) en la red eléctrica provoca una transformación significativa en el paisaje de generación de energía convencional. Esta transición de generadores sincrónicos tradicionales a RES basadas en inversores introduce desafíos únicos en el mantenimiento de la estabilidad de frecuencia de la red debido a la inercia reducida del sistema. La naturaleza estocástica inherente de la generación de energía RES, la demanda de carga y la inercia de la red agrega complejidad adicional en la evaluación de la estabilidad de frecuencia. Los estudios existentes tienen limitaciones, incluidas la negligencia de la naturaleza estocástica de la generación RES y las fluctuaciones de demanda de carga, la dependencia de métricas limitadas y la falta de una evaluación integral día a día. Para abordar estas deficiencias de los enfoques existentes, este artículo introduce una nueva metodología para evaluar la estabilidad de frecuencia en redes eléctricas con alta penetración de RES. Propone tres índices para evaluar la sensibilidad, resiliencia y permisibilidad de la frecuencia de la red en medio de la integración variable de RES. Utilizando un enfoque estocástico, el estudio incorpora incertidumbres en la generación de RES y la demanda de carga, ofreciendo un marco integral para el análisis de estabilidad de frecuencia día a día. Además, presenta un método sistemático para determinar el apoyo inercial necesario para mantener la fiabilidad de frecuencia deseada en redes dominadas por RES. La efectividad de estas metodologías se valida a través de un estudio de caso sobre un sistema de prueba modificado IEEE de 39 buses, demostrando su aplicabilidad para garantizar un funcionamiento confiable de la red bajo escenarios de alta RES.