En un sistema de energía eléctrica , el control automático de generación ( AGC ) es un sistema para ajustar la salida de potencia 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 a la salida de los generadores. El equilibrio se puede juzgar midiendo la frecuencia del sistema ; si está aumentando, se está generando más energía de la que se utiliza, lo que hace que todas las máquinas del sistema 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 su velocidad.
Antes de que se utilizara el control automático de generación, una unidad generadora de un sistema se designaba como unidad reguladora y se ajustaba manualmente para controlar el equilibrio entre la generación y la carga a fin de mantener la frecuencia del sistema en el valor deseado. Las unidades restantes se controlaban con una reducción de velocidad para compartir la carga en proporción a sus valores nominales. Con los sistemas automáticos, muchas unidades de un sistema pueden participar en la regulación, lo que reduce el desgaste de los controles de una sola unidad y mejora la eficiencia, la estabilidad y la economía generales del sistema.
Cuando la red tiene interconexiones de enlace con áreas de control adyacentes, el control automático de la generación ayuda a mantener los intercambios de energía a través de las líneas de enlace en los niveles programados. Con sistemas de control basados en computadora y múltiples entradas, un sistema de control automático de la generación puede tener en cuenta cuestiones como las unidades más económicas para ajustar, la coordinación de los tipos de generación térmica, hidroeléctrica y de otros tipos, e incluso las limitaciones relacionadas con la estabilidad del sistema y la capacidad de las interconexiones con otras redes eléctricas. [1]
Los generadores de turbina de un sistema eléctrico almacenan energía cinética debido a sus grandes masas rotatorias. Toda la energía cinética almacenada en un sistema eléctrico en dichas masas rotatorias 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 suministrada, los generadores de turbina 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 regulador de turbina (TGC) es mantener la frecuencia deseada del sistema ajustando la potencia mecánica de salida de la turbina. [2] Estos controladores se han automatizado y en estado estable, la relación frecuencia-potencia para el control del regulador de turbina es:
dónde,
es el cambio en la potencia mecánica de salida 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.
En el caso de las turbinas de vapor, el control 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.
El control de frecuencia de carga (LFC) se emplea para permitir que un área primero satisfaga 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 pocos segundos para mantener estable la frecuencia del sistema.
El objetivo del despacho económico es minimizar los costos operativos totales en un área al determinar cómo la potencia real de salida de cada unidad generadora satisfará una carga dada. [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 minimice el costo general, sujeto a las restricciones de limitación de transmisión o seguridad del sistema contra fallas. [5] Otras restricciones pueden ser impuestas por el suministro de agua de generación hidroeléctrica o por la disponibilidad de energía solar y eólica.
