Anàlisi de la compensació de potència reactiva en cables submarins per a la generació renovable marina

Abstract

Aquest treball analitza la transmissió d’energia eòlica marina mitjançant cables submarins HVAC, centrant-se en la gestió de la potència reactiva generada per la elevada capacitància d’aquests cables, que pot afectar el perfil de tensió i limitar la capacitat de transmissió. La secció teòrica descriu els fonaments que expliquen la generació i circulació de potència reactiva, així com els seus efectes sobre la tensió, la capacitat d’evacuació i l’efecte Ferranti. També presenta les principals estratègies de compensació juntament amb els antecedents, els reptes actuals i les tendències tecnològiques que configuren l’estat de l’art en transmissió marina. La metodologia pràctica modelitza el sistema de transmissió complet (parc eòlic, cable XLPE segmentat, transformadors, reactors i xarxa equivalent) utilitzant models en MATPOWER. S’analitzen dos casos representatius (2400 MW–120 km i 100 MW–100 km) i cinc configuracions de compensació per cada un d’ells: tradicional, tradicional optimitzada i distribuïda cada 10, 20 i 30 km. Aquest anàlisi es complementa amb un estudi econòmic basat en els indicadors LCOE i VAN que permet comparar la viabilitat de cada configuració. Els resultats mostren que la compensació distribuïda millora el perfil de tensió, redueix fluxos reactius i manté un factor de potència gairebé unitari, amb avantatges econòmics clars en parcs de gran potència. En parcs petits, però, el cost afegit de la compensació intermèdia no queda compensat i la solució tradicional optimitzada continua essent la més adequada. El treball conclou que la configuració òptima depèn principalment de la potència instal·lada i de la longitud del cable: la compensació distribuïda és recomanable en sistemes de gran escala i cables llargs, mentre que en projectes de menor dimensió és suficient una compensació tradicional ben ajustada. En conjunt, es destaca la importància de dimensionar correctament la compensació reactiva per garantir una transmissió HVAC fiable, eficient i competitiva en el context de l’energia eòlica marina.