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UNIVERSIDAD TCNICA DE COTOPAXIINGENIERA ELCTRICA
OPERACIN DE SISTEMAS ELCTRICOSDE POTENCIA
DOCENTE: ING. XAVIER ALFONSO PROAOMALDONADOMg. C.
Ing. Xavier Alfonso Proao Maldonado. Mg. C
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Dado a la variacin constante de la demanda en el tiempo se hace
fundamental, tenersistemas automticos que permitan de cierta manera
controlar la estabilidad delsistema elctrico.En la siguiente figura
se presenta una representacin del comportamiento de lademanda
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CONTROL POTENCIA - FRECUENCIAREGULACIN DE FRECUENCIA
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En la Figura se puede apreciar los componentes principales de un
generador y el elemento quepermite controlar el ingreso de la
energa primaria
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CONTROL POTENCIA - FRECUENCIA
El equilibrio del sistema sealcanza cuando la Pm seiguala con la
Pe.Un incremento odisminucin en Pe, sepuede interpretar enrelacin
directa a unincremento o disminucinde Te
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CONTROL POTENCIA - FRECUENCIA
En un Sistema Elctrico de Potencia, la demanda elctrica nunca
permanece estticay continuamente tiende a incrementarse o a
disminuir, por tal motivo, el ingreso devapor en un turbo
generador, o de agua en un generador hidrulico deben serregulados
continuamente para que, la potencia activa generada coincida con
lademandada, esto nos permite concluir, que la velocidad de la
mquina variara lo queprovoca que la frecuencia vari, situacin que
no es muy deseable en un sistema.
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CONTROL CARGA - FRECUENCIA
De igual manera sucede con la excitacin del generador, el cual
debe estarcontinuamente regulndose para hacer coincidir, la
potencia reactiva demanda con lagenerada. En este caso al igual que
el anterior sino se controla este parmetro puedeprovocar
inestabilidad en el sistema.
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En un sistema elctrico, en lo posible la frecuencia debera
mantenerse constante. Acontinuacin se menciona varias razones por
las que la frecuencia no puede variar.
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CONTROL POTENCIA - FRECUENCIA
Todos los motores de corriente alterna requieren fuentes que
suministren frecuenciaconstante para mantener una velocidad
constante.
En industrias que tienen procesos continuos, se ve afectado el
proceso en s Para la operacin sincrnica de varias unidades en las
redes de sistemas de
potencia, es necesario mantener una frecuencia constante La
frecuencia afecta a la energa transmitida a travs de la lnea de
transmisin En el caso de los relojes digitales, se pueden adelantar
o retrasar dependiendo de la
frecuencia, esto puede provocar perjuicio en temporizadores
digitales programadospara actuar a determinados tiempos.
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Las cargas elctricas de un sistema elctrico de potencia se
encuentra compuesto porun gran nmero de dispositivos elctricos, la
potencia de consumo de algunos de estosdispositivos no depende de
la frecuencia mientras que otros s.De manera general se tiene que
las cargas resistivas tales como lmparas y calefactoresno se ven
afectadas por la variacin de la frecuencia.
Para el caso de cargas que tengan motores tales como
ventiladores o bombas, lapotencia elctrica vara con la frecuencia y
se refleja en un cambio de velocidad delmotor.
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CONTROL POTENCIA - FRECUENCIAAMORTIGUAMIENTO DE LA CARGA
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CONTROL POTENCIA - FRECUENCIAAMORTIGUAMIENTO DE LA CARGA
Esta caracterstica dependiente de la frecuencia de la carga
compuesta puede serexpresada como: = DDondePC= Variacin de la carga
a la frecuencia nominalDf= Efecto de la frecuencia sobre la cargaD=
Carga constante de amortiguamiento [MW/Hz]
La constante de amortiguamiento se expresa como un porcentaje
del cambio de la cargapor un porcentaje de cambio de la frecuencia.
Los valores tpicos de D son 1 a 2.Un valor de D= 2 significa que un
cambio en la frecuencia del 1% causara un cambio del2% en la
carga.
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Regulacin Primaria.- Consiste en lograr que la variacin de
frecuencia en el tiempo seestabilice = 0Para poder controlar la
frecuencia se tiene dos etapas.
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CONTROL POTENCIA - FRECUENCIA
Regulacin Secundaria.- Consiste en lograr que la frecuencia
nuevamente regrese a suvalor nominal = 0Para el caso de sistemas
multiareas se hace necesario incorporar una regulacin ms.
REGULACIN DE FRECUENCIA
Regulacin Terciaria.- Consiste en reestablecer a su valor
programado la potencia de lainterconexin = 0
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CONTROL POTENCIA - FRECUENCIAREGULACIN DE FRECUENCIA
A-B Reguladores de velocidad no actanB-C Reguladores de todas
las unidades generadoras actan para estabilizar lafrecuencia a un
valor establecido (Regulacin Primaria)D-E Reguladores de las
unidades designadas actan para recuperar la frecuencia a suvalor
nominal
C Dt 0 0 = 0
B
EAf
Respuesta Inercial
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CONTROL POTENCIA - FRECUENCIAREGULADOR DE VELOCIDAD
El regulador de velocidad o Speed-Droop es calibrado mediante el
estatismo (R) el culse puede apreciar en la figura.
P
ff0f1
P0 P1
El estatismo se define como la pendiente de la curvaque se
muestra en la figura, es decir:= De la ecuacin se puede observar
que cuando existeuna variacin de la carga, la frecuencia vara de
manerainversa
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CONTROL POTENCIA - FRECUENCIAREGULACIN PRIMARIA
Realizando las ecuaciones para un sistema como el que se muestra
en la figura se tienelo siguiente. = = = = SISTEMASISTEMA + = = 1 +
1
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CONTROL POTENCIA - FRECUENCIAREGULACIN PRIMARIA
De manera grfica se tiene lo siguiente.
= 1 + 1 P
ff0f1
Si generalizamos para n generadores se puedeescribir lo
siguiente. = 1 + 1 + + 1, 1 = 1 + 1 + + 1
= 11 = 1
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CONTROL POTENCIA - FRECUENCIAREGULACIN PRIMARIA
Si consideramos el amortiguamiento de la carga en la ecuacin
tendremos losiguiente. = 1 D = 1 = 1 + D
= 1 + D Donde, + D es laenerga regulante del sistema y;1
