Básicamente, la energía se genera, entrega y consume como voltaje y corriente. En dispositivos sencillos de corriente continua (CC), como las linternas, la potencia (el brillo de una bombilla) es el voltaje por la corriente y se mide en vatios.
Básicamente, la energía se genera, entrega y consume como voltaje y corriente. En dispositivos sencillos de corriente continua (CC), como las linternas, la potencia (el brillo de una bombilla) es el voltaje por la corriente y se mide en vatios. Los vatios son una medida de la capacidad de un dispositivo para realizar un trabajo útil. Esto es lo que llamamos poder real (a veces real) porque puede producir trabajo útil (real).
Jeff Palermo, DNV KEMA
Existe una tendencia mundial de agregar dispositivos reactivos dinámicos para atender áreas de carga urbana. Una serie de factores interrelacionados contribuyen al mayor uso de dispositivos de reacción dinámica, que incluyen:
- Los niveles de carga están aumentando en muchas áreas urbanas. Estas áreas urbanas también tienen menos generación de energía más cerca de los centros de carga. Los generadores tradicionales están retirados o subutilizados porque son menos eficientes que los generadores nuevos. Perder estos generadores reduce la cantidad de generación de energía local y el soporte de var dinámico disponible en áreas urbanas. Como resultado, las áreas urbanas a menudo dependen de mayores importaciones de electricidad para cubrir la carga.
- El aumento de las importaciones de energía tiende a reducir los voltajes de transmisión local, lo que a su vez reduce la eficacia de varios dispositivos que soportan los voltajes locales. En casos extremos, esto puede ser una especie de espiral mortal de voltaje. En muchos casos, existe suficiente capacidad de transmisión de calor para proporcionar las importaciones necesarias, pero cada vez son más frecuentes los períodos en los que el factor tensión/var limita el funcionamiento del sistema.
- La oposición pública a las nuevas líneas eléctricas también es común.
- Muchos mercados desregulados tienen medios limitados para exigir o alentar la construcción de generadores o programar energía fuera del mercado de despacho de generación normal. En otros mercados, exigir que los generadores operen fuera del despacho económico normal puede ser muy costoso.
Sin embargo, estas áreas urbanas a menudo enfrentan riesgos subestimados asociados con la adición de estos complejos reactores dinámicos.
La potencia reactiva y su importancia
Básicamente, la energía se genera, entrega y consume como voltaje y corriente. En dispositivos sencillos de corriente continua (CC), como las linternas, la potencia (el brillo de una bombilla) es el voltaje por la corriente y se mide en vatios. Los vatios son una medida de la capacidad de un dispositivo para realizar un trabajo útil. Esto es lo que llamamos poder real (a veces real) porque puede producir trabajo útil (real).
Al igual que con todos los sistemas de energía actuales, las cosas se complican un poco más con los sistemas de corriente alterna (CA). Los dispositivos típicos de carga del cliente, especialmente los motores, tienen características únicas que cambian la relación entre corriente y voltaje. Este desplazamiento se mide en vars. Proviene del término francés Volt-Ampere Reactive. Esto plantea un problema importante para las empresas de servicios públicos, ya que gran parte de la carga del sistema de energía consiste en motores en fábricas, empresas y hogares. Los transformadores, las líneas de transmisión y distribución y los cables también tienen propiedades que contribuyen a este cambio.
A medida que aumenta la carga de var, disminuye la capacidad del sistema para proporcionar potencia real y realizar un trabajo útil. En casos extremos, las cargas variables grandes pueden causar grandes cambios en el voltaje y la corriente, lo que reduce la capacidad del sistema de energía para entregar y entrega muy poca energía real. También puede haber otros efectos indeseables, como baja tensión, calentamiento de los equipos y aumento de las pérdidas del sistema.
La potencia reactiva no proporciona trabajo útil, pero es esencial para los sistemas de transmisión y distribución de CA, motores y muchos otros tipos de cargas de los clientes. Para cargas de motor, se requiere un nivel de var suficiente para evitar caídas de voltaje que impidan la conversión y el flujo de vatios para satisfacer la demanda de carga. Por lo tanto, los sistemas de potencia real requieren tanto potencia activa como reactiva para funcionar correctamente.
Compensación de carga reactiva
El cambio de motores y otras cargas reactivas se pueden compensar mediante dispositivos de compensación. La compensación reactiva generalmente proviene de tres tipos de dispositivos:
- Los capacitores son la fuente más grande de energía reactiva compensadora y se usan comúnmente en los sistemas de energía.
- Un condensador síncrono es un tipo de máquina rotatoria, como un generador, pero no produce potencia activa, solo potencia reactiva.Otros dispositivos utilizan electrónica de alta potencia para controlar rápidamente la potencia reactiva de grandes bancos de condensadores.
- Los generadores convencionales no solo proporcionan potencia activa, sino que también son una importante fuente de potencia reactiva.
Las cargas de potencia reactiva deben suministrarse localmente desde dispositivos propiedad del cliente o desde el propio sistema. La compensación local de parte de la carga reactiva como corrección del factor de potencia es casi universal. El factor de potencia es una medida de la relación entre la potencia activa y reactiva. El factor de potencia varía de 0,0 a 1,0, donde 1,0 significa solo potencia activa (sin potencia reactiva). 0.0 significa que no hay potencia real, solo reactiva.
Diferencias entre recursos reactivos pasivos y dinámicos
Si bien existen muchas diferencias en el hardware involucrado, la principal diferencia entre los recursos reactivos pasivos y dinámicos es la rapidez con la que pueden responder a las necesidades cambiantes del sistema de energía.
pasivo reactivo Una fuente es un dispositivo con una clasificación variable fija que se puede conectar o desconectar (conmutar) a medida que cambian las condiciones del sistema. El dispositivo pasivo más común es el condensador. Los condensadores se pueden conectar permanentemente o cambiar durante todo el día. El control automático se puede utilizar para realizar acciones de conmutación en segundos. (La respuesta es muy lenta cuando se basa en acciones manuales del operador del sistema).
La conmutación automática en unos pocos segundos puede parecer rápida, pero en algunas situaciones no es lo suficientemente rápida como para evitar un colapso de voltaje (apagón).
reactivo dinámico Una fuente es un dispositivo activo que puede proporcionar cantidades variables de potencia reactiva en milisegundos. Los ejemplos comunes son compensadores de var estáticos (SVC), compensadores síncronos estáticos (STATCOM), condensadores síncronos y generadores convencionales. Todos son capaces de una respuesta dinámica rápida. Algunos tipos de fuentes de energía renovable también pueden usar electrónica de potencia u otros medios para proporcionar energía reactiva dinámica.
KEMA completó recientemente un estudio que requería varias fuentes de reactores dinámicos (SVC) para alcanzar la máxima potencia en 10 milisegundos (0,01 segundos). Estos dispositivos var estáticos tenían que oscilar continuamente desde la salida máxima hasta la salida mínima para mantener la estabilidad en los primeros 10 segundos. Tal respuesta no es posible con un dispositivo pasivo conmutado.
de nuevo, Diferencia significativa en el costo de capital Entre dispositivos pasivos y dinámicos. Los dispositivos pasivos cuestan alrededor de una cuarta parte de los dispositivos dinámicos. Por lo tanto, la combinación de dispositivos dinámicos y pasivos tiene un impacto significativo en el costo de proporcionar la compensación reactiva requerida. Lo más común es una mezcla de ambos tipos de dispositivos. Ciertos factores de rendimiento y costos de capital ayudan a determinar la mejor combinación para cada situación.
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