Protocolo de pruebas y validación de reguladores de velocidad – Aplicación práctica en la central hidroeléctrica Delsitanisagua

Abstract

La regulación de frecuencia, a través de mecanismos de control y reservas de generación disponible, busca responder en forma adecuada a las exigencias del sistema eléctrico y corregir así, las variaciones de frecuencias que surgen como producto del desbalance generación y carga. Por lo tanto, la capacidad de regular la frecuencia y mantenerla dentro de ciertos límites otorga mayor seguridad y control sobre la operación del sistema. Bajo este contexto, es necesario el desarrollo de metodologías que permitan la respuesta rápida y precisa de los equipos de control potencia - frecuencia; concretamente de los reguladores de velocidad, también conocidos como gobernadores, que son indispensables en la Regulación Primaria de Frecuencia (RPF).
 Dentro de este campo, la Subgerencia Nacional de Investigación y Desarrollo (SID) de CENACE propone un protocolo de pruebas y una metodología de sintonización de reguladores de velocidad, mismos que fueron aplicados con gran éxito en la central hidroeléctrica Delsitanisagua. En este artículo se presentan los principales resultados alcanzados, conclusiones y recomendaciones.

Herramienta de Identificación Paramétrica, Validación y Sintonización de Reguladores de Velocidad Mediante Algoritmos de Optimización Heurísticos

“…Los algoritmos de optimización heurística son ampliamente usados para resolver este tipo de problemas, por ejemplo en [8] se utiliza el "Hybrid Cuckoo Search" para identificar el sistema turbina-gobernador y sistema de excitación de una central a gas. Por otro lado, en [9], [7], [10] se utiliza el algoritmo heurístico "Mean-Variance Mapping Optimization" (MVMO). En estas metodologías se utiliza el DIgSILENT PowerFactory para simular la respuesta dinámica, cuyos resultados se comparan con registros de eventos o pruebas controladas, obtenidos de unidades de medición fasorial (PMUs, por sus siglas en inglés).…”

“…El objetivo de la identificación es modelar el sistema de control de forma tal que, la simulación sea razonablemente semejante al resultado de un evento o prueba controlada [9]. Por otro lado, el proceso de sintonización del modelo requiere de una comprensión profunda del proceso que se está modelando y el propósito para el cual se utilizará el modelo [7]; esto con la finalidad de encontrar los parámetros adecuados para un correcto funcionamiento, cumpliendo normas y códigos de red .…”

“…Para la intervención de la central y lectura de las señales se considera idóneo el conexionado y protocolo de pruebas definido en [9]. En este protocolo, todos los equipos se conectan directamente con el sistema WAMS de CENACE, WAProtector [38], para su almacenamiento, sincronización y análisis a través de los despliegues diseñados en la interfaz gráfica realizada para las pruebas.…”

Methodology for Identifying Representative Rates of Change of Frequency (ROCOFs) in an Electric Power System against N-1 Contingencies

“…The references extracted from PowerFactory are the mechanical power of each generator and the frequency of the system. Once these measurements are obtained, an optimization tool (lsqcurvefit of Matlab 2022b) is used to identify the constants F, T, and Km of Equation (2).…”

“…An excess or deficit in power generation produces a change in frequency, possibly resulting in values outside the admissible operating ranges. In order to maintain stability, power-frequency controls are designed, which allow one to maintain the generation-demand balance, achieving frequency values within the admissible operating range [2].…”