El control avanzado “Grid Forming” (GFM) de generación y demanda podría permitir la instalación de una capacidad adicional de generación de energía renovable de 60 GW en España, de los cuales 10 GW estarían conectados a la red de distribución con poca o ninguna necesidad de refuerzo. Además, el control GFM podría reducir el 20% de generación sincróna mínima que actualmente se requiere para el funcionamiento seguro del sistema.
Sin embargo, la experiencia industrial actual con dispositivos GFM sigue siendo muy limitada, particularmente a nivel de distribución, donde los riesgos de estabilidad, protección, aislamiento y calidad del suministro están limitando la capacidad de conexión de la generación renovable en este tipo de redes.
Al mismo tiempo, los avances tecnológicos están creando desafíos que pueden ser, en parte, abordados mediante mejoras en el control GFM.

Esta propuesta tiene como objetivo el desarrollo de soluciones avanzadas de control y protección (C&P) GFM para aumentar la capacidad renovable con bajo coste marginal y su uso en tres escenarios específicos de aplicación.
El primer objetivo específico es el desarrollo de un control y protección GFM mejorado para la generación y la demanda, para aumentar la capacidad de acceso en barras débiles sin comprometer la estabilidad transitoria y que sea robusto ante resonancias cercanas a la frecuencia fundamental.
Las estrategias de control desarrolladas se utilizarán en tres escenarios de aplicación:

• Control y nuevas topologías de convertidores de “Grid Forming” para la conexión a redes HVDC de plantas de energía fotovoltaica y eólica marina
• Contribución de la demanda a la estabilidad del sistema (bombeo GFM a velocidad variable)
• Control y protección GFM coordinados para aumentar la capacidad de conexión.

Según esto, las contribuciones esperadas del proyecto son:

1. Diseño de controladores GFM para aumentar la capacidad en barras débiles sin comprometer la estabilidad transitoria y robustos ante resonancias cambiantes cercanas a la frecuencia fundamental.
2. Desarrollo de topologías avanzadas de convertidores y estrategias de control para integrar grandes plantas renovables (eólica y fotovoltaica) con redes HVDC de ±525kV, incluyendo regulación de voltaje en la red DC y escalabilidad a plantas fotovoltaicas de gigavatios. Esto permitiría una reducción de costos en la integración a gran escala de energía eólica marina y fotovoltaica.
3. Control “Grid Forming” de sistemas de bombeo a velocidad variable para mejorar la robustez del sistema, la contribución inercial y la estabilidad, especialmente en modo de bombeo, modo STATCOM y cerca de estaciones HVDC y teniendo en cuenta las limitaciones de rango de potencia.
4. Desarrollo de métodos de control y protección GFM para contribuir a aumentar la capacidad de conexión de las redes de distribución sin necesidad de condensadores sincrónicos y desplegar generación embebida GFM en redes de distribución de forma segura y eficiente.

Los avances en los objetivos propuestos pueden contribuir a importantes ahorros de costos en todos los escenarios considerados. Por ejemplo, el objetivo 4 puede contribuir a ahorros superiores a 800 MEuro en la conexión de generación renovable a redes de distribución