O CEA exige que os projetos tenham capacidade reativa igual a 33% da capacidade de geração instalada.
A busca por segurança energética e energia limpa levou a um crescimento significativo na capacidade de energia renovável na Índia. Entre as fontes de energia renovável, a energia solar e eólica estão fontes de energia intermitente que aumentaram significativamente e devem fornecer compensação de energia reativa (inércia da grade) e estabilidade de tensão para garantir a segurança da grade.
A participação da energia solar e eólica na capacidade instalada total aumentou para cerca de 25,5% em dezembro de 2022, de menos de 10% no final de 2013, de acordo com a Mercom India Research.
Quando a energia renovável tem uma penetração de grade muito menor, ela pode ser conectada ou fora sem afetar significativamente a estabilidade da grade. No entanto, à medida que a integração de fontes de energia renovável na rede de energia aumenta, qualquer desvio afetará seriamente a estabilidade e a confiabilidade do sistema de energia.
Os serviços de energia reativa são usados para garantir que os níveis de tensão permaneçam dentro dos limites especificados. A tensão mantém a transferência física de energia do gerador para a carga. A potência reativa afetará a tensão do sistema, afetando significativamente a segurança da rede.
O governo tomou as medidas este ano depois que vários incidentes de perda de energia ameaçaram a rede nacional.
A Autoridade Central de Eletricidade (CEA) relatou recentemente 28 incidentes de desvio de frequência da grade dos limites definidos desde janeiro de 2022, resultando na perda de mais de 1.000 MW de energia renovável. Isso aumenta as preocupações com quedas de energia mais frequentes.
A maioria dos eventos relatados refere-se a sobretensões durante as operações de comutação, flutuações de baixa frequência de fontes de energia renovável e falhas perto de complexos de energia renovável.
A análise desses eventos mostra que o suporte de energia reativo insuficiente de fontes de energia renovável variável é um dos fatores que contribuem em condições estáticas e dinâmicas.
Os projetos de energia solar e eólica representam quase 63% da capacidade de energia renovável instalada do país, mas violam o requisito da CEA de que a energia reativa represente 33% da capacidade de geração de um projeto, especialmente na região norte. Somente no segundo trimestre de 2023, a Índia produziu 30 bilhões de unidades de energia solar.
Desde então, o CEA direcionou todos os desenvolvedores de energia renovável que se inscreveram na conexão até 30 de abril de 2023, a cumprir as regras de conexão da CEA até 30 de setembro ou o desligamento do rosto.
De acordo com os regulamentos, o suporte para potência reativa dinamicamente variável é necessária durante a transmissão de baixa tensão (LVRT) e alta tensão (HVRT).
Isso ocorre porque os bancos de capacitores de energia fixa podem fornecer suporte de energia reativo sob condições de estado estacionário e gradualmente fornecer suporte após um período de atraso. Portanto, o fornecimento de suporte reativo de energia dinamicamente em mudança é fundamental para garantir a estabilidade e a segurança da rede.
O suporte dinâmico permite que a energia reativa seja fornecida ou extraída em milissegundos para evitar falhas durante as sobrecargas de corrente/tensão.
A Mercom, operadora do sistema do controlador de grade na Índia, disse à Merccom: “Uma das razões para baixa tensão, mesmo 85% ou menos do valor nominal, é a incapacidade de geradores solares ou eólicos de fornecer suporte de energia reativa dinâmica. Estação de agregação. Para projetos solares, à medida que a entrada de radiação solar na grade aumenta, a carga nas linhas principais de transmissão de saída aumenta, o que, por sua vez, causa a tensão na subestação de agregação/ponto de conexão do gerador renovável, mesmo abaixo da tensão de pesagem padrão de 85%. ”
“Projetos solares e eólicos que não atendem aos padrões da CEA podem mau funcionar, resultando em perdas graves de geração. Da mesma forma, o derramamento de carga dos fios do utilitário pode, por sua vez, causar condições de alta tensão. Nesse caso, os geradores eólicos e solares não poderão fornecer energia adequada. ” O suporte dinâmico de energia reativo é responsável pela queda de tensão. ”
Um desenvolvedor de projetos de energia renovável entrevistado pela Mercom disse que as flutuações e os problemas de interrupção ocorrem na ausência de inércia da rede ou poder reativo, que na maioria das regiões é fornecido pela capacidade de fornecer poder reativo. Projetos térmicos ou hidrelétricos são suportados. E também desenhando -o da grade conforme necessário.
"O problema surge particularmente em regiões como o Rajastão, onde a capacidade de energia renovável instalada é de 66 GW e Gujarat, onde 25-30 GW é planejado apenas na região de Kafda", disse ele. Não há muitas usinas de energia térmica ou usinas hidrelétricas. plantas que podem manter o poder reativo para evitar falhas na grade. A maioria dos projetos de energia renovável construídos no passado nunca levou isso em consideração, e é por isso que a grade no Rajastão se decompõe de tempos em tempos, especialmente no setor de energia renovável. ”
Na ausência de inércia da grade, os projetos de energia térmica ou hidrelétrica devem instalar um compensador variável que possa fornecer energia reativa à grade e extrair energia reativa quando necessário.
O operador do sistema explicou: “Para projetos de energia renovável, um fator de capacidade de 0,95 é bastante razoável; Os geradores localizados longe do centro de carga devem poder operar de um fator de potência de 0,90 atrasado para um fator de potência de 0,95, enquanto os geradores localizados próximos ao centro de carga devem poder operar de 0,90 s fator de potência de atraso até 0,95 com o fator de potência principal de +0,85 a -0,95 com a liderança. Para um gerador de energia renovável, um fator de potência de 0,95 é equivalente a 33% da potência ativa, que é uma potência reativa. Recursos que devem ser fornecidos dentro da faixa de potência ativa nominal. ”
Para resolver esse problema premente, os designers são aconselhados a instalar dispositivos de fatos (sistema de transmissão CA flexíveis), como compensadores VAR estáticos ou compensadores síncronos estáticos (STATCOM). Esses dispositivos podem alterar sua potência reativa mais rapidamente, dependendo da operação do controlador. Eles usam transistores bipolares de porta isolados (IGBTs) e outros controles do tiristor para fornecer comutação mais rápida.
Como as regras de fiação da CEA não fornecem orientações claras sobre a instalação desses dispositivos, muitos desenvolvedores de projetos não levaram em consideração a obrigação de fornecer suporte reativo de energia e, portanto, levaram seu custo no processo de licitação por muitos anos.
Os projetos de energia renovável existentes sem esse equipamento exigem energia de backup dos inversores instalados no sistema. Isso garante que, mesmo que eles estejam gerando energia em carga total, eles ainda têm espaço para fornecer um suporte de energia reativo de atraso ou chumbo para impedir que o ponto de tensão da interconexão exceda os limites aceitáveis. A única outra maneira é executar compensação externa nos terminais de fábrica, que é um dispositivo de compensação dinâmica.
No entanto, mesmo com apenas energia disponível, o inversor entra no modo de suspensão quando a grade dispara, é necessário um compensador de fator de potência estática ou variável.
Outro desenvolvedor de projetos de energia renovável disse: “Anteriormente, os desenvolvedores nunca tiveram que se preocupar com esses fatores, pois foram decididos principalmente no nível da subestação ou na grade de energia indiana. Com o aumento da energia renovável entrando na rede, os desenvolvedores precisam definir esses fatores. ” Para um projeto médio de 100 MW, precisamos instalar 10 Mvar Statcom, que pode custar facilmente de Rs 3 a 400 crore (aproximadamente US $ 36,15 a 48,2 milhões) e considerando o custo do projeto, esse é um preço difícil de pagar. ”
Ele acrescentou: “Espera -se que esses requisitos adicionais nos projetos existentes sejam levados em consideração de acordo com as alterações nos termos legais dos contratos de compra de energia. Quando o código da grade foi divulgado em 2017, foi considerada se os bancos de capacitores estáticos deveriam ser instalados ou bancos de capacitores dinâmicos. reatores e depois statcom. Todos esses dispositivos são capazes de compensar a necessidade de energia reativa da rede. Os desenvolvedores não relutam em instalar esses dispositivos, mas o custo é um problema. Esse custo não foi levado em consideração anteriormente em propostas tarifárias; portanto, deve ser incluído no âmbito das mudanças legislativas; caso contrário, o projeto se tornará inviável. ”
Um executivo sênior do governo concordou que a instalação de equipamentos de suporte a energia reativa dinâmica afetaria definitivamente o custo do projeto e, finalmente, impactaria os preços futuros da eletricidade.
Ele disse: “O equipamento STATCOM costumava ser instalado na CTU. No entanto, recentemente o CEA introduziu suas regras de interconexão, exigindo que os desenvolvedores de projetos instalassem esse equipamento em usinas de energia. Para projetos em que as tarifas de eletricidade foram finalizadas, os desenvolvedores podem se aproximar da Comissão Reguladora Central de Energia envia uma solicitação para revisar os termos da “mudança de lei” para tais casos e compensação da demanda. Por fim, o CERC decidirá se deve fornecer. Quanto ao executivo do governo, vemos a segurança da rede como uma prioridade e garantiremos que este equipamento esteja disponível para evitar interrupções nas redes. ”
Como a segurança da grade é um fator importante no gerenciamento da crescente capacidade de energia renovável, parece não haver outra escolha a não ser instalar o equipamento STATCOM necessário para projetos operacionais, o que leva a um aumento nos custos do projeto, o que pode ou não depender de mudanças nas condições legais. .
No futuro, os desenvolvedores do projeto terão que levar em consideração esses custos ao fazer licitação. A energia limpa inevitavelmente se tornará mais cara, mas o revestimento de prata é que a Índia pode esperar um gerenciamento de sistema de energia mais rígido e mais estável, permitindo uma integração eficiente de energia renovável no sistema.
Hora de postagem: novembro de 23-2023