Control primario de carga-frecuencia de sistemas eléctricos de potencia aislados

Abstract

El control primario de carga frecuencia tiene la función de mantener la potencia de salida y la frecuencia del sistema dentro de los límites deseados. Existen tres tipos de control: control primario, control secundario y control terciario. Cabe mencionar que este trabajo se enfocará únicamente en el control primario, aunque también se hace mención del control secundario en uno de los subtemas del trabajo. El control primario responde relativamente rápido a las variaciones de la señal de la frecuencia, la cual es una medida indirecta del balance de potencia activa en el sistema eléctrico. El control secundario es más lento y se encarga de que la frecuencia del sistema vuelva a su valor nominal. El control primario de frecuencia realiza un rápido ajuste inicial de la frecuencia. La respuesta dinámica del control de regulación nos da información acerca del seguimiento temporal de la frecuencia y de la estabilidad del sistema. Con ayuda del gobernador de velocidad y del control de las válvulas de vapor o de flujo de agua, la frecuencia es regulada con el fin de que la potencia de salida de la máquina reaccione ante las fluctuaciones de carga. La velocidad de respuesta a estas fluctuaciones de carga solo depende de las constantes de tiempo de la turbina y del sistema. En el presente trabajo se muestra la metodología para desarrollar modelos lineales que permitan estudiar el comportamiento de este control ante cambios de carga. Para ello se realizaran diferentes simulaciones en el programa MATLAB®. Las simulaciones van desde la respuesta de la potencia y la frecuencia debido a un cambio de carga en una sola máquina hasta un modelo lineal del sistema interconectado nacional Noreste en 2001. Como resultado de esta tesis, se describen los componentes individuales del sistema de potencia que deben ser considerados en el estudio debido a que tienen una influencia importante en el problema, y sus modelos lineales dinámicos; de igual manera describe de manera clara el método necesario para construir el modelo lineal de control de carga-frecuencia del sistema eléctrico de potencia multimáquinas aislado.