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CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓN J. M. ARROYO DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA Y AUTOMÁTICA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES UNIVERSIDAD DE CASTILLA – LA LA MANCHA CAMPUS UNIVERSITARIO S/N E-13071 CIUDAD REAL ESPAÑA Mayo 2002

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CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓN

J. M. ARROYO

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA Y AUTOMÁTICAESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES

UNIVERSIDAD DE CASTILLA – LA LA MANCHA

CAMPUS UNIVERSITARIO S/NE-13071 CIUDAD REAL

ESPAÑA

Mayo 2002

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 1

CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓNCONTENIDOS

1. MODELO DEL GENERADOR

2. MODELO DE LA CARGA

3. MODELO DEL SISTEMA MOTRIZ

4. MODELO DEL REGULADOR

5. MODELO DE LA LÍNEA DE INTERCONEXIÓN

6. DOS ÁREAS INTERCONECTADAS

7. ASIGNACIÓN DE LA PRODUCCIÓN

8. IMPLEMENTACIÓN DEL AGC

9. BIBLIOGRAFÍA

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 2

CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓN

• CONTROL PRIMARIO

EQUILIBRIO INSTANTÁNEO EN POTENCIA ACTIVA (∆ENERGÍA CINÉTICA = ∆DEMANDA)RESPUESTA DE 2 A 20 SEGUNDOSCONTROL AUTOMÁTICO Y LOCAL

• CONTROL SECUNDARIO

MANTIENE LA FRECUENCIA CONSTANTERESPUESTA DEL ORDEN DE 1 MINUTOCONTROL AUTOMÁTICO Y LOCAL

• CONTROL TERCIARIO (DESPACHO ECONÓMICO)

ACTUALIZACIÓN DE LA REFERENCIA DE POTENCIA DE CADA GENERADORSE REALIZA CADA 5 MINUTOSCONTROL ALGORÍTMICO EN EL CENTRO DE CONTROL

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 3

CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓN

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 4

CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓN

AGC SISTEMA DE CONTROL CON TRES OBJETIVOS PRINCIPALES:

1. MANTENER LA FRECUENCIA DEL SISTEMA LO MÁS CERCA POSIBLE A UN VALOR NOMINALESPECIFICADO

2. MANTENER EL VALOR CORRECTO DE POTENCIA INTERCAMBIADA ENTRE DISTINTAS ÁREASDE CONTROL

3. MANTENER LA PRODUCCIÓN DE CADA CENTRAL AL VALOR FIJADO EN EL DESPACHOECONÓMICO

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 5

MODELO DEL GENERADORNOTACIÓN

ω VELOCIDAD ANGULAR (RAD/S)α ACELERACIÓN ANGULARδ ÁNGULO DE UNA MÁQUINA GIRATORIATnet PAR ACELERADOR NETO EN UNA MÁQUINA GIRATORIATmec PAR MECÁNICOTel PAR ELÉCTRICOPnet POTENCIA NETAPmec POTENCIA MECÁNICA DE ENTRADAPel POTENCIA ELÉCTRICA DE SALIDAI MOMENTO DE INERCIA DE LA MÁQUINAM MOMENTO ANGULAR DE LA MÁQUINA

ESTAS MAGNITUDES (EXCEPTO EL ÁNGULO DE FASE) SE EXPRESAN EN MAGNITUDESUNITARIOS (p.u.)

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08/05/02 6

CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓNMODELO DEL GENERADOR

GENERADOR:

MASA GIRATORIA SOBRE LA QUE ACTÚAN DOS PARES OPUESTOS: EL PAR MECÁNICO(ACELERADOR) Y EL PAR ELÉCTRICO (DECELERADOR)

RELACIONES BÁSICAS:

netTI =α

IM ω=

( ) α=αω=ω= MITP netnet

ω0 VELOCIDAD ANGULAR NOMINAL

δ0 ÁNGULO DE FASE INICIAL

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 7

CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓNMODELO DEL GENERADOR

LAS DIFERENCIAS EN EL PAR MECÁNICO Y ELÉCTRICO PRODUCEN ACELERACIONES YDECELERACIONES

∆ω DESVIACIONES EN VELOCIDAD

∆δ DESVIACIONES EN LA FASE

DESVIACIÓN EN LA FASE = FASE DE LA MÁQUINA SUJETA A UNA ACELERACIÓN α RESPECTO AUN EJE DE REFERENCIA GIRANDO A LA VELOCIDAD ω0

VELOCIDAD DE LA MÁQUINA BAJO ACELERACIÓN:

ω ω α= +0 t

( ) ∫∫ α=⋅ω−⋅α+ω=δ∆ 200 t

21dtdtt

( ) tdtd

α=δ∆=ω∆

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08/05/02 8

CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓNMODELO DEL GENERADOR

RELACIÓN ENTRE ∆δ, ∆ω Y Tnet:

( ) ( )δ∆=ω∆=α= 2

2

net dtdI

dtdIIT

RELACIÓN ENTRE Pnet, Pmec Y Pel:

elmecnet PPP −=

net0netnet PPP ∆+=

0el0mec0net PPP −=

elmecnet PPP ∆−∆=∆

( ) ( )elmec0el0mecnet PPPPP ∆−∆+−=

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 9

CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓNMODELO DEL GENERADOR

DE LA MISMA FORMA PARA LOS PARES:

( ) ( )elmec0el0mecnet TTTTT ∆−∆+−=

( ) ( )net0net0netnet0netnet TTTPPP ∆+⋅ω∆+ω=ω=∆+=

( ) ( ) ( ) ( ) ( )[ ]elmec0el0mec0elmec0el0mecnet TTTTPPPPP ∆−∆+−⋅ω∆+ω=∆−∆+−=

EN RÉGIMEN PERMANENTE:

0el0mec PP =

0el0mec TT =

Y DESPRECIANDO LOS TÉRMINOS DE SEGUNDO ORDEN EN LOS PRODUCTOS DE ∆ω CON ∆TMEC Y∆Tel:

( )elmec0elmecnet TTPPP ∆−∆ω=∆−∆=∆

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08/05/02 10

CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓNMODELO DEL GENERADOR

RELACIÓN ENTRE Tnet Y ∆ω:

( ) ( ) ( )ω∆=∆−∆+−=dtdITTTTT elmec0el0mecnet

POR ÚLTIMO:

( ) ( )ω∆=ω∆ω=∆−∆dtdM

dtdIPP 0elmec

APLICANDO LA TRANSFORMADA DE LAPLACE:

ω∆=∆−∆ MsPP elmec

LAS UNIDADES DE M SON W/RAD·S2. SIEMPRE SE USARÁ POTENCIA EN POR UNIDAD, DONDE LABASE ES LA DE LA MÁQUINA

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08/05/02 11

CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓNMODELO DEL GENERADOR

-+∆Pmec

∆Pel

∆ω1

Ms

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08/05/02 12

CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓNMODELO DE LA CARGA

TIPOS DE CARGAS:

• CARGAS RESISTIVAS

• MOTORES (CARGAS PREDOMINANTES)

ω∆

∆ω∆=∆ )frec(L

)frec(LP

=D o DP

D CAMBIO PORCENTUAL EN LA CARGA DIVIDIDO POR EL CAMBIO PORCENTUAL EN LAFRECUENCIA

CAMBIO EN LA POTENCIA ELÉCTRICA:

ω∆+∆=∆ DPP Lel

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 13

MODELO DE LA CARGA

+

-+∆Pmec

∆PL

∆ω1

Ms D+

--∆Pmec

∆PL

∆ω1

Ms

D

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

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CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓNMODELO DEL SISTEMA MOTRIZ

SISTEMA MOTRIZ DE UN GENERADOR:

• TURBINA DE VAPOR

• TURBINA HIDRÁULICA

EL MODELO RELACIONA LA POSICIÓN DE LA VÁLVULA QUE CONTROLA EL FLUJO DE VAPOR (OAGUA) CON LA POTENCIA PRODUCIDA

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 15

CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓNMODELO DEL SISTEMA MOTRIZ

∆Pval∆Pmec

11+ sTCH

TCH CONSTANTE DE TIEMPO

∆PVAL CAMBIO POR UNIDAD EN LA POSICIÓN DE LA VÁLVULA CON RESPECTO A LAPOSICIÓN NOMINAL

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MODELO DEL SISTEMA MOTRIZ + GENERADOR + CARGA

+∆Pval ∆Pmec1

1+ sTCH -

∆PL

∆ω1

Ms D+

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CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓNMODELO DEL REGULADOR

HIPÓTESIS: UN GRUPO TRABAJA A POTENCIA MECÁNICA FIJA

CAMBIO EN LA CARGA ⇒ CAMBIO EN LA VELOCIDAD ⇒ CAMBIO EN LA FRECUENCIA

SOLUCIÓN: REGULADOR

MIDE LA VELOCIDAD DE LA MÁQUINA

AJUSTA LA VÁLVULA DE ADMISIÓN ⇒ ∆PMEC = ∆PCARGA ⇒ f = fNOMINAL

TIPOS DE REGULADOR:

• MECÁNICOS REGULADOR CENTRÍFUGO DE WATT

• ELECTRÓNICOS REGULADOR ISÓCRONO

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 18

CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓNREGULADOR ISÓCRONO

AJUSTA LA VÁLVULA DE ENTRADA ⇒ FRECUENCIA NOMINAL

ACCIÓN DE RESET:

1. ∆ω = ω - ωREF2. ∆ω ES NEGADO, AMPLIFICADO CON UNA GANANCIA KG E INTEGRADO ⇒ ∆PVAL3. SI ∆ω < 0 ⇒ SE ABRE LA VÁLVULA DE VAPOR

PARA 2 O MÁS GENERADORES ⇒ NO SE PUEDE USAR

∆ω DEBE SER NULO CON DIFERENTES VALORES DE LA POTENCIA GENERADA

SOLUCIÓN: BUCLE DE REALIMENTACIÓN ALREDEDOR DEL INTEGRADOR

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 19

CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓNREGULADOR ISÓCRONO

+

-1

Eje degiro

∆ω∆Pval

=−=+

válvula Cerrar válvula Abrir

-

Dispositivo demedida de la

velocidad

Sistema motrizVálvula

devapor

Vapor

KG∫

ω

ωref

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

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REGULADOR CON BUCLE DE REALIMENTACIÓN

∆ω +

Eje degiro

∆Pval

=−=+

válvula Cerrar válvula Abrir

Punto dereferenciade la carga

+

-

--

Dispositivo demedida de la

velocidad

Sistema motrizVálvula

devapor

Vapor

-∑∑KG∫

∑ R

ω

ωref

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 21

REGULADOR CON BUCLE DE REALIMENTACIÓNDIAGRAMA DE BLOQUES

ω

ω

+

+

∆ P v a l

ω

∆ P v a l

+

ω r e f

+

∆ ω

R e fe r e n c iad e la c a r g a

- -

∑ Ks

G

R -∑

-∑

ω r e f ∆ ω

R e fe r e n c iad e la c a r g a

+ -

∑1

1 1+ s K RG

-∑

R1

∆ P v a l

+

ω r e f ∆ ω

R e fe r e n c iad e la c a r g a

-∑ 1

1 + s TG-∑

R1

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 22

CARACTERÍSTICA FRECUENCIA-POTENCIA DE UNREGULADOR

R

f0

Frecuencia

0.5 1.0Potencia

p.u.

R PENDIENTE DE LA CARACTERÍSTICA POTENCIA-FRECUENCIA. DETERMINA EL CAMBIO ENLA SALIDA DEL GENERADOR PARA UN CAMBIO DADO EN LA FRECUENCIA

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 23

REPARTO DEL CAMBIO DE CARGA

f’

Frecuencia

f0

P1 P1’

Frecuencia

P2 P2’Potencia de la central 1 Potencia de la central 2

2'21

'1L PPPPP −+−=∆

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 24

VARIADOR DE VELOCIDADES

VARIADOR DE VELOCIDADES

MODIFICA LA REFERENCIA DE LA CARGA ⇒ MODIFICA LA CARACTERÍSTICA DELREGULADOR ⇒ FRECUENCIA NOMINAL A CUALQUIER POTENCIA DE SALIDA

PUNTO DE REFERENCIA DE LA CARGA

ENTRADA DE CONTROL BÁSICA

PERMITE MANTENER LA SALIDA DEL GENERADOR MANTENIENDO LA FRECUENCIA DELSISTEMA CERCA DE SU VALOR NOMINAL

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 25

VARIADOR DE VELOCIDADES

Punto de referenciade la carga para

velocidad nominalsin carga

Velocidad nominala media carga

Velocidad nominal a plena carga

f0

Frecuencia

0.5 1.0

Potenciap.u.

p.u. P

R∆ω∆

=

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 26

REGULADOR + SISTEMA MOTRIZ + MASA + CARGA

+

Masagiratoriay carga

-Punto de lacarga de

referencia

-+ ∆Pmec∆Pval

∆ω

∆PL

11 + sTCH

1Ms D+

11 + sTG

1R

ReguladorSistemamotriz

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 27

REGULADOR + SISTEMA MOTRIZ + MASA + CARGA

SI SE SOMETE A ESTE GENERADOR A UN ESCALÓN EN LA CARGA:

sP)s(P L

L∆

=∆

FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA: VARIACIÓN EN LA CARGA ∆PL EN FUNCIÓN DEL CAMBIO ENLA FRECUENCIA ∆ω

+

+

+

+

+−

∆=ω∆

DMs1

sT11

sT11

R11

DMs1

)s(P)s(

CHG

L

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 28

REGULADOR + SISTEMA MOTRIZ + MASA + CARGA

ESTADO ESTACIONARIO DE ∆ω(s)

[ ]D

R1

P

D1

R11

D1P

)s(s lim LL

0sioestacionar estado+

∆−=

+

∆−

=ω∆=ω∆→

SI D = 0:LPR ∆⋅−=ω∆

SI VARIOS GENERADORES (CADA UNO CON SU PROPIO REGULADOR Y SISTEMA MOTRIZ)ESTUVIERAN CONECTADOS AL SISTEMA:

DR1

R1

R1

P

n21

L

++++

∆−=ω∆

K

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 29

MODELO DE LA LÍNEA DE INTERCONEXIÓN

POTENCIA POR UNA LÍNEA DE TRANSPORTE (MODELO DC DE LA RED):

( )21línea

línea X1P θ−θ=

Xlínea REACTANCIA DE LA LÍNEA QUE UNE LOS NUDOS 1 Y 2

θ1 FASE DEL NUDO 1

PERTURBANDO ESTE VALOR ESTACIONARIO:

( )21línea

línea X1P θ∆−θ∆=∆

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 30

MODELO DE LA LÍNEA DE INTERCONEXIÓN

EN FUNCIÓN DE LAS VELOCIDADES:

( )21línea sTP ω∆−ω∆=∆

∆θ(rad), ∆ω(p.u. rad/s) ⇒ líneaX

f2T π=

T COEFICIENTE DE RIGIDEZ DE LA LÍNEA

f FRECUENCIA DEL SISTEMA

SI SE SUPONE QUE LAS POTENCIAS MECÁNICAS SON CONSTANTES, LAS MASAS GIRATORIAS YLA LÍNEA TIENEN CARACTERÍSTICAS OSCILATORIAS AMORTIGUADAS DENOMINADASOSCILACIONES DE SINCRONIZACIÓN

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 31

DOS ÁREAS INTERCONECTADAS

+

-

+

∆Pm ec1

+

∆Plínea

-Referenciade la carga

-∆ω1

∆PL1

11 1M s D+

11R

SistemamotrizRegulador

-

-

Referenciade la carga

-

+ ∆Pm ec2 ∆ω2

∆PL2

12 2M s D+

Regulador

+

12R

Ts

Sistemamotriz

+

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 32

DOS ÁREAS INTERCONECTADAS

RÉGIMEN PERMANENTE (OSCILACIONES SINCRONIZACIÓN AMORTIGUADAS, FRECUENCIA CTE.)

( ) ( ) 0dt

ddt

d y 2121 =

ω∆=

ω∆ω∆=ω∆=ω∆

SI ∆PL1 ≠ 0 Y ∆PL2 = 0:

11Llínea1mec DPPP ω∆=∆−∆−∆

2línea2mec DPP ω∆=∆+∆

11mec R

P ω∆−=∆

22mec R

P ω∆−=∆

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 33

DOS ÁREAS INTERCONECTADAS

FINALMENTE:

+ω∆=∆−∆− 1

11Llínea D

R1 PP

+ω∆=∆ 2

2línea D

R1 P

2121

1L

DDR1

R1

P

+++

∆−=ω∆

CAMBIO EN EL FLUJO DE POTENCIA:

2121

22

1L

líneaDD

R1

R1

DR1 P

P+++

+∆−

=∆

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 34

CONTROL EN ÁREAS INTERCONECTADAS

LOS SISTEMAS SE INTERCONECTAN POR LAS SIGUIENTES DOS RAZONES:

• COMPRA Y VENTA DE ENERGÍA CON LOS SISTEMAS VECINOS

• MANTENIMIENTO DE LA FRECUENCIA DEL SISTEMA EN CASO DE FALLO DE UNACENTRAL

APARECE EL PROBLEMA DEL REPARTO DE LA PRODUCCIÓN PARA SATISFACER LA DEMANDA

EL SISTEMA DE CONTROL USA DOS TIPOS DE INFORMACIÓN:

• FRECUENCIA DEL SISTEMA

• ENERGÍA NETA QUE FLUYE POR LAS LÍNEAS DE INTERCONEXIÓN

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 35

CONTROL EN ÁREAS INTERCONECTADASREGLAS DEL CONTROL

• SI LA FRECUENCIA DISMINUYE Y LA ENERGÍA NETA DE INTERCAMBIO QUE SALE DEL SISTEMAAUMENTA, SE HA PRODUCIDO UN AUMENTO DE LA CARGA FUERA DEL SISTEMA

• SI LA FRECUENCIA DISMINUYE Y LA ENERGÍA NETA DE INTERCAMBIO QUE SALE DEL SISTEMADISMINUYE, SE HA PRODUCIDO UN AUMENTO DE LA CARGA DENTRO DEL SISTEMA

• SI LA FRECUENCIA AUMENTA Y LA ENERGÍA NETA DE INTERCAMBIO QUE SALE DEL SISTEMAAUMENTA, SE HA PRODUCIDO UNA DISMINUCIÓN DE LA CARGA DENTRO DEL SISTEMA

• SI LA FRECUENCIA AUMENTA Y LA ENERGÍA NETA DE INTERCAMBIO QUE SALE DEL SISTEMADISMINUYE, SE HA PRODUCIDO UNA DISMINUCIÓN DE LA CARGA FUERA DEL SISTEMA

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 36

CONTROL EN ÁREAS INTERCONECTADAS

ÁREA DE CONTROL

PARTE DE UN SISTEMA INTERCONECTADO DONDE LA CARGA Y LA PRODUCCIÓN SEDEBEN CONTROLAR MEDIANTE LAS REGLAS ANTERIORES

LÍMITE DEL ÁREA DE CONTROL

PUNTOS DE LAS LÍNEAS DE INTERCONEXIÓN DONDE SE MIDE EL FLUJO DE POTENCIA

ERROR DEL ÁREA DE CONTROL (ACE)

VARIACIÓN EN LA PRODUCCIÓN DEL ÁREA NECESARIA PARA RESTABLECER LAFRECUENCIA Y EL INTERCAMBIO NETO A SUS VALORES DESEADOS

ω∆−∆−= 1int1 net1 BPACE

ω∆−∆−= 2int2 net2 BPACE

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

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CONTROL EN ÁREAS INTERCONECTADAS

B1 Y B2 FACTORES DE SESGO EN FRECUENCIA

11

1 DR1B +=

22

2 DR1B +=

1L

2121

1L1

121

21

22

1L

1 PDD

R1

R1

P DR1

DDR1

R1

DR1P

ACE ∆=

+++

∆−

+−

+++

+∆

=

0DD

R1

R1

P DR1

DDR1

R1

DR1P

ACE21

21

1L2

221

21

22

1L

2 =

+++

∆−

+−

+++

+∆−

=

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 38

CONTROL EN ÁREAS INTERCONECTADAS

-

+

∆Pnet int1

ACE2

ACE1

+

-

-

-

+

-

+

∆Pmec1

+

∆Plínea

-

-∆ω1

∆PL1

11 1M s D+

11R

SistemamotrizRegulador

-

-

+ ∆Pmec2 ∆ω2

∆PL2

12 2M s D+Regulador

12R

Ts

Sistemamotriz

+

sK

sK

B1

B2

-∆Pnet int2

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 39

ASIGNACIÓN DE LA PRODUCCIÓN

SE ACOPLA UN DESPACHO ECONÓMICO AL MECANISMO DE CONTROL PARA QUE ÉSTE TENGAINFORMACIÓN DE CUÁNTA PRODUCCIÓN DE CADA ÁREA ES REQUERIDA POR CADA CENTRAL

LA CARGA DE UN SISTEMA DE ENERGÍA VARÍA CONTINUAMENTE

ES IMPOSIBLE ESPECIFICAR UNA PRODUCCIÓN TOTAL, CALCULAR EL DESPACHO ECONÓMICOPARA TODAS LAS CENTRALES Y LUEGO DAR AL MECANISMO DE CONTROL LOS VALORES DELA PRODUCCIÓN DE CADA CENTRAL

SE REALIZA UN DESPACHO ECONÓMICO CADA POCOS MINUTOS

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08/05/02 40

ASIGNACIÓN DE LA PRODUCCIÓN

LA ASIGNACIÓN DE LA PRODUCCIÓN DEBE HACERSE DE FORMA INSTANTÁNEA CUANDO LACARGA TOTAL DEL ÁREA CAMBIA

SE UTILIZAN PUNTOS BASE Y FACTORES DE PARTICIPACIÓN

EL DESPACHO ECONÓMICO SE EJECUTA CON UNA PRODUCCIÓN TOTAL IGUAL A LA SUMA DELOS VALORES ACTUALES MEDIDOS DE LA GENERACIÓN DE LAS CENTRALES. EL RESULTADODE ESTE CÁLCULO ES UN CONJUNTO DE GENERACIONES PUNTOS BASE QUE ES IGUAL A LAMAYORÍA DE LAS SALIDAS ECONÓMICAS DE CADA CENTRAL

LA TASA DE CAMBIO DE LA GENERACIÓN DE CADA CENTRAL CON RESPECTO AL CAMBIO EN LAGENERACIÓN TOTAL SE LLAMA FACTOR DE PARTICIPACIÓN (SU SUMA ES LA UNIDAD)

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 41

ASIGNACIÓN DE LA PRODUCCIÓN

∑−=∆i

ibasetotal nuevatotal PPP

Pibase ES LA OBTENIDA DEL DESPACHO ECONÓMICO

totaliibaseides PpfPP ∆⋅+=

∑ =i

i 1pf

VARIACIÓN DEL COSTE VARIABLE DE PRODUCCIÓN (Fi) CON LA POTENCIA PRODUCIDA (Pi)

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

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ASIGNACIÓN DE LA PRODUCCIÓN

CÁLCULO DE LOS FACTORES DE PARTICIPACIÓN

i0''

ii PF ∆≅λ∆=λ∆

''1

1 FP λ∆

=∆ , ''2

2 FP λ∆

=∆ , ..., ''N

N FP λ∆

=∆

∑λ∆=∆++∆+∆=∆i

''i

N21D F1PPPP K

∑=

∆∆

=

i''

i

''i

D

ii

F1

F1

PPpf

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 43

AGC

∆Pmec

+-

Referenciade la carga

-∆ω

∆PL

1Ms D+

1R

SistemamotrizRegulador K

s+

Controlintegral

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 44

IMPLEMENTACIÓN DEL AGC

AL CENTRO DE CONTROL LLEGA LA INFORMACIÓN DEL SISTEMA POR TELEMETRÍA. LASACCIONES DE CONTROL SE DETERMINAN EN UN ORDENADOR Y LUEGO SE TRANSMITEN A LASCENTRALES POR TELEMETRÍA

EL CENTRO DE CONTROL NECESITA LA SIGUIENTE INFORMACIÓN:

1. PRODUCCIÓN DE CADA CENTRAL ACOPLADA2. FLUJO DE POTENCIA POR CADA LÍNEA DE INTERCONEXIÓN CON LOS SISTEMAS VECINOS3. FRECUENCIA DEL SISTEMA

SE TRANSMITEN PULSOS DE LONGITUD VARIABLE (CODIFICACIÓN DIGITAL) DE FORMA QUE ELCONTROLADOR AUMENTA O DISMINUYE EL PUNTO DE REFERENCIA DE LA CARGA DE FORMAPROPORCIONAL A LA LONGITUD DEL PULSO

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08/05/02 45

IMPLEMENTACIÓN DEL AGC

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IMPLEMENTACIÓN DEL AGC

EL BUCLE DE CONTROL BÁSICO ESTÁ FORMADO POR UN INTEGRADOR CON GANANCIA K

Punto dereferenciade la carga

-+Pdes

Salidadeseada

PgenSalidaK

s

ReguladorSistemamotriz

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IMPLEMENTACIÓN DEL AGC

Pdes Controllógico Estación

detelemetríaprincipal

Estaciónde

telemetríaremota

Controllógico

ReguladorSistema motriz

Centro de control Central

Pgen

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 48

IMPLEMENTACIÓN DEL AGCACCIONES DE CONTROL

• CÁLCULO DEL ERROR EN LA PRODUCCIÓN TOTAL CON RESPECTO A LA PRODUCCIÓNDESEADA

• CÁLCULO DEL ERROR DE PRODUCCIÓN INDIVIDUAL DE CADA CENTRAL

• REDUCCIÓN DEL ERROR A CERO ⇒ PRODUCCIÓN DEL DESPACHO ECONÓMICO

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IMPLEMENTACIÓN DEL AGC

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J. M. Arroyo Control Automático de la Generación

08/05/02 50

IMPLEMENTACIÓN DEL AGCCRITERIOS DE DISEÑO

• SEÑAL DEL ERROR PEQUEÑA (DESVIACIÓN ESTÁNDAR DEL ERROR PEQUEÑA)

• INTEGRAL DEL ERROR PEQUEÑA (EVITAR DERIVA DEL ERROR, ERRORES DE INTERCAMBIOINADVERTIDOS)

• NÚMERO DE ACCIONES DE CONTROL MÍNIMO (EVITAR SEGUIMIENTO DE VARIACIONESALEATORIAS DE LA CARGA)

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CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓNCARACTERÍSTICAS

• ACCIÓN DE AYUDA SI SE REQUIERE UN CAMBIO EN LA PRODUCCIÓN RÁPIDO INTERVENDRÁN OTRAS CENTRALESAUNQUE NO SEA LO MÁS ECONÓMICO HASTA QUE EL ERROR SEA CERO

• FILTRADO DEL ERROR DE GENERACIÓN FILTROS NO LINEALES ADAPTATIVOS PARA SEPARAR EL RUIDO ALEATORIO DE LASVERDADERAS DESVIACIONES DEL ERROR

• LÓGICA DE FALLO DE LA TELEMETRÍA RECONOCIMIENTO DE FALLO EN LA TRANSMISIÓN

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CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓNCARACTERÍSTICAS

• DETECCIÓN DEL CONTROL DE LA CENTRAL SI UNA CENTRAL NO RESPONDE AL CENTRO DE CONTROL SE SUSPENDE EL CONTROL PARAESA CENTRAL Y SE REPARTEN LAS ACCIONES DE CONTROL ENTRE EL RESTO

• CONTROL DE RAMPAS LÓGICA ESPECIAL QUE PERMITA VARIAR LA PRODUCCIÓN RESPETANDO LAS RAMPAS

• MODOS DE CONTROL DE LAS CENTRALES− CONTROL MANUAL− CONTROL EN BASE− CONTROL EN BASE Y REGULACIÓN

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CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓNBIBLIOGRAFÍA

O. I. ELGERD. “ELECTRIC ENERGY SYSTEMS THEORY. AN INTRODUCTION”. MC GRAW-HILL, INC.,NEW YORK, 1982 (2ª ED.)

A. J. WOOD, B. F. WOLLENBERG. “POWER GENERATION, OPERATION AND CONTROL”. JOHN WILEY& SONS. NEW YORK, 1996 (2ª ED.)

I. J. NAGRATH, D. P. KOTHARI. “MODERN POWER SYSTEM ANALYSIS”. TATA MC GRAW-HILL, NEWDELHI, 1989 (2ª ED.)