Caracterización eléctrica de cables eléctricos submarinos a diferentes frecuencias

Abstract

Debido a la constante evolución de las necesidades energéticas, la generación ha sufrido una serie de adaptaciones al escenario cambiante de consumo. Esto, unido a los criterios de desarrollo sostenible, ha derivado en una proliferación de las fuentes renovables de energía eléctrica. Una de las más novedosas es la captación de energía del aire en terrenos alejados de la costa, o lo que es lo mismo, la generación eólica off-shore. Este tipo de generación plantea una serie de retos técnicos aun en constante proceso de estudio. Este trabajo trata el desafío derivado de la conexión de estos puntos de generación con el resto del sistema eléctrico, centrándose en la solución ofrecida por los cables submarinos trifásicos de longitud elevada. Particularmente se realiza un análisis de las fórmulas de cálculo de los parámetros de cables dependientes de la frecuencia, con el objetivo de aplicarse en modelos para el estudio de armónicos y fenómenos de resonancia. Estos fenómenos son muy característicos ya que el sistema de control de los aerogeneradores incorpora dispositivos electrónicos los cuales generan una serie de distorsiones que dan como resultado unas condiciones de diseño especialmente adaptadas a los mismos. Todo ello persigue el fin de adecuarse de forma correcta a las condiciones planteadas por el sistema de distribución eléctrica en términos de calidad del suministro y control de la tensión.

Due to the constant evolution of energy needs, generation has undergone a series of adaptations to the changing scenario of consumption. This, together with the criteria of sustainable development, has led to a proliferation of renewable sources of electrical energy. One of the most innovative is the capture of energy from the air far from the coast or offshore wind power. This type of generation poses a series of technical challenges that are still under constant study. This work deals with the challenge arising from the connection of these generation points with the rest of the electrical system, focusing on the solution offered by long three-phase submarine cables. In particular, an analysis of the calculation formulas of the frequency-dependent cable parameters is carried out, with the aim of applying them in models for the study of harmonics and resonance phenomena. These phenomena are very characteristic of this type of generation since the wind turbine control system incorporates electronic devices which generate a series of distortions that result in design conditions specially adapted to them. All this pursues the aim of correctly adapting to the conditions set by the electrical distribution system in terms of quality of supply and voltage control.