Control de la frecuencia en los sistemas de potencia

Control Automático de la Generación .Control Potencia – frecuencia
CONTROL DE LA FRECUENCIA EN LOS SISTEMAS DE POTENCIA

1. Introducción Las compañías generadoras de energía eléctrica deben garantizar que las variables de la energía generada están dentro de ciertos límites establecidos por la ley, cumplir con criterios de calidad de energía y continuidad de servicio. Las dos variables delsistema que son de mayor importancia para el consumidor son el valor eficaz de la onda de tensión en el extremo de recibo y la frecuencia fundamental de dicha onda, esto porque todos los equipos están diseñados para operación óptima en intervalos de valores para estas dos variables, por tanto, su operación fuera de estos límites puede resultar en daños o en su defecto, en la reducción de su vida útil.El objetivo general es presentar el funcionamiento, características, necesidad e importancia en el control de sistemas de potencia de la regulación Pf de la frecuencia del sistema así como su relación respecto al control de la otra variable de preponderante importancia en un sistema de potencia que es la magnitud de la tensión, la cual se controla por medio de la regulación QV. Específicamente,se establecerá la dependencia de la frecuencia del sistema de potencia respecto al consumo y generación de potencia activa mediante un análisis simplificado de la máquina sincrona como un dispositivo de control muy versátil para la generación, y de las líneas de transmisión que funcionan como elemento inherente a la transmisión de la potencia en un sistema de energía eléctrica. Se deducirán lasposibles causas de las fluctuaciones de frecuencia en sistemas de potencia, hasta alcanzar el concepto básico de equilibrio de energía en un sistema de potencia. Se mostrará la jerarquía del control de la frecuencia que se maneja actualmente para los sistemas de potencia con áreas interconectadas, dedicando una sección a establecer la importancia y ventajas de dicha interconexión de áreas. Seconstruirá el diagrama de bloques que modela el sistema de control de frecuencia, incluyendo una por una las funciones de transferencia y las señales de entrada del sistema de control, justificando debidamente cada constante de tiempo y demás parámetros involucrados en cada función de transferencia. 2. Desarrollo teórico En esta sección del trabajo se plantea el problema del control de la frecuencia enlos sistemas de potencia y su importancia. Se deducen las posibles causas de las fluctuaciones del valor de la frecuencia en un sistema de energía eléctrica y por último se muestra la jerarquía del control de la frecuencia en la onda de tensión generada y su relación con el control de la magnitud de la tensión, que es junto con la frecuencia las dos variables más importantes en la generación deenergía eléctrica.

Asignatura de Centrales Eléctricas II

1

Control Automático de la Generación .Control Potencia – frecuencia 2.1 El problema del control de la frecuencia en los sistemas de potencia La compañía que brinda el servicio de generación de energía eléctrica debe garantizar que todas las variables de funcionamiento del sistema de energía eléctrica se encuentran dentro de ciertoslímites establecidos. Desde el punto de vista del consumidor, las variables más importantes son el valor eficaz de la tensión, la frecuencia fundamental de la onda de tensión y la pureza de la onda (forma senoidal, idealmente). El valor eficaz de la tensión en el recibo debe estar dentro de una banda del ±10% del valor nominal. Una tensión eficaz fuera de estos límites produce un comportamientoanómalo de los equipos, además de posibles daños graves dependiendo de la sensibilidad del equipo. La frecuencia fundamental de la onda de tensión se mantiene dentro de una banda de ±1 Hz para los sistemas de 50 Hz. Por lo general los equipos son menos sensitivos a los cambios en frecuencia que a los cambios en la tensión. El problema de pureza de la onda presenta un carácter mucho más local, pues...