CONTROL AUTOMTICO DE GENERACIN

EJERCICIO 1 Graficar la respuesta de los reguladores de velocidad de dos unidades que cumplan las siguientes caractersticas:

1. R1 es mayor que R2

2. R2 = 0

3. R2 = Infinito

4. R1 = R2 = 0

5. R1=R2= Infinito

Analizar cmo se distribuye la potencia en cada unidad ante un evento de baja frecuencia.

R1 es mayor que R2

Cuando el Estatismo en el Sistema 1 es mayor que el

estatismo en el Sistema 2, La variacion de potencia de

generacion del Sistema es menor.

R2 = 0

Cuando el estatismo es Cero (0) tenemos un amplio rango de de Variacin de Potencia de Generacin,

teniendo una variacin desde la Potencia inicial hasta el infinito. No hay variacin de Frecuencia.

R2 = Infinito

Cuando el estatismo es infinito no tenemos Variacin

de Potencia de Generacin.

R1 = R2 = 0

Tenemos amplios rangos de Variacin de Potencia de Generacin en ambos Estatismos, iniciando desde la

potencia inicial con un rango hasta el infinito.

R1=R2= Infinito

Cuando los estatismos son Cero (0) no existe variacin de Potencia de Generacin y la variacin de frecuencia

es infinita

EJERCICIO 2 En un sistema elctrico que opera en condiciones normales, se produce un incremento de carga de 25 MW. Por accin de la regulacin primaria de frecuencia y el amortiguamiento de la carga, las nuevas condiciones de estado estable son f= 59.8225 Hz. Si la carga inicialmente conectada al sistema se redujo en 0.59164 MW por efecto de la disminucin de la frecuencia determinar:

1. La caracterstica de regulacin del sistema (MW/HZ)

AP=25 [MW]

Ff=59.8225 [Hz] Por Regulacin Primaria y Amortiguamiento

1

R=

25 [MW]

(60 59.8225)[Hz]

1

R= 180.8540 [

MW

Hz]

2. La carga inicial del sistema.

R =(fo fn)/fn)

Po/Pn

Po

Po + P=

(60 59.8225)/60

140,845

Po = 0.4167 (Po + P)

P = 25 [MW]

Po = 17.857 [MW]

3. La carga adicional que toma el sistema de generacin por efecto del incremento de

carga.

P = PL + PG

PG = P - PL

PG = 25 0.59167

PG = 24,40836 [MW]

EJERCICIO 3 Dos sistemas de potencia A y B estn interconectados por una lnea de transmisin y tiene caractersticas de regulacin Ra y Rb en (Hz/MW), despreciando el amortiguamiento de la carga. Si se produce un incremento de carga de 500 MW en A, ocurre un incremento de carga de 300 MW por el enlace de interconexin de B hacia A, si en estas circunstancias se desconecta la lnea, la desviacin final de frecuencia en el sistema A es de 1 Hz, determinar los estatismos Ra y Rb de cada sistema.

A B

RA RB

300 [MW]

500 [MW]

f = 1[Hz]

Ra = f

P

Ra = 1 [Hz]

500 [MW]

Ra = 0.002 [Hz/MW]

Cuando estn conectados los 2 Sistemas: f = Ra * P

P = 500 300 [MW] f = 0. 002 [Hz/MW] * 200 [MW] f = 0.4 [Hz]

REA B

Rb = f

P

Rb = 0.4 [Hz]

300 [MW]

Rb = 0.00133 [Hz/MW]

EJERCICIO 4 CON LOS SIGUIENTES DATOS:

Calcular:

1. La frecuencia alcanzada al existir un rechazo de generacin de 160 MW en Ecuador.

BIAS total = 200 + 500 + 900 = 1.600 MW/Hz

Perdida de 160 MW en generacin.

Nueva Frecuencia = 60.0 160 MW

1.600 MW/Hz = 60,0 0.1 = 59.9 [Hz]

2. La contribucin para regulacin primaria realizada por cada pas.

Ecuador 20 [MW]

Colombia 50 [MW]

Venezuela 90 [MW]

3. Generacin en cada pas luego de actuar la RPF.

Ecuador 2300 1600 +20 = 2160 [MW]

Colombia 5600 + 50 = 5650 [MW]

Venezuela 10100 + 90 = 10190 [MW]

4. Carga en cada pas luego de actuar la RPF.

Ecuador 2500 [MW]

Colombia 5500 [MW]

Venezuela 10000 [MW]

5. Intercambio luego de actuar la RPF.

Ecuador -340 [MW]

Colombia +340 (+150) -190 [MW]

Venezuela +190 [MW]

6. Correccin de intercambio que debe realizar cada pas.

Ecuador -200 (-340) = +140 [MW]

Colombia +100 (+150) = -50 [MW]

Venezuela +100 (+190) = -90 [MW]

7. Correccin de frecuencia que debe realizar cada pas.

Ecuador 0.1 * 200 = 20 [MW]

Colombia 0.1 * 500 = 50 [MW]

Venezuela 0.1 * 900 = 90 [MW]

8. Correccin total realizada por cada pas.

Ecuador +160 [MW]

Colombia 0

Venezuela 0

CONTROL AUTOMTICO DE GENERACIN

1. Considere que Ecuador y Colombia se encuentran interconectados, bajo este escenario se produce un disparo de generacin en el sistema Colombiano, Qu Pas se encarga de realizar RPF? Y cul se encarga de corregir las desviaciones de intercambio producidas por este disparo (AGC)?

Qu Pas se encarga de realizar RPF? Se encargan de realizar el RPF los dos pases ya que la frecuencia es una variable global, afecta a todo el sistema y en regulacin primaria participan todos los generadores del sistema.

Cul se encarga de corregir las desviaciones de intercambio producidas por este disparo (AGC)? Se encarga el pas de Colombia ya que tiene mayor BIAS, por tener una mayor capacidad de generacin.

2. Grafique la respuesta del regulador cuando el AGC se encuentra realizando control de

intercambio constante.

3. En el sistema B se presentan las siguientes grficas de comportamiento de la frecuencia e intercambio, determine qu tipo de falla es (disparo de generacin o carga) y en cul de los dos sistemas se produjo. Justifique su respuesta.

Caso 1.

El sistema B pierde carga como consecuencia la frecuencia se incrementa, tiene exceso de generacin que incrementa el intercambio de potencia. Caso 2.

El sistema A pierde carga como consecuencia la frecuencia se incrementa, A tiene exceso de generacin que disminuye el intercambio de potencia respecto a B. Caso 3.

El sistema A pierde generacin como consecuencia la frecuencia baja, debido a esto hay un deficit de carga por lo tanto el sistema B enva potencia a A, dando como resultado un incremento en el intercambio positivo respecto a B.

Caso 4.

El sistema B pierde generacin como consecuencia la frecuencia baja, debido a esto hay un deficit de carga por lo tanto el sistema A enva potencia a B, dando como resultado un incremento en el intercambio negativo respecto a A.

CONTROL AUTOMTICO DE GENERACIN

EVALUACIN 1. Que diferencias existen entre la regulacin primaria y la regulacin secundaria de

frecuencia?

Regulacin Primaria Regulacin Secundaria

Primera lnea de defensa para contrarrestar el efecto de disturbios.

Es una accin automtica de los reguladores absorbiendo inicialmente los desbalances entre generacin y carga, estabilizando la frecuencia en un punto que no necesariamente es el valor nominal.

Acta en todas las unidades generadoras que participen en RPF por lo tanto constituye un proceso descentralizado.

La magnitud de respuesta depende de la magnitud del estatismo de las unidades.

La frecuencia final es diferente a la frecuencia inicial.

La regulacin secundaria de frecuencia normalmente se la conoce como la accin del actuador sobre el gobernador, que permite cambiar la velocidad de la unidad e incrementar la potencia de la salida necesaria para llevar al sistema al valor nominal de la frecuencia de operacin (60Hz) y restablecer los valores de reserva asignados para la R.P.F., es decir se hace que una o varias unidades designadas aumenten su generacin en forma externa a la actuacin de sus propios reguladores.

Es mucho ms lenta que la regulacin primaria de frecuencia ya que establece tiempos del orden de varios minutos.

Puede ser realizada de forma manual o automtica (control automtico de generacin).

Constituye una operacin centralizada ya que la realizan mquinas especficas dentro del parque generador.

Se encarga de restituir la disponibilidad de reserva rodante para R.P.F.

2. Enumere algunas de las causales de porque el AGC se suspende.

MANTENIMIENTO DE CIERTOS PARAMETROS

UNIDAD DE CONTROL DE TIEMPO SCADA ERRATICA

LIMITE DE SUSPENSIN POR INTERCAMBIO

NO DISPONIBILIDAD DE MEDIDAS DE FRECUENCIA

ORDEN DADA POR EL DESPACHADOR

3. Si el AGC se encuentra en modo suspendido y los valores de frecuencia e intercambio

regresan a condiciones normales, es necesario realizar un reinicio del sistema?. No es necesario un reinicio del sistema ya que se encuentran seteados los valores de condiciones nominales. 4. Calcule el factor Bias para la isla elctrica formada por las unidades de la C. Agoyn y

Pucar, considere la carga del rea de 90 MW.

Los estatismos de las unidades vienen dados en porcentaje en sus propias bases. Considerar un amortiguamiento de la carga igual a 1%MW/%Hz

UNIDAD Potencia

Efectiva (MW)

Estatismo (%)

Agoyn U1 78 5,15

Agoyn U2 78 5,15

Pucar U1 36,5 5

Pucar U2 36,5 5

R = Rpu60Hz

Pot. efectiva(MW)

UNIDAD Potencia

Efectiva (MW)

Estatismo (pu)

Estatismo Hz/MW

Agoyn U1 78 0,0515 0,03961538 R1

Agoyn U2 78 0,0515 0,03961538 R2

Pucar U1 36,5 0,05 0,08219178 R3

Pucar U2 36,5 0,05 0,08219178 R4

D = DpuPotencia carga

60Hz

D = 0.01pu90MW

60Hz

D = 0,015

Bias =1

D +1

R1 +1

R2 +1

R3 +1

R4

Bias =1

0,015 +1

0,03961538 +1

0,03961538 +1

0,08219178 +1

0,08219178

= ,

5. Calcule la reparticin del ACE en funcin de los factores de distribucin para las siguientes unidades.

Caso No. 1 ACE = 30 MW

Caso No. 2 ACE = -30 MW

Unidad Potencia nominal (MW)

Potencia mnima (MW)

Potencia despachada

actualmente (MW)

U1 Paute 105 50 75

U5 Paute 115 50 80

U1 Pucar 36,5 10 15

U2 Pucar 36,5 10 20

6. Calcule el valor del ACE para cada pas, graficar las curvas de frecuencia e

intercambio. En este caso quin se encarga de controlar la desviacin inicial de frecuencia y quin de ajustar el intercambio?

ACE1 = (100 - 200) 200*(-0.21) ACE1 = (-100 (-200)) 650*(-0.21)

-100 + 42 = ACE = 100 + 136.5 -58 = ACE = 236.5

7. Que pasa con el valor del set point enviado desde el CENACE hacia el XA21 si el AGC

se encuentra en modo principal y se suspende de forma automtica, analice su

respuesta.

Qu accin debera tomar el operador del CENACE ante este evento?

OPERADOR realiza los clculos asociados al AGC, como por ejemplo el Error de Control de rea (ACE), y enva la informacin de la potencia activa neta (Set Point) a HIDROPAUTE, para que sea el CCG quien se encargue de repartir este valor entre las unidades asignadas para AGC.

8. Si durante la operacin del AGC en modo principal, la medicin de la potencia de una

unidad de la central Paute se invalida, qu debera realizar el operador del CENACE a

fin de evitar que el funcionamiento normal del AGC se vea afectado?

El AGC del OPERADOR realiza los clculos correspondientes, y enva comandos de potencia activa directamente a cada una de las unidades de la central Hidroelctrica Paute asignadas para la funcin de AGC. OPERADOR realiza los clculos asociados al AGC, como por ejemplo el Error de Control de rea (ACE), y enva la informacin de la potencia activa neta (Set Point) a HIDROPAUTE, para que sea el CCG quien se encargue de repartir este valor entre las unidades asignadas para AGC. Debera mandar a regular las entradas de la turbina, para que la medicin de la potencia sea la correcta, por lo tanto el sistema funcionara correctamente.

9. CONSIDERANDO LOS SIGUIENTES DATOS:

Calcular los parmetros a continuacin detallados al existir un incremento de carga de 200

MW en el sistema colombiano.

La frecuencia alcanzada despus del evento.

La contribucin para regulacin primaria realizada por cada pas.

Generacin en cada pas luego de actuar la RPF.

Carga en cada pas luego de actuar la RPF.

Intercambio luego de actuar la RPF.

Correccin de intercambio que debe realizar cada pas.

Correccin de frecuencia que debe realizar cada pas.

Correccin total realizada por cada pas.

ECUADOR COLOMBIA VENEZUELA

BIAS (MW/Hz) 250 650 1050 Frecuencia (Hz) 60 60 60

Generacin (MW) 2800 6500 12400 Carga (MW) 2700 7000 12000

Intercambio (MW) 100 -500 400 Perdida Gen (MW) 0 200 0

Frecuencia (Hz) 59.897 59.897 59.897 Primaria (MW) 25 65 105

Generacin (MW) 2800+25=2825 6500-200=6300 12400+105=12505 Carga (MW) 2700 7000 12000

Intercambio (MW) 125 -635 400+105=505 Correccin Frec (MW) 25 65 105

Correccin Inter. (MW) -25 -500-(-635)=135 -105 Correccin Total (MW) 0 200 0

BIAS total = 250 + 650 + 1050 = 1950 MW/Hz

Perdida de 200 MW en generacin.

Nueva Frecuencia = 60.0 200 MW

1950 MW/Hz = 60,0 0.1025 = 59.897 [Hz]

Bibliografa

Metodologa para la determinacin de los parmetros para la sintonizacin de los AGC en Sistemas Multirea, Ing. Wendy Almeida EPN 2004