En un sistema de energía eléctrica , el control automático de generación ( AGC ) es un sistema para ajustar la salida de energía de múltiples generadores en diferentes plantas de energía , en respuesta a cambios en la carga. Dado que una red eléctrica requiere que la generación y la carga se equilibren estrechamente momento a momento, son necesarios ajustes frecuentes en la salida de los generadores. El balance se puede juzgar midiendo la frecuencia del sistema ; si aumenta, se genera más energía de la que se utiliza, lo que hace que todas las máquinas del sistema se aceleren. Si la frecuencia del sistema está disminuyendo, hay más carga en el sistema de la que puede proporcionar la generación instantánea, lo que hace que todos los generadores disminuyan la velocidad.
Historia
Antes del uso del control automático de generación, una unidad generadora en un sistema se designaría como la unidad reguladora y se ajustaría manualmente para controlar el equilibrio entre la generación y la carga para mantener la frecuencia del sistema en el valor deseado. Las unidades restantes se controlarían con caída de velocidad para compartir la carga en proporción a sus clasificaciones. Con los sistemas automáticos, muchas unidades de un sistema pueden participar en la regulación, reduciendo el desgaste de los controles de una sola unidad y mejorando la eficiencia, estabilidad y economía general del sistema.
Cuando la red tiene interconexiones de enlace con áreas de control adyacentes, el control automático de generación ayuda a mantener los intercambios de energía sobre las líneas de enlace en los niveles programados. Con sistemas de control computarizados y múltiples entradas, un sistema de control automático de generación puede tomar en cuenta aspectos como las unidades más económicas para ajustar, la coordinación de generación térmica, hidroeléctrica y de otro tipo, e incluso las limitaciones relacionadas con la estabilidad del sistema. sistema y capacidad de interconexiones a otras redes eléctricas. [1]
Tipos
Control de regulador de turbina
Los generadores de turbina en un sistema de energía han almacenado energía cinética debido a sus grandes masas giratorias. Toda la energía cinética almacenada en un sistema de energía en tales masas giratorias es parte de la inercia de la red. Cuando la carga del sistema aumenta, la inercia de la red se utiliza inicialmente para suministrar la carga. Sin embargo, esto conduce a una disminución de la energía cinética almacenada de los generadores de turbina. Dado que la potencia mecánica de estas turbinas se correlaciona con la potencia eléctrica entregada, los generadores de turbinas tienen una disminución de la velocidad angular, que es directamente proporcional a una disminución de la frecuencia en los generadores síncronos.
El propósito del control del gobernador de la turbina (TGC) es mantener la frecuencia deseada del sistema ajustando la salida de potencia mecánica de la turbina. [2] Estos controladores se han automatizado y en estado estable, la relación frecuencia-potencia para el control de la turbina-gobernador es,
dónde,
es el cambio en la salida de potencia mecánica de la turbina
es el cambio en un ajuste de potencia de referencia
es la constante de regulación que cuantifica la sensibilidad del generador a un cambio de frecuencia
es el cambio de frecuencia.
Para las turbinas de vapor, el gobierno de la turbina de vapor ajusta la salida mecánica de la turbina aumentando o disminuyendo la cantidad de vapor que ingresa a la turbina a través de una válvula de mariposa.
Control de frecuencia de carga
El control de frecuencia de carga (LFC) se emplea para permitir que un área cumpla primero con sus propias demandas de carga y luego para ayudar a devolver la frecuencia de estado estable del sistema, Δf, a cero. [3] El control de frecuencia de carga funciona con un tiempo de respuesta de unos segundos para mantener estable la frecuencia del sistema.
Despacho económico
El objetivo del despacho económico es minimizar los costos operativos totales en un área determinando cómo la producción de energía real de cada unidad generadora satisfará una carga determinada. [4] Las unidades generadoras tienen diferentes costos para producir una unidad de energía eléctrica e incurren en diferentes costos por las pérdidas en la transmisión de energía a la carga. Un algoritmo de despacho económico se ejecutará cada pocos minutos para seleccionar la combinación de puntos de ajuste de potencia de la unidad generadora que minimiza el costo general, sujeto a las restricciones de limitación de transmisión o seguridad del sistema contra fallas. [5] Pueden imponerse más limitaciones por el suministro de agua de la generación hidroeléctrica o por la disponibilidad de energía solar y eólica.
Ver también
Referencias
- ^ Robert Herschel Miller, James H. Malinowski, Operación del sistema de energía , McGraw-Hill Professional, 1994 ISBN 0-07-041977-9 , página 86-87
- ^ Glover, Duncan J. et al. Análisis y diseño de sistemas de potencia. Quinta edición. Aprendizaje Cengage. 2012. págs. 657-658.
- ^ Glover, Duncan J. et al. Análisis y diseño de sistemas de potencia. Quinta edición. Aprendizaje Cengage. 2012. págs. 663.
- ^ Glover, Duncan J. et al. Análisis y diseño de sistemas de potencia. Quinta edición. Aprendizaje Cengage. 2012. págs. 667.
- ^ Richard C. Dorf (ed.), Sección 9.3 "Control automático de generación" en el Manual de ingeniería eléctrica Taylor y Francis, 2006 ISBN 978-0-8493-2274-7