TP 7 - Control de potencia activa - Cátedras Facultad de Ciencias

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUCUMÁN
Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología
CENTRALES ELÉCTRICAS
TRABAJO PRÁCTICO Nº 7
Control estático de potencia activa y frecuencia
ALUMNO:
AÑO 2014
Página 1
Objetivo
El objetivo de este trabajo práctico es afianzar los conceptos básicos del control
estático de generación de potencia activa y regulación de frecuencia en un
sistema eléctrico de potencia.-
Resumen
El control convencional en los SEP tiene como fin, mantener el equilibrio
entre la potencia generada y la potencia demandada, y la frecuencia en su valor
programado.
La demanda tiene un comportamiento aleatorio, por lo que se produce
continuamente un desequilibrio entre dichas potencias. Como consecuencia de
esto, ocurren variaciones en la frecuencia del sistema. Por lo tanto la frecuencia
da información acerca del desequilibrio de potencias producido. Esta
información se transmite como señales de comando a los mecanismos de
regulación, que serán los encargados de restaurar el valor de la frecuencia a la
programada. Los mecanismos de regulación son fundamentalmente dos. Uno
llamado regulador primario, y otro secundario.
El regulador primario, generalmente funciona en todos los generadores
del sistema, es el que realiza el equilibrio entre la potencia generada total y la
demanda. Debido a las características del regulador primario, el equilibrio se
produce a una frecuencia diferente a la preestablecida. El regulador secundario,
generalmente ubicado en una o pocas unidades generadoras, es el que restaura
el valor de frecuencia, manteniendo el equilibrio entre oferta y demanda.
Cabe señalar que el sistema tiene su propia regulación o amortiguamiento,
ya que la demanda está en función de la frecuencia. Este amortiguamiento,
aunque pequeño, favorece la actuación de los reguladores.
En la actualidad los sistemas o áreas se conectan entre sí, para dar una
mayor confiabilidad en su operación, y minimizar sus costos operativos. Pero
esto resulta en una mayor complejidad en el control de las diferentes áreas que
componen el sistema interconectado. Los desequilibrios de un área se trasladan
a las vecinas, por lo tanto el tanto el control de estos sistemas debe tener en
cuenta además de la frecuencia, la variación de los intercambios entre áreas. Se
utiliza un elemento conceptual llamado ECA (error de control de área), para
conseguir que la frecuencia del sistema y el intercambio entre áreas sea el
programado.
2|Page
PROBLEMA 1
Para el sistema sencillo de la figura, explicar la actuación del amortiguamiento
propio de un SEP, frente a una variación en la demanda.
G1
Pw1
1
M2
I 12
M
2
I 34
3
M3
4
M
5
G4
Pw5
Perturbación: Incremento súbito en el consumo del motor M2.
No se considera la actuación de las regulaciones de las máquinas. Se desprecian
las pérdidas en las líneas. Las cargas Pw1 y Pw2 son óhmico-resistivas.
Explicar cualitativamente, a partir de una condición inicial de equilibrio, que pasa
en el sistema con posterioridad a la perturbación y qué con qué condición se da
una nueva situación de equilibrio. Graficar la característica de frecuencia en
función de la demanda para el sistema.
3|Page
PROBLEMA 2
Dos generadores de Pn 40 MW y 80 MW, tienen estatismos de 4 y 5 %,
respectivamente. Operan en paralelo abasteciendo una demanda de 70 MW, 50
Hz. El G1 abastece 20 MW y el G2 50 MW. La carga se incrementa en 6 MW.
a) Asumiendo que el amortiguamiento del sistema es nulo (AM=0), encontrar la
desviación de frecuencia para estado estacionario y cómo se reparte la carga.
b) Si el amortiguamiento del sistema es 2,5 [MW/Hz], encontrar la desviación de
frecuencia para estado estacionario y cómo se reparte la carga.
c) Representar gráficamente en diagramas f(Pw), como se reparte la carga.
Representar qué ocurre si el G2 posee regulación secundaria de frecuencia.-
4|Page