¿Cuál es el papel de la compensación de potencia reactiva en el sistema eléctrico?

En el sistema eléctrico, el papel de la compensación de potencia reactiva se refleja principalmente en los siguientes aspectos:

1. Mejorar el factor de potencia y reducir las pérdidas.

Problema: Las cargas inductivas (como motores, transformadores, etc.) absorben potencia reactiva, lo que produce una disminución del factor de potencia.

Función: Proporcionar potencia reactiva capacitiva a través de dispositivos de compensación (como condensadores, SVG, etc.) para compensar la demanda reactiva inductiva, mejorando así el factor de potencia.

Efecto: Reducir la pérdida de potencia activa de líneas y transformadores Evitar que las compañías de suministro eléctrico cobren tarifas de electricidad adicionales debido al bajo factor de potencia (muchas áreas imponen multas a los usuarios cuyo factor de potencia no cumple con los estándares).

2. Estabilizar el voltaje del sistema

Problema: Una potencia reactiva insuficiente provocará una caída del voltaje de la línea, especialmente cuando hay sobrecarga o se transmite a largas distancias.

Función: El dispositivo de compensación ajusta dinámicamente la potencia reactiva para mantener el voltaje dentro de un rango razonable.

Efecto: Previene caídas de tensión (como caídas de tensión al arrancar una carga grande). Mejora la fiabilidad del suministro eléctrico y evita daños en el equipo debido a la inestabilidad del voltaje.

3. Mejorar la capacidad de transmisión de la red eléctrica

Principio: La capacidad de transmisión de la línea de transmisión está limitada por el límite de estabilidad térmica (límite superior de corriente) y la estabilidad del voltaje.

Función: Después de reducir la corriente reactiva, la línea puede transportar más potencia activa.

Efecto: Liberar la capacidad de la red eléctrica y retrasar la demanda de inversión para su expansión.

4. Mejorar la calidad de la energía

Problema: Las cargas no lineales (como inversores y hornos de arco) generarán armónicos y fluctuaciones de voltaje.

Función: Los dispositivos modernos de compensación dinámica de potencia reactiva (como SVG y STATCOM) pueden responder rápidamente, suprimir armónicos y equilibrar el desequilibrio trifásico.

Efecto: Reduce el parpadeo de voltaje y la tasa de distorsión armónica y cumple con los requisitos de suministro de energía de equipos sensibles (como instrumentos de precisión).

5. Reducir los requisitos de capacidad del equipo

Por ejemplo: cuando no está compensado, el transformador debe soportar corrientes tanto activas como reactivas, lo que genera una "ocupación virtual" de la capacidad.

Función: Después de la compensación, la capacidad del transformador y la línea se pueden utilizar de manera más eficiente para transmitir potencia activa.

Efecto: Ahorro de costes de inversión en equipos (como elegir un transformador de menor capacidad).

Métodos comunes de compensación

Condensadores de conmutación fijos/grupales: de bajo coste, adecuados para cargas en estado estacionario.

Compensación dinámica (SVG, STATCOM): respuesta rápida (milisegundos), ideal para cargas con grandes fluctuaciones. Condensador de fase síncrona: método tradicional que proporciona soporte inercial, pero su operación y mantenimiento son complejos.

Escenarios de aplicación reales

Usuarios industriales: compensan cargas inductivas como motores y máquinas de soldar para reducir las facturas de electricidad.

Nuevos sitios de energía: los parques eólicos y las centrales fotovoltaicas utilizan SVG para compensar la energía reactiva y cumplir con los requisitos de conexión a la red.

Transmisión de larga distancia: instalar compensación en el medio o al final de la línea de transmisión para mantener la estabilidad del voltaje.

Resumen La compensación de potencia reactiva es un medio clave para la operación económica y segura del sistema eléctrico. Optimiza el flujo de potencia reactiva para lograr ahorro de energía y reducción de pérdidas, estabilidad de voltaje y liberación de capacidad, lo cual es crucial para las redes eléctricas modernas (especialmente en escenarios con un alto porcentaje de acceso a nueva energía).