El centro mixto de investigación Fetech Centre, formado por personal de la Universitat Jaume I de Castelló (UJI) y de la Universitat Politècnica de València (UPV), ha desarrollado un procedimiento tecnológico que permite el arranque de una central de generación eólica offshore sin apoyo de red eléctrica externa, llamado arranque autógeno o en negro (blackstart).
Hasta ahora, las centrales de generación eólica marina necesitan, en caso de apagón, del apoyo de centrales convencionales térmicas o hidráulicas para la restauración del sistema eléctrico. Con el aumento de las plantas de energía renovables y la disminución de las centrales convencionales, se hace necesario que las primeras sean capaces de restaurar el sistema eléctrico de forma autónoma. Además, los nuevos procedimientos de operación elaborados por ENTSO-E (Red Europea de Gestores de Redes de Transporte de Electricidad) han incluido esta exigencia que tendrá que ser incorporada por los operadores del sistema de cada país.
Necesidad de autonomía eléctrica
La tecnología es aplicable en el supuesto de que la central marina se conecte con la red eléctrica terrestre a través de una línea o enlace de corriente continua de alta tensión (HVDC) con convertidores modulares multinivel (MMC) que convierten la energía de corriente alterna a continua en el origen y de continua a alterna en el final.
Con el procedimiento actual, para que una central eólica empiece a suministrar energía después de un apagón es necesario cargar previamente los condensadores de los convertidores MMC y energizar el enlace de corriente continua, utilizando la red eléctrica terrestre. Sin embargo, ante un apagón en la red de corriente alterna terrestre no es posible alimentar los convertidores MMC y la línea HVDC, lo que impide conectar el parque eólico en la red eléctrica terrestre y, a la vez, reduce el número de centrales que pueden retomar la actividad sin su apoyo.
Hasta hoy se han propuesto varios procedimientos para el proceso de carga de los condensadores; sin embargo, en todos los casos se necesita una fuente de energía externa, generalmente la propia red eléctrica terrestre.
Tecnología desarrollada
El método planteado por los investigadores de la UJI y la UPV consiste en utilizar la energía de la propia central, aislada de la red terrestre, para energizar primero el convertidor MMC offshore, la línea HVDC y luego el MMC terrestre. Luego se suministra energía a la red terrestre, contribuyendo a su restauración en caso de apagón.
El procedimiento es aplicable a cualquier central de generación eléctrica que se conecta en la red AC a través de un enlace HVDC que usa convertidores MMC en alguna de sus estaciones convertidoras o directamente a redes HVDC.
Validación de resultados
A diferencia de los métodos usados o planteados hasta ahora, el procedimiento permite energizar los convertidores MMC y el enlace HVDC únicamente con el uso de la energía aportada por la propia central; restaurar una red eléctrica de un parque eólico marino u otro tipo de central conectada a través de enlaces HVDC; controlar en todo momento las corrientes de carga sin necesidad de resistencias de precarga; y cargar los condensadores de los convertidores MMC y el enlace HVDC a corriente constante con las tensiones de los condensadores controladas y sin equipamiento auxiliar.
El equipo investigador ha validado detalladamente con resultados óptimos el procedimiento de arranque. La fase de implementación en parques eólicos u otro tipo de plantas requeriría el desarrollo de los controles específicos para los convertidores del parque y su prueba en alguna planta piloto o en sistema de simulación. Por eso, se trabaja en la adaptación de la tecnología a plantas de generación eléctrica mediante acuerdos específicos y posteriores acuerdos de licencia.