CONCEPTO 6928 DE 2020

(diciembre 21)

<Fuente: Archivo interno entidad emisora>

COMISIÓN DE REGULACIÓN DE ENERGÍA Y GAS - CREG

XXXXXXXXXXXXXXX

Asunto: Control de tensión y curva PQ Resolución CREG 060 de 2019

Radicado CREG E-2020-014692

Expediente CREG - General N/A

Respetado señor XXXXX:

De acuerdo con lo dispuesto por la Ley 142 de 1994, a la CREG, aparte de las funciones genéricas que toda Comisión de Regulación tiene, se le asignó la regulación económica de los servicios públicos domiciliarios de energía eléctrica y gas combustible. Adicionalmente, la Ley 143 de 1994 le asignó funciones de carácter regulatorio a la CREG, de manera específica en lo concerniente a la prestación del servicio público domiciliario de energía eléctrica.

En este contexto, si bien la Comisión puede dar información sobre los temas de su competencia, no tiene la facultad para brindar concepto sobre casos particulares. Por tal razón, es importante precisar que, en desarrollo de la función consultiva, la CREG no resuelve casos particulares o concretos, pues ello corresponde a las autoridades competentes mediante los procedimientos de rigor y, en tal virtud, tanto las preguntas como las respuestas deben darse o entenderse en forma genérica, de tal manera que puedan predicarse de cualquier asunto en circunstancias similares.

A continuación, damos respuesta a sus consultas, las cuales transcribimos:

(…) Mediante la presente comunicación solicitamos concepto sobre la interpretación general de la Resolución CREG 060 de 2019 en cuanto a la aplicación de los requisitos de la curva de capacidad para plantas eólicas y solares.

De acuerdo con el artículo 14 de la Resolución CREG 060 de 2018, las plantas eólicas y solares fotovoltaicas, conectadas al STN y STR, para tensiones dentro del rango normal de operación en el punto de conexión, deberán operar dentro de los límites establecidos por la curva de capacidad de plantas eólicas y solares fotovoltaicas que se muestra a continuación:

Donde P y Q son la potencia activa y reactiva, respectivamente, y Pn es la potencia activa nominal.

De lo anterior se puede entender que:

- El cumplimiento de la curva PQ aplica en el punto de conexión, para todo el rango de tensión que es +/- 10% de la tensión nominal, para tensiones menores o iguales a 220 kV.

- La potencia reactiva exigida según la curva de carga se calcula con base en la potencia nominal de la planta.

- En el caso de una planta de autogeneración, la potencia activa y reactiva en el punto de conexión corresponden al neto de las inyecciones por parte de planta de generación y el consumo de potencia activa y reactiva del usuario final.

Con base en lo anterior, se presentan las siguientes situaciones generales para cualquier planta de generación o autogeneración eólica y solar que sirven de contexto para la solicitud de concepto:

Caso 1: la tensión en el punto de conexión es igual a 1,1 p.u.

- Técnicamente no encontramos razonable que una instalación de autogeneración deba entregar reactivos al sistema cuando la tensión se acerca al límite superior, pues para lograrlo, la tensión en bornes de la planta tendría que ser superior a este valor.

- Conceptualmente no sería conveniente dicho punto de operación, dado que la entrega de reactivos incrementaría la tensión incrementando la probabilidad de superar el límite regulatorio de 1,1 p.u. y poniendo en riesgo la integridad física de los equipos y la operación del sistema.

- Cuando la tensión en el punto de conexión se ubica en el límite superior, o por encima de este, los inversores deberían absorber energía reactiva, en lugar de entregarla, con el fin de mantener la tensión en bornes de generación dentro del rango de 0,9 p.u. a 1,1 p.u.

- Ante una señal de tensión igual o superior a 1,1 p.u. los inversores de una planta no pueden inyectar reactivos, por lo tanto, si se exige cumplir con el requisito de inyección de reactivos a la red según la curva PQ cuando la tensión es igual a 1,1 p.u., la única opción técnicamente viable sería instalar compensaciones reactivas cerca al punto de conexión del generador o autogenerador para evitar que la tensión en la instalación interna quede por fuera de rango.

- Adicionalmente:

i) El sistema de compensación tendría que ser dinámico pues sería necesario moverse por todo el rango de Q en la curva PQ.

ii) Además de la compensación se requeriría de un sistema de control de planta que garantice que la entrega/absorción de reactivos en los inversores no lleve a las tensiones de la red interna a valores por fuera del rango operativo normal o el rango definido por el cliente.

iii) Estas dos condiciones representarían sobre costos ineficientes para el autogenerador para cumplir con una condición operativa que en la práctica nunca le debería ser requerida.

Caso 2: la tensión en el punto de conexión es igual a 0,9 p.u.

- Técnicamente no encontramos razonable que una instalación de autogeneración deba absorber reactivos cuando la tensión se cerca al límite inferior porque lo que requeriría el sistema es el comportamiento opuesto, es decir, en caso de que el punto de conexión tenga una tensión cercana al 0,9 p.u. los inversores deberían inyectar reactivos para subir la tensión, no absorberlos.

- Conceptualmente no sería conveniente dicho punto de operación, dado que absorber reactivos cuando la tensión es baja reduciría aún más la tensión incrementando la probabilidad de que la tensión se reduzca por debajo del límite regulatorio de 0,9 p.u. y poniendo en riesgo la operación del sistema.

- Si se exigiera el lado de absorción completo de la curva PQ (cuadrantes de la izquierda en la gráfica) cuando la tensión en el punto de conexión esté en el límite de 0,9 p.u., o cerca de él, la única opción técnica para evitar que la tensión interna del generador o autogenerador sea inferior a 0,9 p.u., sería instalar una compensación que tendría que instalarse en el punto de conexión para evitar que la tensión interna (en la planta o red del cliente si es autogeneración) quede por fuera de rango.

- Igualmente:

i) El sistema de compensación debe ser dinámico de manera que pueda moverse por todo el rango de Q de la curva en tiempos menores a 10 s.

ii) Además de compensación se requiere sistema de control de planta que garantice que la entrega/absorción de reactivos en los inversores no lleve a las tensiones en la red interna a valores fuera del rango operativo normal.

iii) Estas dos condiciones representarían sobre costos ineficientes para el autogenerador para cumplir con una condición operativa que en la práctica nunca le debería ser requerida.

De acuerdo con lo expuesto anteriormente, en la implementación de la Resolución CREG 060 de 2019, se desprenden las siguientes dudas respecto a la interpretación de su aplicación, que solicitamos que sean aclaradas:

Lo establecido por la Resolución CREG 060 de 2019 en su literal b) del Artículo 14 que indica:

“b) Para tensiones dentro del rango normal de operación en el punto de conexión, deberá operar dentro de los límites establecidos por la curva de capacidad de plantas eólicas y solares fotovoltaicas que se muestra a continuación.”

a. ¿Se debe entender que, para la verificación del cumplimiento de la curva PQ es posible hacer dicha verificación a un nivel de tensión cercano a la tensión nominal?

b. Dadas las restricciones técnicas y los efectos operativos y económicos a los que hemos hecho referencia en esta comunicación, cuando la tensión en el punto de conexión está cerca de los límites (1,1 p.u. ó 0,9 p.u.), ¿se considera que las plantas de generación o de autogeneración de las que trata la Resolución 060 de 2019 están obligadas a cumplir con la curva PQ en el rango que lleva a la restricción, a pesar de que conducirían a violaciones de los límites de tensión operativa permitidos?, es decir,

- Cuando la tensión se aproxima desde abajo a, o es igual a 1,1 p.u., ¿el autogenerador debe poder inyectar reactivos hasta el máximo de la curva PQ (lado derecho de la curva)?

- Cuando la tensión se aproxima desde arriba a, o es igual a 0,9 p.u., ¿el autogenerador debe poder absorber reactivos hasta el máximo de la curva PQ (lado izquierdo de la curva)?

(…) subrayado fuera de texto

Respuesta:

Antes de responder a sus preguntas, encontramos conveniente aclarar que:

- La potencia nominal a que se refiere el Artículo 14 de la Resolución CREG 060 de 2019 hace referencia a la potencia declarada en el punto de conexión al SIN, dado que la potencia se requiere y se mide en ese punto.

- Los Autogeneradores a Gran Escala (AGGE) que funcionen con tecnología solar fotovoltaica o eólica que se conecten al nivel de tensión STR o STN les aplican los requisitos técnicos de la Resolución CREG 060 de 2019. Esto, dado que los AGGE que se conecten al STN y STR son tratados como generadores en el proceso de conexión al SIN (Resoluciones CREG 024 de 2015 y 106 de 2006).

- De acuerdo con la Resolución CREG 015 de 2018, el nivel de STR es para conexiones con tensión nominal mayor o igual a 57,5 kV y menor a 220 kV; y el STN es para conexiones superiores o iguales a 220 kV.

Ahora bien, en cuanto al Artículo 14 de la Resolución CREG 060 de 2019, establece:

(…) Las plantas eólicas y solares fotovoltaicas, conectadas al STN y STR, deberán cumplir lo siguiente:

a) Tener la capacidad de controlar la tensión en forma continua en el rango operativo normal del punto de conexión, por medio de la entrega o absorción de potencia reactiva de acuerdo con su curva de carga declarada y según las consignas de operación definidas por el CND, para esto, se deberán cumplir los siguientes requisitos:

- El regulador de tensión deberá contar con los siguientes modos de control: tensión, potencia reactiva y factor de potencia.

- El regulador de tensión deberá disponer de un estatismo configurable.

- El control de potencia reactiva/tensión, debe ajustarse de tal manera que sea estable y que, ante cualquier cambio en lazo abierto tipo escalón en la consigna de tensión, potencia reactiva o factor de potencia, la potencia reactiva de la planta tenga un tiempo de respuesta inicial menor a 2 segundos y un tiempo de establecimiento menor a 10 segundos.

El control debe tener la capacidad de recibir al menos una consigna de potencia reactiva, de tensión o factor de potencia de forma local o remota.

b) Para tensiones dentro del rango normal de operación en el punto de conexión, deberá operar dentro de los límites establecidos por la curva de capacidad de plantas eólicas y solares fotovoltaicas que se muestra a continuación.

Donde:

P y Q son la potencia activa y reactiva y Pn es la potencia activa nominal.

Cuando una planta de generación eólica y solar fotovoltaica, conectada al STN y STR, esté operando en valores de potencia inferiores al 10% de la potencia activa nominal no habrá exigencia de entrega o absorción de potencia reactiva para control de tensión. Sin embargo, en esa condición la planta no debe exceder el 5% en aporte o absorción de potencia reactiva respecto a la capacidad de potencia activa nominal de la planta (5 % Q/Pn).

Antes de la entrada en operación comercial, se realizarán pruebas para verificar las curvas de capacidad y, posterior a la entrada en operación, el CND realizará seguimiento posoperativo para verificar que se conserve su cumplimiento. (…)

Para responder sus preguntas le informamos que el control solicitado debe tener la capacidad de controlar la tensión en forma continua en el rango operativo normal del punto de conexión, por medio de la entrega o absorción de potencia reactiva de acuerdo con su curva de capacidad declarada y de acuerdo con las consignas definidas por el CND. En cuanto a la curva de capacidad declarada, es la misma definida en el literal b) del Artículo 14 de la Resolución CREG 060 de 2019.

No son claras las interpretaciones que ustedes exponen teniendo en cuenta que no se está considerando que se entregue potencia reactiva cuando el punto de conexión opere en el límite superior de tensión, y no se está pidiendo que se consuman reactivos cuando el punto de conexión opere en el límite inferior de tensión. Entendemos que se está solicitando que el control debe ajustarse de acuerdo con las consignas del CND, sea que absorba reactivos si las tensiones son altas o entregue reactivos cuando las tensiones son bajas, siempre con el fin de mantener la tensión dentro de los límites permitidos, y que no se supere la curva de capacidad definida en la regulación. Incluso la operación puede llegar hasta los límites definidos en la curva de capacidad.

En cuanto a las pruebas para la verificación, las mismas deben seguir el lineamiento indicado anteriormente y de acuerdo con lo definido en los Acuerdos 1223 y 1225 del C.N.O, o los que los modifiquen, y que se definieron para tal fin (Artículo 18 Resolución CREG 060 de 2019). En todo caso, el generador o autogenerador debe demostrar la capacidad para poder operar en cualquier punto al interior de la curva de capacidad (incluso los limites) definida en el literal b) de la Resolución CREG 060 de 2019.

Por su parte, en el literal d) del Artículo 14 de la Resolución CREG 060 de 2019, se estableció el comportamiento que se debe seguir si la tensión opera por fuera de los límites permitidos ante eventos. Donde, entendemos que, si la tensión supera el límite superior, la planta debe consumir reactivos; y si la tensión se deprime por debajo del límite permitido, se deben inyectar reactivos. Lo anterior de acuerdo con las rampas o tasas de cambios definidas en el citado literal.

En los anteriores términos y de conformidad con lo previsto en el Artículo 1 de la Ley 1755 de 2015, que sustituye el título II del Código de Procedimiento Administrativo y de lo Contencioso Administrativo, damos por atendida su solicitud.

Atentamente,

JORGE ALBERTO VALENCIA MARIN

Director Ejecutivo