CNO - Acuerdo 296 de 2004

CONSEJO NACIONAL DE OPERACION cNo

ACUERDO No 296

Junio 25 de 2OO4 Por el cual se aprueba el protocolo para la med¡c¡ón de Estatismo de la Planta Mer¡léctr¡ca El Consejo Nacional de Operación en uso de sus facultades legales y reglamentarias en especial las confer¡das por el Art¡culo 4o numeral 20 del Acuerdo 157 del 30 de agosto de 2001, el artículo 36 de la Ley f43 de 7994 Y el literal g) de la Resolución 80103 del 2 de febrero de 1995 del Min¡sterio de Minas y Energía y según lo aprobado en la reuniÓn No' 207 del 24 de Jun¡o de 2004 y,

CONSIDERANDO:

1. Que la planta Meriléctr¡ca ha solicitado su reincorporación al SIN con una capacidad superior a la que tenía antes de su ret¡ro. producto de un camb¡o en su turbina.

2. Que el acuerdo 228 de abril 26 de 2002 establece que las unidades que se reincorporen al Mercado deberán realizar pruebas de estat¡smo antes del su exDlotac¡ón comercial. 3, Que el Com¡té de Operación analizó en su reunión 723 del 77 de junio de 2004, la conformidad de este protocolo y recomendó mediante concepto Co-28 , la aprobación del mismo.

ACUERDA: PRIMERO, Aprobar el protocolo para la medición de estatismo de la planta Meriléctrica, a que se reñere el anexo 1, el cual forma parte integral del

Dresente Acuerdo.

SEGUNDO: El presente acuerdo rige a partir de la fecha de su expediclón.

El Presidente AD-HOC El Secretar¡o Técnico I RAFAEL PER '/ft g[RDoNA ACIJERDO 296 lConsejo Nacional de OPeración cNo

ANEXO 1

PROCEDIMIENTO PARA PRUEBA DE ESTATISIIO

TURBINA W5O1FD2 DE M ERILECTRICA

REGISTROS DURANTE UN EVET{TO REAL Introducción La metodología de este procedim¡ento esta basada en la med¡ciÓn de velocidad y potencia áctiva de la máqu¡na durante un evento real de variac¡ón de iretuenc¡a, Las def¡nic¡ones principales se pueden encontrar en la resoluc¡ón

CREG 023-2001.

Var¡aciones de Frecuencia en la Red La frecuencia de la red en Colomb¡a es de 60 ciclos. Para que la frecuencia de la red permanezca estable, se requiere un equilibrio entre la potenc¡a eléctrica generada y la consumida. Cuando se presenta un desequil¡brio, se presenta una variación en la frecuencia. Entre mayor sea el desequilibrio, mayor será la variac¡ón de frecuenc¡a. Cuando se producen grandes desconexiones de cargas o generadores, las variaciones en la frecuenc¡a son mayores. por ejemplo 1.02,0 Hz o más, dependiendo de la magn¡tud del evento. Regulación Pr¡mar¡a Bajo estas condiciones "anormales" de operación, el generador o los generadores reguladores no están en capac¡dad de restitu¡r el desequilibrio inmed¡atamente y es necesario que todos los generadores del Sistema Interconectado mod¡f¡quen en un porcentaje la generac¡ón de potenc¡a para

garantizar la estabilidad del sistema.

Regulación P maria: Serv¡cio en línea que corresponde a la var¡ac¡ón automát¡ca, med¡ante el gobernador de velocidad, de la potencia entregada

ACUERDO296 2 fConsejo Nacional de Operación CNO Se puede decir que la regulación primaria opera durante el evento trans¡torio y tiene como propósito garantizar la estabil¡dad del S¡stema Interconectado. La regulación secundar¡a opera posteriormente y t¡ene como propós¡to equilibrar el despacho y dejar el sistema en condiciones más estables y seguras de operac¡ón, por la un¡dad de generac¡ón como s¡stema. Los t¡empos ca racterist¡cos La variac¡ón de carga del generador sig u ientes 3 0 seg u ndos. Regulac¡ón Secundaria Banda Muertá de Operación Es un valor de frecuenc¡a donde no generada, es decir, las var¡ac¡ones de regulación primaria de los generadores, de r 0.03 Hz. Eso s¡gnifica que entre or¡maria, resDuesta a camb¡os de frecuenc¡a en el de respuesta están entre 0 y 70 segundos. debe ser sosten¡ble al menos durante los se hace corrección de la potenc¡a potencia en ese rango no activan la Para Colombia esa banda muerta es 59.97 y 60.03 Hz no hay regulación f Def¡nición oresentada en la Resoluc¡ón CREG 023-2001: Banda Muerta de Operación: Rango de frecuencia, dentro del cual las

un¡dades de generac¡ón no varían automáticamente su potencia. En el segundo párrafo del Artículo Cuarto de la misma Resolución se indica q ue: Para una adecuada calidad de la frecuenc¡a, las unidades generadoras deberán tener una Banda Muerta de resDuesta a los camb¡os de frecuenc¡a menor o ¡gual a 30 mHz. Este valor podrá ser revaluado por el CND cuando lo cons¡dere conven¡ente.

ACUERDO296

3Consejo Nacional de OPeracién cNo Estat¡smo El estatismo es la relación entre la var¡ación de frecuenc¡a y la potencia corregida en la unidad de generac¡ón, Entre mayor sea la desviac¡ón de frecuencia, mayor debe ser la potencia correg¡da en la unidad de generaciÓn. La fórmula del estat¡smo es la siguiente: En la Dlanta Meriléctrica se seleccionó un estat¡smo del 6 o/0. Este valor determina las pendientes de las rectas de la gráf¡ca presentada. tiJ Analíticamente se calcularon las pend¡entes y los cruces con los ejes' ] U corrección de potencia activa debe limitarse para evitar sobrecarga cuandoI se está generando en carga base. Esta potenc¡a se l¡mitÓ a 18.5 Mw, lo cual Mrecuenc¡alllzf .^,, l:recuenc¡a Nomínal lIIz) , ", ,Lstausnal'/ol=-- M;re;;ialMvl tlol Ptfu Nt lr"tlMwl Definición presentada en la Resolución CREG 023-2001:

Estatismo: Característica técnica de una planta ylo un¡dad de generación, que determ¡na la variación Dorcentual de la frecuencia por cada unidad de var¡ación porcentual de la carga, En el segundo párrafo del Artículo Cuarto de la misma Resolución se indica que: El Estatismo de las unidades generadoras despachadas centralmente debe ser un valor entre el 4olo y el 60/o, el cual deberá ser declarado por el agente al CND.

Función de Regulación Pr¡mar¡a La función de regulación pr¡maria para la planta Meriléctrica se presenta gráf¡camente en la F¡gura No. 1. Se puede observar que la curva está compuesta por una banda muerta y dos pendientes asociadas con el estat¡smo.

ACIJERDO296

4Consejo Nacional de Operación cNo corresponde al 10olo de la potencia nom¡nal de la unidad W501FD2.En Ia Ecuación P [MW] es la potencia activa a corregir, f [Hz] es la frecuencia de la red. Las ecuaciones de Regu¡ación Primar¡a para la Planta Meriléctrica son las siouientes: PlMrí/l=18.5 MrY para f !59.64 Hz PIMWI= -f x56.06+3361.95 MW para 59.64! f t59.97 Ih PlWr/l=O para 5997<f <60.03 Hz PÍMrVl=-f x56.06+3365.32 MW paru 6O362 f 260.03 Hz PIMWI=-|9.5 Mll para f >60.36 IIz Prueba de Estatismo

La prueba estatismo tiene como objetivo verificar la correcc¡ón de potencia de la Turb¡na de Combustión ante las variaciones de frecuencia en la red, La función de Regulac¡ón Primar¡a de Frecuenc¡a en la Turbina de Combustión se realiza por med¡o de un algoritmo de control programado en el WDPF. El WDPF es un S¡stema de Control D¡stribuido. El algor¡tmo t¡ene programada la curva de regulac¡ón, permanentemente se registra la velocidad de la máqu¡na, la cual es proporc¡onal a la frecuencia de la red, 3600 r.p.m equivalen, a 60 Hz, Cuando la frecuencia sale del rango de banda muerta, es dec¡r, entre 59,97 y 60.03 Hz, el a¡goritmo calcula la potencia que debe correg¡r. Por ejemplo, si la máquina esta rodando a 100 MW y se presenta una caída de frecuencia hasta 59,7 Hz, la correcc¡ón de Dotencia activa será: PlMwl = -5o.7 r 56.06+ 3361.e51|.,íw I P[MW]=18.5 MtY \,! I

ACUERDO296

5Consejo Nacional de OPeración CNO La nueva potencia activa Mientras la frecuencia del potenc¡a seré corregida en que generaría la máquina sistema permanezca igual o 18.5 MW. sería de menor a 118.5 MW, 59.7 Hz, la

F¡9UTA NO. 1. FUNCIóN DE REGULACIóN PRIMARIA DE FRECUENCIA

200 r50 100 50 00 -5.0 -100 -r50 -20.0 ntos g ! € € I E IHz] 58.00 s9.64 59.97 60.00 60,03 60.36 62.00 lMwl 18.5 18.5 0.0 0.0 0.0

• 18.5
• 18.5

sa.@ 58.50 ssm 59.58 @.00 6050 trccrFrcl.lll¿l 61@ 6150 62.m tes -56.06 J JO.L,9 J Jl05.JZ m B1 t" I Proced¡miento para la med¡c¡ón del Estat¡smo A continuación se presenta un procedimiento detallado de la prueba. Parámetros a Reg¡strar Se reg¡strarán los sigu¡entes parámetros: ACUERDO296 oConsejo Nacional de Operacién CNO

1. Frecuencia de la red o velocidad de la máou¡na.

2. Potencia Actlva a la Salida del Generador.

En el protocolo de pruebas adjunto, se indican las características del generador y del equipo de registro empleado durante la prueba. Per¡odo de Pruebas El período de prueba lo defin¡rá el CND. Durante ese período se analizarán los eventos de frecuencia más importantes, se elaborará un protocolo de prueba. Cálculo de los Valores Teór¡cos de Potenc¡a En la siguiente Tabla se presentan los valores teór¡cos de potencia activa dependiendo de la variación de frecuenc¡a simulada. Se ha est¡mado que para

la prueba. la potenc¡a generada en la turb¡na de combust¡ón sea de 100 MW. R€gulac¡ón para Alta Regulac¡ón para Baia Frecuencla Frecuenc¡a Frecuencia lHzl P+ IMWT Po fMwl Ptotal IMw] 60.00 0.00 100.0c 100.0c 59.97 0.00 100.0c 100.0c 59.95 4.48 100.0c 104.48 co on 7 .29 100.0c 59.85 10.09 100.0c 110.09 s9.80 12.89 100.0c 112.89 59.70 18.50 100.00 118.5C 59.60 18.50 100.00 118.5C Frecuencia lHzI P+ IMW '| Po []rwl PTotal lMwl 60.00 0.00 100.00 100.00 60.03 0.00 100.00 100.00 60.05 -L.L2 100.00 98.88 60.10 -3.92 100.00 96.08 60.15 -6.73 100.00 93.27 60.20 -9.s3 100.00 90.47 60.30 18.50 100.00 81.50 60.40 18.50 100.00 81.50 P+ f IMW] es la potenc¡a Activa corregida.

ACIJERDO296

7Consejo Nacional de Operacién CNO Po [MW] es el ajuste original de Potencia Activa

P Total [Mw] es la Potencia Activa que debe entregar la máqu¡na durante las variac¡ones de frecuencia simu¡adas, Estos cálculos están basados en el algoritmo A011X092. El registro de este algoritmo se presenta a continuación. FCTGEN/ 2, NAME = \A011X092\. TUNABLE = YES,'GAIN: '= 1.00000,'BIAS: '= 0.00000,'SCALE TOP:' = 18.5.0000,'SCALE BOT:' = - 18.5.0000,'TRK MTE: '= 2.50000,'BREAKPTS: '= 6,'X-COORD-1:' = 3816.00,'Y-COORD-1:' = 18.5.0000,'X-COORD-2:' = 362t.60,'Y-COORD-2:' = 18.5.0000,'X-COORD-3:' = 3601.80,'Y-COORD-3:' = 0.00000,'X-COORD-4:' = 3598.20,'Y-COORD-4:' = 0.00000,'X-COORD-S:' = 3574.40,'Y-COORD-5:' = -18.5.0000, 'X-COORD-6:' = 3398.40,'Y-COORD-6:' = -18.5.0000, '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: '= \1SE39Z5S\,'TRACK IN:' = \U011X094\,+'MODE IN:, = \N011X094\,'OUTPUT: ' = \O011X092\,,CMODE OUT:' = \M011X092\,'TRACK OUT:' = \T011X092\ f ACIJERDO296

f ACIJERDO296

8Consejo Nacional de Operacién CNO Medic¡ón del Estatismo De acuerdo a la def¡n¡c¡ón el estat¡smo, los cálculos del estat¡smo se real¡zarán con base en los reg¡stros obten¡dos. Registradores Para realizar esta prueba se requiere de un regístrador que esté en capacidad de almacenar información cuando la frecuenc¡a var¡e dentro de unos rangos Dredeterm¡nados. En la olanta Meriléctrica se cuenta con la pos¡bilidad de tomar reg¡stros a través del WDPF con un tiempo de muestreo de un segundo' Otra opc¡ón es instalar un equipo de registro durante el periodo de prueba. Las caracterist¡cas de los reg¡stradores a emplear serían las siguientes: Período de muestreo: 100 ms máximo.

Precislón : 5olo máx¡mo' La Drec¡sión no es un factor crít¡co, ya que el cálculo de estatismo se real¡za sobre var¡ac¡ones de los parámetros registrados y no sobre valores exactos.

Resultados y Conclusiones Los resultados de las pruebas y los registros se tabularán y sé graf¡carán tal como se presenta en el protocolo anexo' \,

ACIIERDO296

9Consejo Nacional de Operación cNo i,IERILECTRICA

PROTOCOLO PARA PRUEBA DE ESTATISMO Unidad w501FD2

Fecha:

I. DATOS GENERALES

1.1 UNIDAD 1.2 EOUIPO DE REGISTRO

rotenc¡a Nom¡nal f MWl 185.5 f¡oo de Reoistro D¡o¡tal. DC

'/eloc¡dad Nom¡nal IR.P.M] (i 3600 Marca WDPF Estat¡smo o/o1 6 f¡emoo de Muestreo [sl 1.0 Banda Muerta, [mHz] +t30 Precisión Registro de Poteni 0.5 ombustible Gas Natur Resoluc¡ón Reg¡stro de Pot€ 0.1 Precisión Registro de Veloci 0.5 Resoluc¡ón Registro de Velo .M. 0.5

2. REGISTROS 3, CALCULOS Hora veloc¡d¡ f R.P.M Potenci tMwl Velocid. f o.u.l totenc¡ fo.u.l Dtr vel( f o,u,l ! Potel Io. u. ] Estat¡smo lo/o1 72i27i31 3600.0 100.00 1.00001 1.0000( 0.00001 0.0000 72izLi3. JOUU. ) 99.77 1.0001, 0.99761 0.0001, -0.002: 5.910o/o 12i2li3', 3601.0 99.s3 1.0002r 0.99531 0.00021 -0.004t 5.910% L2tZti3: 3601.5 99.30 1.0004: 0.99291 0.0004i -0.007( 5.910% !2i2ti3' 3602.0 99.06 1.0005( 0.99061 0.00051 -0.0092 5.910o/o 12i21.3! 3602.5 98.83 1.00061 0.98821 0.00061 -0.011i 5,910o/o

12i2Li3l 3603.0 98.s9 1.0008: 0.9859( 0.0008: -0.0141 5.910% L2 2li3', 3603.5 98.36 1.0009: 0.983s1 0.0009: -0.0164 5.9100/o t2 21.31 3604.0 :,ó. L¿ 1.0011 0.9812( 0.0011 -0.018t 5.910o/o 12:21:3Í 3604.s 97.89 1.0012t 0.97881 0.00121 -0.021 l 5.910o/o 72'.2li4l 360s.0 97 .65 1.00131 0.97651 0.0013! -0.023: 5.910o/o L2:2L:4 360s.5 97 .42 1.0015: 0.974L! 0.0015: -0.02st 5.910% t2i21i4, 3606.0 97 .L8 1.0016: 0.9718( 0.0016; -0.028i 5.910o/o 72'.Zli4. 3606.s 96.95 1.0018: 0.9694t 0.0018: -0.0305 5.910o/o L2:21i4, 3607.0 96.7L 1.0019, 0.9671( 0.0019, -0.0329 5.910%I'

ACUERDO296 l0Consejo Nacional de Operación CNO I 12'.27i4 3607.5 96.48 1.00201 0.96471 0.00201 -0.03 5 i 5.910o/o t2:27i41 3508.0 96.24 r.0022. 0.96241 o.0022: -0.037( 5.9100/o 12:27i4", 3608. s 96.01 1.0023t 0.96001 0.00231 -0,039€ 5.910% t2tZti4l 3609.0 95.77 1.00251 0.9577 | 0.00251 -0.042= 5.910o/o t2i27i4\ 3609.5 95.54 r.0026, 0.95 531 0.0026, -0.044e 5.910o/o tZiztiSl 3610.0 9 s.30 r.00271 0.9 530( 0.00271 -0.o47c 5.910o/o 12127i5. 3610.5 95.O7 1.0029; 0.9506 0.0029: -0.049: 5.910o/o 12i2Ii5t 361 1.0 94.83 1.00301 0.9483 0.0030( -0.0 51t 5.97oo/o 12i27i5'- JO -L .1. ) 94.60 1.0031! 0.9459 0.00311 -0.054c 5.910o/o

12127i5¿ 3612.0 94.36 1.0033: 0.9436 0.00 3 3: -0.0 564 5.910o/o 12i27i51 3672.5 94.L3 1.0034: Q.9472 0.0034: -0.0s8t 5.910o/o tZi?ti5l 3613.0 93.89 1.003 6 0"9389 0.0036 -0.061 I 5.910o/o 72:27:5-. 3613. s 93.66 1.00371 0.9 365 0.00 3 7l -0.0634 5.910o/o 72i21i51 3614.0 93.42 1.00381 0.9342 0.00381 -0.06st 5.910o/o 72i27i5<. 3674.5 93.19 1.0040: 0.9318 0.0040: -0.0681 5.910o/o 72i22iOl 3615.0 92.95 1.0041: 0.9 29 5 0.0041 -0.0705 5.910o/o 72i22i0. 3615.5 92.72 1.0043 Q.9277 0.0043 -o.o7 2E 5.910o/o t2t22i0) JOIO.U 92.48 r.0044, 0.9248 0.0044, -0.0752 5.910o/o

CONCLUS¡ONES Y OBSERVACIONES;

ACUERDO296 1lConsejo Nacional de Operación CNO

RICITI¡|CIOI{ PRII,Í.AR¡A I)l fnlCUD{CIA

¡utPo IIdPO l9TAÍsfo E f t \

ACUERDO296

12