Modelamiento de los reguladores de velocidad, tensión y PSS para las plantas de generación eléctrica con turbina Francis

Abstract

Los sistemas de control ligados a las unidades de generación están conformados por gobernadores de velocidad, que proveen un medio para controlar la frecuencia y potencia activa del sistema por medio del control de velocidad en la turbina; en conjunto con este gobernador se encuentra el regulador de tensión que provee la corriente de excitación necesaria al generador síncrono y así controlar el voltaje en terminales de la máquina y por tanto la potencia reactiva del sistema. Con el estudio de estos sistemas de control se desarrollo un modelo general con el fin de tener un plantilla que simule estos sistemas en las plantas de generación eléctrica con turbinas Francis. El desarrollo de estos modelos están basados en estándares de la IEEE y el modelo de la central hidroeléctrica Playas de EPM (Se escogió esta central por cercanía y por qué hace uso de turbinas Francis) en la cual se realizaran pruebas en agua muerta, vacío y carga con el fin de obtener datos de estos reguladores. Para el analizar la respuesta de estos modelos se tomaron datos de las pruebas de campo por medio de un equipo de adquisición de datos con altas frecuencias de muestreo (100Hz-1000kHz) de la empresa National Instruments, los cuales estos datos son procesados en un programa desarrollado en Matlab para el análisis y filtraje de las señales. Una técnica que permite determinar los parámetros del modelo es utilizar los registros de los ensayos de campo en el programa de simulación como señales de entrada de un bloque o conjunto de bloques y luego comparar las señales de salida del modelo simulado con los obtenidos en las pruebas.