CNO - Acuerdo 202 de 2001

CONSEJO NACIONAL DE OPERACIÓN CNO Por el cual se aprueba el protocolo para la med¡c¡ón de Estat¡smo de ta Planta Meriléctrica El Consejo. Nacional de Operación en uso de sus facultades legales yreglamentárias en especial las confer¡das por el Articulo 4. numeral 2" delAcuerdo 157 del30 de agosto de 2001, e¡ artículo 36 de ta Ley i43 de 1994 y el l¡teral g) de la Resolución BOi 03 del 2 de febrero de 1995 del Ministerio dóM¡nas y Energía y según lo aprobado en la reunión No. 166 del 13 dediciembre de 2001.

ACUERDO No. 202

Dic¡embre 14 de 2OO1

ACUERDA: PRIMERO. Aprobar el protocotos para la med¡c¡ón de estat¡smo de la planta Mer¡léctr¡ca, a qué se refiere el anexo 1 , el cual forma parte integrante oetpresente Acuerdo..

SEGUNDO: El presente acuerdo rige a part¡r de la fecha de su exped¡ción.

EL PRESIDENTE, lLtt¿R F^rPFazc ACUERDO 202 tConsejo Nacional de Operación cNo

ANEXO 1

PROCEDIMIENTO PARA PRUEBA DE ESTATISMO

TURBINA W5OIF DE MERILECTRICA REGISTROS DURANTE UN EVENTO REAL tNTRoDUcctóN La metodología de este procedimiento esta basada en la medicjón develoc¡dad y potencia activa de la máquina durante un evento real de variación

de frecuencia. Las def¡n¡ciones principales se pueden sncontrar en taresoluc¡ón CREG 023-2001 Variac¡ones de F¡ecuenc¡a en la Red La frecuenc¡a de la red en Colombia es de 60 ciclos. para que la frecuenciade ¡a r6d permanezca estable, s9 requiere un equilibr¡o enlre la potencia eléctrica generada y la consumida. Cuando se presenta un desequiirbrlo, sepresanta una variac¡ón en la frecuencia. Entre mayor sea el desequilibrio, mayor será la variac¡ón de frecuenc¡a. Cuando se producen gtandes desconsxiones de cargas o generadores, las var¡aciones en la fracueñcia sonmayores, por ojemplo 1.0 - 2.0 Hz o más, depend¡endo de la magnitud del evento. Regulación Pr¡mada Bajo estas condiciones "anormales" de operac¡ón, el generador o tosgeneradores reguladoros no están en capacidad de restituir el desequilibrio inmediatamento y es necesario que todos los generadores del SistemaInterconectado mod¡fiquen en un porcentaje la gene¡ac¡ón de potencia para garant¡zar la estab¡l¡dad del sistema. Regulac¡ón Primaria: Servicjo en línea que corresponde a ta vatiac¡ón automát¡ca, mediante el gobemador de velocidad, de ta potenc¡a entreaadapot la unidad de generaci,n como respuesta a camb¡os de frecuenc¡a án et

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2Consejo Nacional de Operación cNo s,.sfema. Los t¡empos característicos de respuesta estái-entd-l v 1C)segundos. La vaiación de carga del generador debe ser soslen¡ble al menos Regulación Secundaria Se puede decir que la regu¡ación primaria opera durante el évento trans¡torjoy t¡ene como propós¡to garantizar la estabilidad del Sistema Interconeqaao. La f€gulac¡ón secundaria opera posteriormente y tiene como propósito equilibrar el despacho y dejar el s¡stema en condiciones más estabtes vseguras de operación. durante los s¡gu¡entes 30 segundos. Banda Muerta de Operación Es un valor de frecuencia donde no se hace corrección de la potencragenerada, es dec¡r, las var¡aciones de potenc¡a en ese rango no activan taregulación primar¡a de los generadores. para Colombia esa banda muerta esde t 0.03 Hz. Eso s¡gn¡f¡ca que entre 59.97 y 60.03 Hz no hay regutacjónpnmana. Definic¡ón presentada en la Resotución CREG O2g-2001: Banda Muerla de Operación: Rango de frecuenc¡a, dentro del cuar Esun¡dades de generac¡ón no varían automáticamente su potenc¡a. En el segundo párrafo del Artículo Cuarto de la m¡sma Resolución se inotcaque: Para una adecuada cal¡dad de la frecuénc¡a, las un¡dades generadorasdebeián tener una Banda Mueña de respuesta a los cambios dé frecuenciamenor o ¡gual a 30 mHz. Este valor podrá ser revaluado por el CND cuandoI o co n side re conve n¡e nte.

Estatismo

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3Consejo Nacional de Operación cNo El estatismo es la relac¡ón entre la variac¡ón de frecuencia y la potenciacorreg¡da en la unidad de generación. Entre mayor sea la desviac¡ón defrecuenc¡a, mayor debe ser la potenc¡a conegjda en la unidad de generación. La fórmula del estatismo es la s¡gu¡entej M recuencialHz) Es tat isn olyd- !!:!!y!!!!2@! l!4 l/"1Mote cialMwl Potehcid NomihalIMv) Definición presentada en la Resoluc¡ón CREG 023-2001: Estatismo: Característ¡ca técn¡ca de una planta y/o unidad de generacnn,que determ¡na la var¡acbn porcentual de la frecuenc¡a por cada un¡dad oevar¡ac¡ón porcentual de la carga. En el segundo párrafo del Artículo Cuarto de la misma Resolución se ino¡caque: El Estatismo de las un¡dades generadoras dsspachadas centralmentedebe.ser un.valor entre el 4% y el 6%, el cual deberá ser declarado por elagente al CND. Función de Regulación primaria La_ func¡ón de regulación primar¡a para la p¡anta Mer¡¡éctr¡ca se presentagráf¡camente en la F¡gura No. 1. Se puede observar que la curva estácompuesta por una banda muerta y dos pendientes asociadas con elestatismo.

En la planta Mer¡léctrica se seleccionó un estatismo del 6 %. Este valordetemina las pend¡entes de las rectas de la gráf¡ca presentada. Analíticaménte se calcularon las pend¡entes y los cruces con los ejes.La correcc¡ón de potenc¡a act¡va debe limjtarse para evitar Áobrecargacuando se está generando en carga base. Esta potencia se l¡m¡tó a 16 MW,lo cual corresponde al 10% de la potencia nom¡nal de la unidad W5O1F.

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4Consejo Nacional de Operación cNo Enla Ecuación p [MW] es ta potencia act@de la red. Las ecuaciones de Regulación primaria para lá pianta Meriléc¡flcason las siguientes: PlMnl=16Mrl P[MW]= - f x 48 48 + 29 to.3s Mrr

PIMWI= 0

P IMW l= - f x 48.a8 + 2907.25 Mty PlMIrl =- 16M14/ pata f <59 .64 Hz para 59 64 < f < 59.97 Hz Wra59.97nfr6O.O3HZ para 60.36 > f > 60 03 Ez para f > 6036Hz Prueba de Estat¡smo La prueba estatismo tiene como objet¡vo ver¡f¡car la corrección de potencia de la Turbina de Combust¡ón ante las variac¡ones de frecuencia en lá req.

La función de Regulac¡ón pr¡maria de Frecuencia en la Turbina deC.9r-lq$1iólse rcaliza pot med¡o de un atgoritmo de control programado enel WDPF. El WDPF es un Sistema de Control D¡stribu¡do. El algoritmo t¡ene programada la curva de regulac¡ón, permanentemente sereg¡stra la velocidad de la máqu¡na, la cual es proporcional a la frecuencra oela red. 3600 r.p.m equ¡valen, a 60 Hz. Cuando la frecuenc¡a sale del |"angode banda muerta, es dec¡r, entre 59.97 y 60.03 Hz, el algor¡tmo calcula lapotencia que debe corregrÍ. por ejemplo, si la máquina esla rodando a 100MW y se presenta una caÍda de frecuenc¡a hasta S9.7 Hz, la corrección depotenc¡a activa será: La nueva potencia activa que generaria la máqu¡na sería de 116 MW.Mientras la frecuencia del s¡stema permanezca ¡gual o menor a Sgj Hz, lapotenc¡a será coregida en 16 MW. PIMWI = -59.'t x 48 48 + 29t0.35lMwl PIM /I=16Mty

FigUTA NO, 1. FUNCIÓN DE REGULACIÓN PRIMARIA DE FRECUENCIA

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5Consejo Nacional de Operación cNo Fr?l ?947,25 82 Procedimiento pa'a la medición del Estaüsmo A cont¡nuación se presénta un procedimiento detallado de la prueba.

Pañmetrcs a Registrar Se reg¡strarán los s¡guientes parámetros:

1. Frecuenc¡a de la red o veloc¡dad de la máou¡na.2. Potencia Activa a la Salida del Generador.

En el prolocolo de pruebas adjunto, se indican las características oeigenerador y del equipo de registro empleado durante la prueba. Periodo de Pruebas

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6Consejo Nacional de Operación cNo El periodo de prueba lo definiÉ el CND. Durante ese período se analizaránlos eventos de frecuencia más prueba. rmportantes, se elaborará un protocolo de Cálculo de los Valores Teóricos de potencia En la s¡gu¡ente Tabla se presentan los valores teór¡cos de potencia adtvadepend¡endo de Ia variac¡ón de frecuencja simulada. Se há estimado quepara la prueba, Ia potenc¡a generada en la turbina de combustión sea de 1OOMW. Regulación para Baja Frecuencia Regulac¡ón para Alta Frecuenc¡a Frecue nc¡a lHzl P+ TMVvI Po tMWI PTotal tMWI 60.00 0.00 100,00 100.00 qo 07 0.00 100,00 '100.00 59,95 3.97 100,00 103.97 59,90 6.40 100,00 106.40 a.a2 100,00 108.82 59,80 11 .25 100,00 111 .25 59,70 16.00 '100,00 1 16.00 59.60 16.00 100,00 116.00

Frecuenc ia [Hz] P+ IMVVI Po tMwl PTotal IMWI 30,00 0,00 100,00 100.00 60,03 0,00 100,00 100,00 60,05 -3.97 100,00 96.03 60,10 €,40 '100,00 93.60 60,15 -a_42 '100,00 91.18 50,20 -11.25 '100,00 88.75 60,30 -16.00 100,00 84.00 60,40 16.00 100,00 84.00 P+ [MtfVJ és la potencja Act¡va correg¡da. Po IMW es el ajuste original de potenc¡a Act¡va P Total lMt¡Vl es la Potencia Activa que debe entregar la máqu¡na durantelas variaciones de frecuenc¡a s¡muladas. Estos cálculos están basados en el algor¡tmo AO1 1X092. El íeg¡stro de estealgor¡tmo se ptesenta a cont¡nuacjón.

XFCTGEN/ 2, NAME = \A011X092\, TUNABLE =yES,'GAIN: ' = 1.00000.'BIAS: '= 0.00000,'SCALE TOP:' = 16.0000, ICALE BOT:' = ¡6.0000, ACIJERDO202'TRK RATE: '= 2.50000,'BREAKPTS: '= 6,'X-COORD{:' = 3816.00,'Y-COORD-1:' = 16.0000,'X-COORD-2:' = 3621.60,'Y-COORD-2:' = 16.0000,'X-COORD-3:'= 3601.80.'Y-COORD-3:' = 0.00000,'X-COORD-4;' = 3598.20,'Y-COORD-4:'= 0.00000,'X-COORD-S:'= 3578.40,'Y-COORD-S:' = -16.0000,'X-COORD€:' = 3398.40,'Y-COORD€:' = -16.0000,'X-COORD-7:' = 0.00000,'Y-COORD-7:' = 0.00000,'X-COORD-8:'= 0.00000,'Y-COORD-8:' = 0.00000,'X-COORD-9:' = 0.00000,'Y-COORD-9:' = 0.00000, "CAS: ' = \1SE3925S\,'TRACK lN: '= \U011X094\,MODE lN: ' = \N011X094\,OUTPUT: ' = \O011X092\,'CMODE OUT:' = \M011X092\,TRACK OUT:' = \T011X092\ Consejo Nacional de Operación

Med¡c¡ón dsl Estat¡smo De acuerdo a la definición el estatismo, los cálculos del estatismo se realiza[án con base en los reg¡stros obtenidos.

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8Consejo Nacional de Operación cNo Registradores Para rcaliza¡ esta prueba se requ¡ere de un reg¡strador que estécapacidad de almacenar información cuando la frecuenc¡a varie dentrounos rangos predeterminados. En la planta Mer¡léctrica se cuenta con la posibilidad de tomar reg¡stros ahavés del WDPF.con un tiempo de muestreo de un segundo. Oka oición esInstatar _un equ¡po de registro durante el periodo de prueba. Lascaracterísticas de los registradores a emplear serían las siguientes: Período de muestreo: 100 ms máx¡mo.

Precisión : 5% máximo.

La precis¡ón no es un factor crítico, ya que el cálculo de estatismo se real¡zasobre var¡ac¡ones de los parámetros reg¡strados y no sobre valores exactos. Resultados y Conclusiones Los resultados de las pruebas y los registros se tabularán y sé graf¡carán talcomo se presenta en el protocolo anexo.

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9Consejo Nacional de Operación cNo MERILECTRICA PROTOCOLO PART{ PRÚEDA DE ESTATISMO Unid¡d: w501¡ Fech¡: Diciemb¡e lr de200l DATOS Gf,NIRALES I.l UNIDAD I.2 f,QUPO DE RECISTRO )otencia Nofiinal [MWl t56 Iipo de Registro Digiral. DCSVelocirlad Noninal tR.PlúJ (a 6,0

tz) 3600 \4erca WDPFlstatismo [( /ol 6 fiempo de Mueslrco Js 1.0 land¿ Muena, lmllzl +/- 30 )recision Reerslro de Pormcia f./"1 0.5 :ombustible Cas Natürat lesolucion Registro de Potencia - MW 0.1'¡cc¡sion Registro de Velocidad f%l 0.5 lesolucion Registro de VelocidadLP.M. 0.5

I. REGISTROS }. CALCULOS

IIor¡ Velocid¡d fRP.MI Pot€nci¡ fMwl Velocid¡d lp.u.1 Potenci¡ fD.u.l ^ Velocidsd lp.uJ ^ Potenci¡ fp.ul Est¡tismo t /ol 1212130 3600.0 100.00 1.00000 Lfi)000 0.00000 0.00000 l2t2l:31 3600.5 99.1'7 1.000r4 0.99765 0.00014 ..0.00235 5.9\Oo/o 12:21:32 360t.0 99.53 1.00028 0.99530 0.00028 {.00470 5.9100/0 l2t2l33 1601.5 99.30 t.00042 o.99295 0.00042 -0.00705 5.9tuyo l2:2\t34 3602.0 99.0ó 1.0005ó 0.99060 0.00056 4.00940 5.9t00/o l2 2l:35 3602.5 98.83 1.00069 0.98825 0.00069 -.0.01175 5.910ó/.

12:2136 3603.0 98 59 1.00083 0.98590 0.00083 -0.01410 5.9llo/d 1221:37 3ó03.5 98.36 L00097 0.98355 0.00097 4.01ó45 5.9 t'yo 12t2l:38 3604.0 94.r2 l.00l1l 0.98120 0.00ll1 4.01880 5.9IOYo 12.21.39 3604.5 91.49 t.00125 0.97885 0 00125 -0.02115 5.9lOV6 122140 1605.0 97.65 1.00139 0.91650 0.00139 -0.023s0 5.9llyo 12:2141 1605.5 9',7.42 1.00153 o.97415 0.00153 -0.02585 5.9t\y. l2:21:42 3606 0 9',7.18 1.00167 0.97180 0.00167 -0.02820 5.910% 12.21t43 360ó.5 96.95 1.00181 0.96945 0.00181 -0.03055 s.9t00/o l221 14 3601.0 96.71 1.00194 0.96710 0.00194 -0.03290 5.9t}yo 12:21:45 3607.5 96.48 1.00208 0.96475 0.00208 -0.03525 5.9toyo 12:2146 3608.0 96.24 r.oo222 o.96240 o.oo2D. {.03760 5.9l0o/t

12:21:47 3608.5 96.01 1.00236 0.96005 0.00236 -0.03995 s.910% 12.21t48 3609.0 95't1 1.00250 0.95770 0.00250 4.04230 s.9loyo 12:21149 3609.5 95.54 LOO264 0.95535 0.00264 -0.04465 5.9t\o/o 12:21:50 3610.0 95.30 r.00278 0.95J00 0.00278 {.04700 s.9100/ó ACUERDO2O2 l0Consejo Nacional de Operación cNo l2:21:51 3610.5 95.07 1.00292 0.95065 0.00292 -0.04915 5.9100/o 12.21.52 3611.0 94.83 1.00306 0.94830 0.00306 4.051?0 5.9r0o/o l2:21:53 3611.5 94.60 1.00319 0.94595 0.00319 {.05405 5.9toyo l2t2l54 3612.O 94.36 1.00333 0.94360 0.00333 -0.05640 5.91O./o 12:21:55 36t2.5 94.13 1.00347 o.94t25 0.00347 -0.05875 5.9tOVo 12.21:56 3613.0 93.89 1.00361 0.93890 0.00361 4.0ólI0 s.9l0vo

12:21:57 3613.5 93 66 1.00375 0.93655 0.00375 -0_06145 5.910Vú l2r2l:58 3614.0 93.42 1,00389 o,93420 0.00389 -0.06580 5.9tlyo l2:21:51) 3614.5 93.19 1.00403 0.93185 0.00403 -0.06815 s.9t00/" 12:22:00 3615.0 92 95 1.00417 0.92950 0.00417 {.07050 5.9tú/o 1212201 3615.5 92.72 1.00431 o.92715 0.00431 {.07285 5.9r0o/o 12:22:Q2 3616.0 92.44 1.00444 0.92480 0.00444 -0.07520 5.9tlo/o

CONCLUSIONES Y OBSERVACIONf,S

AC{JERD02O2

ItConsejo Nacional de Operación cNo 2 El

RICUL¡|CION Ft&IAA¡A DMICUAICIA

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