Turbinas Con Pid Difuso

TURBINAS CON PID DIFUSO
E
n este artículo se presenta la aplicación de la tec-nología de la lógica difusa al control de turbinasde gas con el propósito de evaluarla en uno de los pro-cesos más difíciles y con requerimientos más estrictos de con-trol que existen en la industria de generación eléctrica. Por serimportantes para el sector eléctrico de generación, dada su utili-zación en CFE, elprimer prototipo seleccionado fueron las tur-binas de gas modelo W501 de Westinghouse, instaladas en lascentrales de ciclo combinado de Dos Bocas, Veracruz, GómezPalacio, Durango y Tula, Hidalgo. El segundo prototipo selec-cionado fue el de unidades turbogás tipo 5001 (que aplica a losmodelos GE 5001 y Westinghouse de la serie 191 y 251). Basadosen el análisis del desempeño del sistema de controlconvencionalrealizado previamente, los
controladores de velocidad
y de
ge-neración de potencia eléctrica
fueron seleccionados para ser sus-tituidos por controladores difusos.
Esquema básico de control de turbinasde gas
Las unidades generadoras turbogás o turbogeneradores a gas (TG)son sistemas de alto riesgo que operan a altas velocidades, tem-peraturas y presiones. Estas condiciones establecenrequerimien-tos muy estrictos para el sistema de control. Por otra parte serequiere un alto nivel de automatización para lograr una opera-ción segura y rentable; es común que una operación automáticacompleta se tenga disponible con un sistema típico de controlbasado en computadora. La unidad puede ser llevada desde elarranque hasta carga pico en forma rápida y segura presionandounos cuantosbotones en la interfaz de operación.Adicionalmente, se cuenta con otras opciones disponibles paraproporcionar al operador la mayor versatilidad para comandar
Control difuso de turbinas de gas en centrales deciclo combinado
Marino Sánchez P., Raúl Garduño R., Salvador De Lara J. y Luis Castelo C.
una unidad de acuerdo con las necesidades y criterios actuales.Básicamente, el sistema de control ejecutalas secuenciasde arranque y paro, el control de velocidad, potencia y tempe-ratura, y las funciones de protección. Las secuencias de arran-que y paro consisten de una serie compleja de eventos en dondecada paso debe ser completado satisfactoriamente antes de quecomience el siguiente. Los algoritmos de control de velocidaddeben ser completados en poco tiempo porque la planta tieneuna respuesta muyrápida a los cambios en sus entradas. El con-trol de la potencia generada es afectado grandemente por la ope-ración cerca de los límites de temperatura y presión. El controlde temperatura es crítico para la conservación de la vida útil y eldesempeño global del proceso. Las protecciones requieren nu-merosas verificaciones de seguridad para eliminar cualquier ries-go de desastre.De todas las etapasde operación, el arranque puede serconsiderada la más crítica. En primer lugar porque, vista desdeuna perspectiva económica, durante el arranque solamente haypérdidas; todo el combustible es quemado sin producir electri-cidad. En segundo lugar porque los esfuerzos térmicos y mecá-nicos en el arranque reducen la vida útil de la unidad haciéndo-la susceptible a daños físicos. Finalmente, estosefectos se multipli-can por la gran frecuencia con que se realizan los arranques.Típicamente, la estrategia general de control consiste enregular el flujo de combustible y el flujo de aire de acuerdo conla fase de operación vigente, mientras que la aceleración, tem-
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El control automático de la TG abarca todos losrequerimientos de la operación, desde elarranqueinicial hasta el paro final.

peratura y flujo de aire en el compresor(
surge
) son mantenidos bajo condicionesseguras y eficientes. El núcleo del esque-ma de control está formado básicamentepor dos circuitos de control: un circuitodual de control de velocidad y carga parala regulación de flujo de combustible (verFigura 1), y un circuito de control deposición de los álabes guía para la...