CONTROLANDO
ENERGÍA,, GENERANDO ENERGÍA
DESARROLLO
CONTROL, EXCITACIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DE AUTOMATIZACIÓN GENERADORES Y TURBINAS
REIVAX Soluciones para Automatizació para Automatización, n, Control y Supervisión de la genera gen eració ción n de energía energía Empresa Global 31 años años de experie experiencia ncia Especializada en Sistemas de Control Especializada Control de gene generació ración n de ene energía rgía elé eléctric ctricaa Enfasis en Regu Enfasis Regulado ladores res de Tens Tensión, ión, Reguladores de Velocidad Velocidad y Sistemas Sistemas de Automatización Tecnolog Tecn ología ía Prop Propia ia
REIVAX North America INC. Montreal Quebec | Canada –
Matriz Situ Si tuada ada en el Pa Parq rque ue Tecnológico de Florianópolis - Br Bras asil il Sucursal REIVAX North America INC. REIVAX REI VAX of Swi Switze tzerla rland nd AG
REIVAX S/A - Matriz REIVAX Florianópoli Flori anópoliss - SC | Brasil Brasil
REIVA REI VAX X of Swi Switze tzerla rland nd AG Baden | Suiza
Presencia de REIVAX en más de 30 paises
Participación REIVAX Centrales Hidroeléctricas Latinoamérica
INSTALACIONES EN AMÉRICA DEL NORTE
Más de 100 equipos instalados
CENTRALES PERU
CENTRALES PERU REIVAX
Índice:
1 - Conceptos de Regulación 2 - Experiencia Reivax PR21 3 - Histórico de la Regulación Primaria de Hidro Generadores 4 - Desempeño de la Regulación Primaria de Hidro Generadores 5 - Criterio IEC y IEEE para Ajuste del Regulador de Velocidad de Hidrogeneradores 6 - Criterio PR-21 para Ajuste del Regulador de Velocidad (General) 7 - Comparación del Desempeño PR-21 x IEC y IEEE 8 - Origen del PR-21 9 - Regulación Primaria en Países con gran Generación Hidráulica 10 - Datos de Campo 11 - Conclusiones
1 - Con Concep cepto to de de Regula Regulació ción n
Concepto de Regulación
PR-21: INPACTO EN LA ESTABILIDAD
DETERMINA LA ESTABILIDAD DE LA FRECUENCIA FRECUENCIA CORRIGE EL DESVÍO DE FRECUENCIA (RÉGIMEN)
PR-22
2
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Experiencia REIVAX: Modelamiento, Control de Turbinas y PR21
Experiencia REIVAX : Modelamiento, Control de Turbinas y PR21 Publicaciones recientes recientes (2015 2015~2 ~201 018) 8) relacion relaciona adas com el tema de control control de velocid velocida ad y modela modelado: do: •
• • • •
•
IMPORTÂNCIA DA VALIDAÇÃO DE MODELOS ATRAVÉS ATRAVÉS DE ENSAIOS EM CAMPO PARA ESTU ESTUDO DOS S DE REGU REGULA LAÇ ÇÃO PRI RIMÁ MÁR RIA E REPO EPOTEN TENCIALI IALIZA ZAÇ ÇÃO EM USINA SINAS S HIDRELÉTRICAS – SNPTEE 2015 MODE MO DELA LAGE GEM M DE TURB TURBIN INAS AS HI HIDR DRÁU ÁULI LICA CAS S TIPO TIPO KAPL KAPLAN AN E BULB BULBO O EM REGI REGIME ME PERMANENTE E TRANSITÓRIO – SNPTEE 2017 APLICAÇÃO DE FUNÇÕES AV AVANÇADAS AO CONTROLE DE VELOCIDAD VELOCIDAD NA UHE JIRAU JIRAU - SNPTEE 2017 DESEMPENHO DESEMPENH O DE TURBINAS PELTON PELTON EM ILHAMENTOS – SNPTEE 2017 VALIDAÇÃO DO MODELO MATEMÁTICO MATEMÁTICO DA TURBINA TURBINA BULBO BULBO DE CINCO PÁS DA UHE DE SANTO ANTÔNIO PARA ESTUDOS DE TRANSITÓRIOS ELETROMECÂNICOS – CBA 2018 AVALIAÇÃ ALIAÇÃO O DO DESEMP DESEMPEN ENHO HO DE USINAS USINAS HIDRE HIDRELÉT LÉTRI RICAS CAS NA REGULA REGULAÇÃO ÇÃO DE FREQUÊNCIA – SEPOPE 2018 - (Particip rticipa ación ción del del ONS - Brasil Brasil))
Experiencia REIVAX : Modelamiento, Control de Turbinas y PR21 Trabajos Reci Recientes entes de Modelamiento em Sistemas de Potenci a: 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37
2014 COLOMBIA 2014 BRASIL 2014 PARAGUAY 2015 BRASIL 2015 COLOMBIA 2015 COLOMBIA 2015 COLOMBIA 2015 COLOMBIA 2015 BRASIL 20 2015 COLOMBIA 20 2 016 BRASIL 2016 COLOMBIA 2016 COLOMBIA 2016 BRASIL 2017 BRASIL 2017 PERU 2017 PERU 2017 BRASIL 2017 BRASIL 2017 BRASIL
SASP URRÁ CTEEP ANDE DUKE ENERGY ISAGEN ISAGEN COLGENER TERMOYOPAL FURNAS EPM DUKE ENERGY EPM EPM DUKE ENERGY OLIV EIRA ENERGIA DUKE ENERGY PERU DUKE ENERGY PERU SANTO ANTONIO ENERGIA ENEV A ENEV A
URRÁ SANTO ANGELO ACARAY SALTO GRANDE SOGAMOSO AMOYÁ TERMOTASAJERO TERMOYOPAL TIJUCO PRETO LA TASAJERA ROSANA NIQUIA AYURÁ TAQUARUÇU UTE MONTE CRISTO CAÑON DEL PATO CAHRUAQUERO SANTO ANTONIO UTE PARNAIBA UTE PECEM II
4x90MV A 250MV A 4x60MV A 4x74MV A 324MV A 40MV A 204MV A 5x45MV A 300MV A
1,4 MVA
85 MVA
FRANCIS COMPENSADOR FRANCIS KAP LAN FRANCIS PELTON CARV ÃO GAS COMPENSADOR
KAP LAN DIESEL PELTON PELTON ( 5 AG) BULBO GÁS 360 VAPOR
Sistema istemass de Excita xcitación: ción: Reiva ivax, ABB, ABB, Sieme iemens, ns, Toshiba oshiba,, Basle Baslerr, etc.; tc.; Regula guladore dores de veloci velocida dad: d: Reiva ivax, Andrit Andritzz, Voith, oith, GE, etc.; tc.; Identifica dentificación ción de parâ parâme metros tros de gene genera radore dores; s; Mode odelado lado de turbi turbina nas: s: Pelton, lton, Bulbo Bulbo,, Kapl Kapla an, Franc rancis is y Térmica rmicas. s.
MS, RV, RT MS, RT RV MS, RV, RT MS, RV, RT MS, RV, RT MS, RV, RT MS, RV, RT MS, RT MS, RT, RV MS, RT, RV MS, RT, RV MS, RT, RV MS, RT, RV MS, RT, RV MS, RV, RT MS, RV, RT MS, RV, RT MS, RV, RT MS, RV, RT
Experiencia REIVAX : PR21 Experie xperiencia ncia Reivax ivax en en el cumplimiento cumplimiento del del PR-21: • CH Callahuanca • CH Moyopampa • CH Matucana • CH Huampaní • CH Chimay • CH Huinco • CH Machupicchu • CH Carhuaquero • CH Cañon del Pato
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Histórico de la Regulación Primaria de Hidrogeneradores
Histórico de la Regulación Primaria Fatos Históricos: Paynter [195 [1955]: presentó una curva de límite de estabilidad y sugirió ajustes del regulador de velocidad óptimas basadas en las simulaciones en una computadora analógica; Hovey [1960[1960-19 1962 62]: ]: derivó una curva de estabilidad similar en teoría: • Ajustes Optimizados del Regulador de Velocidad para operación Aislado también promueve buena performance para un sistema interconectado • Altas ganancias ganancias y mayo mayorr velocidad velocidad de respuesta respuesta lleva a instabilidad instabilidad de la Regulación Primaria • Formulas Prácticas basadas basadas en los principales principales parámetros del proceso: proceso: TW y 2H
Histórico de la Regulación Primaria Schleif [196 [1968]: Desarolló ]: Desarolló el “Ensayo de Simulación de Red Aislada”, donde: • Las desventajas de tener que depender de cálculos o estimaciones del
modelo para definir los ajustes del RV se resolvieron mediante este método. • Se permite sintonizar en el campo con la la unidad interconectada a la red. Gove Govern rnor or test tests s by simu simula late ted d isol isolat atio ion n of hydr hydrau auli lic c turb turbin ine e unit units s
“
IEEE Std-1207 (2011) y IEC 60308 (2005):
Se es esta tand ndar ariz izó ó el proc proced edim imie ient nto o de op oper erac ació ión n aislada como uno de los criterios para el ajuste del regulador de velocidad en turbinas hidráulicas.
”
Histórico de la Regulación Primaria Thorne and Hill [1974-1975]: presentaron criterios de estabilidad, pero para un gobernador PID. Los más antiguos (Chaudhry, Hovey, Schleif, Paynter) se basaban en el regulador de velocidad mecánico.
Concepto Concept o General General Regul Regulación ación Primaria Pri maria de Hidro Generador Generadores: es: –
Las oscilaciones de velocidad después de un cambio de carga son estables o inestables dependiendo de los valores de los parámetros de la unidad hidráulica, la compuerta y el gobernador.
Concepto Normatizado: IEC 60308 y IEEE STD 1207
Concepto Concepto Adoptado por Diversos Diversos Autores: F. de Mell Mello; o; J. M. Soares; P. Kund Ku ndur, ur, etc.
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Desempeño Desemp eño de la la Regulación Regulación Primá Primária ria de Hidrogeneradores
Desempeño de la Regulación Primaria de Hidrogeneradores Tiempo de respuesta de las turbinas turbinas térmicas (gás (gás y carbón) x hidráulica hidráulica
Gás Carbón Hidro
Cada unidad generadora posee una característi característica ca peculiar pecul iar em em relación a o desempeño de la regulación regulación primaria
Desempeño de la Regulación Primaria de Hidrogeneradores ANÁLISIS DE PERFOMANCE DE LA REGULACIÓN PRIMÁRIA PRIMÁRIA DE FRECUENCIA EN SISTEMA AISLADO Evento Evento Simulado: Simul ado: Escalón en carga de 10% 10% en un sistema si stema aislado. Sistema Aislado con Generación Hidraulica
Frecuencia
Sistema Aislado con Generación con Turbina Gas
Frecuencia
¿Qué ¿Qué ocurre ocur re si aumentamos la gananci ganancia a del del regulador regul ador de velocidad de un hidrogenerador?
Potencia
Potencia
Hidráulic a: Ganancias Ganancias baja b ajass para p ara una respuesta respuest a estable! estable! Gas: Gas: Respu Respuesta esta rápida y est able
Desempeño de la Regulación Primaria de Hidrogeneradores ANÁLISIS DE PERFOMANCE DE LA REGULACIÓN PRIMÁRIA PRIMÁRIA DE FRECUENCIA EN SISTEMA AISLADO Evento Evento:: Escalón en carga de 10% 10% en en un sistema sis tema aisl aislado. ado. Sistema Aislado con Generación Hidraulica
–
Frecuencia
respuesta con una ganancia mayor
Potencia
¿Qué ¿Qué ocurre ocur re si aumentamos la gananci ganancia a del del regulador regul ador de veloc velocidad idad de un hidr ogenerador ogenerador en un SIS SISTE TEMA MA INTERCONECTADO?
Hidráulica: Hidráulic a: Ganancias Ganancias altas
→
Respu Respuesta esta inestable! in estable!
Desempeño de la Regulación Primaria de Hidrogeneradores ANÁLISIS DE PERFOMANCE PERFOMANCE DE LA REGULACIÓN PRIMÁRIA DE FRECUENCIA EN SISTEMA INTERCONECTADO Evento Evento:: Escalón en carga total tot al de 10% 10% en un SIST SISTEM EMA A INTE INTERC RCON ONEC ECT TADO ADO
1% de Generación neración Hidraulica y 99% 99% de Generación neración Gás Respue spuesta de la la Frecue recuencia ncia de la la red red Frecuencia no fue altera lterado do ¿Qué ¿Qué ocurre ocurr e con l a estabilidad estabili dad del sistema sist ema interconectado int erconectado si aumentamos la cuantid ad de genera generació ción n hidráulic hid ráulica? a? El aporte de potenci a eléctri eléctrica ca de la Potencia unidade unidade aume aumenta nta cuando cuando la Ganancia nancia Proporcio Propor cional nal (KP) aumenta. aumenta. Pero Pero la propo rción rci ón de genera generació ción n hidráulic hid ráulica a es es muy mu y baja para hacer unamantu influenci inf luencia estabilid n la lidad! frecuenci a de la La Generación Generación Gas Gas (99% (99% del total) vo la l aaestabi een ad! red. La cuantidad d e Gene Generación ración hidráulica hidr áulica era muy baja para la inestabilidad del s istema 24
Desempeño de la Regulación Primaria de Hidrogeneradores ANÁLISIS DE PERFOMANCE PERFOMANCE DE LA REGULACIÓN REGULACIÓN PRIMÁRIA DE FRECUENCIA EN SISTEMA INTERCONECTADO Evento: Evento: Escalón Escalón en la carga total de 10% 10% en un SIST SISTEM EMA A INT INTER ERC CON ONEC ECT TADO. ADO.
50% 50% de Genera Generación ción Hidraulica y 50% 50% de Generación eneración Gás Gás La proporc ión de genera generación ción ¿Qué ¿Qué ocurre con la estabil estabil idad delhidráulic sistema sist emaainterconectado int hid ráulica es eserconectado cons c onsiderable. iderable. Tiene Tiene si aumentamos m ás la cantidad cantid ad de generació genera hid ráulica? a?a de la red. influenci inf luencia ación en en nlahidráulic frecuenci Frecuencia Y cual es el ajust e adecuado adecuado para las g ananci anancias as del regulador de velocidad? Con un valor más m ás alto en la Ganancia Ganancia del contro l de velocidad de las Potencia unidad uni dad hidráulic hidr áulica, a, la frecuencia de la red presenta una Inestabilid ad En la medid medida a que la generación generación hidr h idráulic áulica a asumió ganancias más altas, todo tod o el sistema si stema pasó a operar de forma inestable
Desempeño de la Regulación Primaria de Hidrogeneradores ANÁLISIS DE PERFOMANCE PERFOMANCE DE LA REGULACIÓN PRIMÁRIA DE FRECUENCIA EN SISTEMA INTERCONECTADO Evento: Evento: Escalón Escalón en la carga total de 10% 10% en un SIST SISTEM EMA A INT INTER ERC CON ONEC ECT TADO. ADO.
90% 90% de Genera Generación ción Hidraulica y 10% 10% de Generación eneración Gás Gás Frecuencia
Potencia
Co n u n a g an an c i a m ás al t a l a frecue frecuencia ncia del del Sistema istema es Inesta nestable ble.. El ajus jus te q u e g ar an t izó izó la esta stab i lid lid ad es aq u el q u e f u e g ar an t i zad o l a esta stabili bilida dad d ind ind ivid ividua uall de cada cada uni uni dad dad en la prue prueba ba de red red aisla islad da
La misma conclusi ón de los estudioso s de regulación regulación pri maria: maria: Aj A j u s t es Opt Op t i m i zado zad o s del Regu Reg u l ado r de Velo Vel o c i d ad p ara o p erac i ó n Ai A i s l ado ad o también pro mueve buena perfor mance para para un sis tema int erconectado
5 Critério IEC y IEEE para Ajuste del Regulador Regula dor de de Velocidad Velocidad de Hidroge Hidrogenerado neradores res –
Critério IEC y IEEE
–
Red Re d Ai Aisl slad adaa
Ensa nsay o de Simul imula aci ción ón de Red Aisl Aisla ada
El ensayo de simulación de red aislada está descrito en las normas internacionales: • IEC 60308 • IEEE STD 1207-2004. Esto Esto ensay sayo es des descrit critoo como omo un requis quisititoo par para una una corre rrecta cta avaluación de la sintonía de los lazos de control de Regulador de Velocidad. Velocidad. Este teste garante que el RV opera de forma estable mediante una situación crítica de operación aislada de la unidad generadora y uma performance performance adecuada para la situación interconectada.
Critério IEC y IEEE Prue rueba de Simul imula aci ción ón de Red Aisl Aisla ada
–
Red Re d Ai Aisl slad adaa
Critério IEC y IEEE
–
Ejemp jemplo lo de Prue rueba de Simul imula aci ción ón de Red Aisl Aisla ada Respue spuesta Estable stable de una centr centra al
Red Re d Ai Aisl slad adaa
Critério IEC y IEEE
–
Ejemp jemplo lo de Prue rueba de Simul imula aci ción ón de Red Aisl Aisla ada Respue spuesta Inesta nestable ble -> Necesit cesita a ajusta justarr el Control ontrol
Red Re d Ai Aisl slad adaa
Critério IEC y IEEE
–
Red Re d Ai Aisl slad adaa
T1 y T2 (compensacion de fase) fase)
Tipical ipical Spee peed Governor: overnor:
Kp (gana ganancia ncia proporciona proporcional) l) Ti (constante constante del del integra integrador)
Ep (Estatismo Estatismo permanente permanente))
Crite riteri rio o de Sinto intoní nía a para para La Esta stabili bilida dad d en Red Aisl Aisla ada: da: =
2 1,5 ∗
= 3,0 3,0 ∗
1 =
2
2 =
1 10
Formulas Práctic Prácticas as basadas basadas en los principales prin cipales parámetros parámetros del d el proceso pr oceso:: TW y 2H (hay (hay diversas di versas formul for mulas as en en la literatur a tecnica) tecni ca)
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Critério PR-21 para Ajuste del Regulador de Vel Veloci ocidad dad (Gen (General eral))
Critério PR-21 Crité ritéri rio o de Cumpl umplim imie ient nto o de la PR-21 Etapa tapa de identifi identifica cación ción • A partir partir de un registro registro real de la unida unidad d es utilizado utilizado un Programa Programa en el Simulink/Matlab entrada del Modelo Modelo • Registro de frecuencia (f) es una entrada • La Salida Salida de Potencia Potencia Activa Activa simulada simulada (P) (P) será será comparada comparada con con registro registro de campo campo da Potencia Potencia Activa Activa • El Programa identifica automáticamente automáticamente los parámetros de diagrama: –
BM = Banda Muerta R = Estatismo Permanente Pref = Consigna Consigna de Potênci Potênciaa T = Constante de Tiempo
Critério PR-21 Crite riteri rio o de Cumpl umplimi imie ento nto de la PR-21
–
Etapa tapa de Evalua valuación: ción:
Con el Modelo Modelo del del Simulink con sus pa paráme rámetros tros ide i dentificados: ntificados: Basado en un desplazamient desplazamiento o negativo de frecuencia, la Potencia Activa debe alcanzar alcanzar la l a Potenc Potencia ia de reserva en un ti empo menor qu que e 30s 30s
Aj A j u s t e Típic Típi c o d e hi h i d r o g ener en erad ado o r es p ara ar a Cumplir Cumpl ir con c on el PRPR-21 21::
Kp=10
Ti = 4
Bp = 0,04
Critério PR-21 ANAL ANA L ISIS DA REGULACION REGULA CION PRIMARIA DE HIDROGENERADORES CRITÉ CRITÉRI RIO O PR21 PR21
CRITÉR CRITÉRIO IO IEC/IEE IEC/IEEE E
Criterio estático basado basado en un t iempo de respuesta
Criterio dinámico basado em estabilidad estabili dad en en red aislada
Ganancia Gananciass altas altas del control de ve velocidad locidad
Ganancia Gananciass bajas bajas del control de ve velocidad locidad
CRITERIOS ANT A NTA A GONICOS!! GONICOS! ! !
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Comparación de Desempeño: PR21 x IEC/IEEE Simulación de Aislamiento
Comparación de Desempeño PR-21 x IEC/IEEE SIMULACIÓN DE REGULACIÓN PRIMARIA DE FRECUENCIA EN UN SISTEMA DE POTENCIA Simu lación ón realizada en el Softw Sof tware are ANATEM ANATEM (CEP (CEPEL EL • Simulaci
–
Brasil)
Event Evento: o: Apertur Ap ertura a de la Línea Línea de Transm Transmisi isión ón entre entr e las Subestaciones Subestacio nes Xingú y Tucuruí ucur uí Ai A i s l ami am i ent en t o de d e la la Regió Región n Norte Nort e de Brasil. La isla is la analizada en la simulación Contro ladores de las Unid Unidade adess Térmi Térmicas cas no fuera f ueran n alterados • Controladores ontro ladoress de las unid ades hidráulicas fueran fueran alterados alterados con dos d os grupos g rupos • Controladore de ajustes: ajus tes: Criterio Crit erio PR-21 PR-21 y Criteri o de d e Est Estabil abilid idad ad en Red Red Aislada (IEC/IE (IEC/IEEE) EE)
Compa Co mparaci ración ón de Desem Desempeñ peño o PR-21 x IEC/IEEE SIMULACIÓN DE REGULACIÓN PRIMARIA DE FRECUENCIA EN UN SISTEMA DE POTENCIA 3 Casos Casos simu s imulados lados (dato (datoss en MW): MW):
Su m m ar y
Cas o 1
Cas o 2
Cas o 3
Genera Generació ción n Térmi Térmica ca
680,5
680,5
680,5
Genera Generació ción n Hidraulica idr aulica
1019,3
1910,2
845,3
Carg Carga a del Sis Sistema tema Norte Nort e 1682,7
1682,7
1682,7
908
-1569
Rech Rechaz azo o de d e Carga Carga
17,1
Compa Co mparaci ración ón de Desem Desempeñ peño o PR-21 x IEC/IEEE Simula imulació ción n del del Caso 1: Pequeña queña Perturba rturbació ción n (17,1 MW recha rechazzado) Frecuencia PR-21 • Per t u r b ac i ó n
en c ar g a fue fue de sola solame ment nte e 1%
A j u s t e PR-21 l l evó h ast as t a • Aj inestabilidad A j u s t e s egú eg ú n IEEE y IEC • Aj es estable stable IEC/IEEE
Compa Co mparaci ración ón de Desem Desempeñ peño o PR-21 x IEC/IEEE Simula imulació ción n del del Caso 2: Grand rand Perturba rturbació ción n (908 MW recha rechazzado) Frecuencia PR-21 • Aj A j u s t e
PR-21 l l evo ev o a inestabilidad
A j u s t e s egú eg ú n IEEE y IEC • Aj es estable stable
IEC/IEEE
Compa Co mparaci ración ón de Desem Desempeñ peño o PR-21 x IEC/IEEE Simula imulacio cion n del del Caso 3: Grand rand Perturba rturbació ción n (-1569 MW recha rechazzado) Frecuencia PR-21 • Aj A j u s t e
PR-21 l l evo ev o a inestabilidad
A j u s t e s egú eg ú n IEEE y IEC • Aj es estable stable
IEC/IEEE
Compa Co mparaci ración ón de Desem Desempeñ peño o PR-21 x IEC/IEEE Analisis en un evento evento de frecuencia. Comparación Comparación de una Unidad con Ajustes PR21 x Ajustes IEC/IEEE.
Concepción equivocado que la que posee el ajuste de la PR-21 es mejor
8 - OR ORÍG ÍGEN EN DEL DEL PRPR-21 21
ORÍGEN DEL PR-21 PR-21: basada en los requisitos de red de Europa Eur opa ENTSOE European Europe an Netwo Network rk Transm Transmissio ission n System Operat Operators ors for Electri Electricity city
30s para la respuesta de la regulación primaria en un evento fijo de frecuencia
ORÍGEN DEL PR-21 PR-21: basada en los requisitos de red de Europa Eur opa Pais ENTSOE Belgium Germany France
Tiempo de respuesta Reg Regula ulació ción n Pri Prima maria ria <=30s <=10s <=10s <=30s
LA CARACTERITICA DE LAS MÁQUINAS PRIMARIAS (TURBINAS) DE ESTES PAÍSES PERMITEN LA APLICACIÓN DE ESTE TIPO DE REQUISITO DE RED Turbinas a Gas, Aceite, Carbón, Geotérmicas
–
Pais Reino Unido Belgium Netherland Germany France
Hydro Power 1,8% 1,0% 0,0% 3,1% 9,0%
Ajuste de Hidráulicas = ES EXCEPCIÓN EXCEPCIÓN IEC 60308
–
Estabilida stabilidad d en Red Aislada Aislada
ORÍGEN DEL PR-21 La característica de generación de EUROP EUROPA A es MUY dif di f erente erent e de Perú PERÚ
EUROPA Pais Hydro Power Reino ino Unid Unidoo 1, 1,88% Belgium 1,0% Netherland 0,0% Germany 3,1% France 9,0%
AMÉRICA Pais Chile Argentina Colombia Brasil
Hydro Power 38% 32% 31% 69%
44% 44% hydro hydro powe powerr Caract Caracteri eristi sticas cas de Regula Regulació ción n Primar Primaria ia
Caract Caracteri eristi sticas cas de Regul Regulaci ación ón Primar Primaria ia 47
9 Reg Regulac ulación ión Primá Primária ria en Países Países con gran Generación Hidraulica –
Chile
Chile
La mism mi sma a característi caract erística ca estática estátic a de la PRPR-21 21,, pero: 30s para unidades té t érmicas rmi cas • 30s 120s para unida unid ades hidr h idráulicas áulicas • 120s
Argentina
Argentina
Para ara la habi habili lita taci ción ón de una una máqu máquin ina a par para parti partici cipa parr en la re regu gula laci ción ón prim primar aria ia de frecuencia, el Anexo 23 de los Procedimientos requiere el cumplimiento de una serie de requisitos técnicos, que se establecen en el presente Procedimiento. Uno Uno de ello elloss se refier fiere e al tiem tiempo po de es esta tabl blec ecim imie ient nto o del del laz lazo de regul egulac ació ión n de velocidad. Se lo define como el tiempo necesario para ingresar en la banda del 10 % del valor final y se especifica que debe ser:
• meno de 30 segun gundos como máximo imo para máquina inas térmica icas • men eno o de 60 se segu gund ndos os par para máqui áquina nass hidr idráuli áuliccas Hay una análisis dinámica (campo o simulación) si las unidades hidráulicas hidráulicas con tiempo <60s garanten la estabilidad en red aislada! La estabilidad es quien garantiza se este tiempo es posible o no.
Colombia
Colombia
Aplicação da IEEE/ IEC
10
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Datos de Campo
Turbina y Tubería de Presión CH Carhauquero rhauquero • Ajustes que Cumplen PR-21
Ingreso del Deflect Deflector or
Turbina y Tubería de Presión CH Carhauquero rhauquero • Ajustes según IEEE y IEC
Turbina y Tubería de Presión Co n d u c t o s l o n g o s : p r o b l em a c o n l a v ar i ac i ó n d e p r es i ó n d eb i d o l a respu respue esta rápid rápida a el regul regula ador de veloc velocida idad d
Esto es un problema prob lema muy gr ave! ave! Además de la inestabili dad en en red aislada, las las ondas ond as de presión presió n pueden colo car en en risco ris co la l a integridad int egridad de la tubería. tubería. Adem Ad emás ás d e pr p r o voc vo c ar o s c i l aci ac i o n es d e Baja B aja Frec Fr ecuen uencc i a en s i s t ema. em a. Esto es un u n probl p robl ema típico típic o de turbi tu rbinas nas PEL PELTON de larga tubería: tubería: CARACTERÍSTICA DE GENERACIÓN COMÚN EN PERU
CONCLUSIÓN • La mejor evaluación evaluación de una buena velocidad velocidad de regulación regulación de la
velocidad de la turbina es a través de la simulación de simulación de simulación de prueba, las IEEE e IEC. • Los autores autores NO recomienda recomiendan n la anál análisis isis de la unida unidad d basada en
un en eventos de sistema. La aplicación de un análisis visual, o una métrica entre la Potencia Activa de la señal y la Frecuencia en este tipo de evento, puede llevar un idea equivocada que la mejor respuesta es aquella que tiene la ganancia más alta.
CONCLUSIÓN • Un criterio de análisis análisis erróneo en el RPF puede llevar a ajustes ajustes de
los Re los Regu gula lado dore ress ve velo loci cida dad d qu que e no es está tán n de ac acue uerd rdo o co con n su proceso, lo puede producir una inestabilidad de la unidad en una operación aislada y degradación de la interconectada. Adem emáás de lo loss probl roblem emas as de RPF RPF, la rápi rápida da ve velo loci cida dad d de • Ad respuesta de los Regulador de Velocidad, especialmente aquellos propuestos por el PR-21, provocará problemas mecánicos para la Turbina.
CONCLUSIÓN FINAL
L o m as c r ít i c o en l a ac t u al PR-21 es q u e c o n l a o c u r r en c i a d e u n blackout en el s i s t em a Per u an o , d i f íc i l m en t e l as u n i d ad es h i d r áu l i c as l o g r ar an h ac er u n blackstart d eb i d o l as al t as ganancias ganancias requerida requeridas! s!
¡Riesgo en Riesgo en el el sistema sistema eléctrico nacional!
Ing. Lucas Manso da Silva
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REIVAX S/A AUTOMAÇÃO E CONTROLE
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666 Sherb Sherbrooke rooke West, suite 900 Montreal, Montre al, QC, H3A 1E7 1E7 - Canad Canadáá
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