CNO - Acuerdo 495 de 2010

CONSEJO NACIONAL DE OPERACIÓN cNo

ACUERDO No.495

Junio 4 de 2OtO Itl Por el cual se aprueban ros protocoros para ra medición de estatismo y banda muerta de rasunidades y plantas de generac¡ón El consejo ryaqo¡al de operación en uso de sus facultades legales, en espec¡al las confer¡dasen ef Artículo 36 de la u-_113 de,tg?4,. _el Ánéo S¿nural de la Resotución CREG 025 de1995, su Reglamento Inteino y según ro definido en rá reunión 32a der 4de junio de 2010.

CONSIDERANDO:

1. Que de acuerdo ar artícuro tercero de ra Resorución CREG 023 de 2oo1: ,,Las un¡ctades yplantas del s¡stema deben garant¡zar el valor ai isiat¡smo dectarado al centro Nacionat deDespacho (cND). se debe efectuar ra prueoa ae eitaismo especificada en et Numerat 7.s.2';ffiir Estatismo con Ia periodicidaa estaoteiiaa y proced¡m¡entos estabrecidis por et

2. Que de acuerdo ar oarágrafo der artícuro tercero de ra Resorución CREG 023 de 2001,dentro de los doce meses siguientes a ra entrada én u,g"n.iu de ra Resoruión en menc¡on,todas las plantas y unidades despachadas centrarmente -deo¡eron

eiecirai ,nl"pir"Lu ¿" ro,parámetros relac¡onados con er slrvicio ¿" ."érruiio" pi¡maria de frecuencia. 3' Que mediante el Acuerdo r5g de 2001 se.aprobaron ros protocoros para ra medición deestatismo de arsunas unidades de g_eneración (euatapé. c-uadirrpu il;; riio!"ranoe t,Troneras, La Tasajera, porce, playas, Íermosierra, Barránca L, 2, 4 y 5, palenque 3, pa¡pa 1,2 y.3' Guav¡o, paraíso, Guaca y Betania _y tos protocálos para ra medición de banda muertade las unidades y/o plantas de'generación d"'B"r;;;¿; r, 2, 3, 4 y 5, palenque 3, cuavio,Paraíso, Guaca y Chivor. 4' Que mediante er Acuerdo 171 de 2oor se aprobaron ros protocoros para ra medición deestatismo de las prantas carima, sarvajina, Bajo Anchicav¿, inivor, Árto hn.niLvj-vurr¿.

5. Que mediante er Acuerdo 179 de 2oo1 se aprobaron ros protocoros para ra medición deestat¡smo de las plantas Termoemcari, Termoguajira, Termotasajero, Termo Barranca 3, sanCarlos y Colegio, CanoasSaltoLaguneta.

6. Que med¡ante er Acuerdo 1gg de 2oo1 se aprobaron ros protocoros para ra medición deestat¡smo de las prantas San Francisco, Termofrores, Termodorada, i"r,no.uná"ru.iu, yTermocentro,

7. Que mediante el Acuerdo 190 de 2001 se aprobaron los protocolos de los reguladores de ::19."-d i^e l1s.11ifaaes y ptantas de seneración det SrN, et cuat debe ser uéado para tameorcron oe ra banda muerta de todas la unidades y plantas de generación del sistemaInterconectado Nacional.

8. Que mediante er Acuerdo 2o1.de 2oo1 se aprobaron ros protocoros para ra med¡ción deestat¡smo de las prantas Termovafle, Esmerarda, Termozipa, pa¡pa 4 y próeréctrica.

/ 495 I ACUERDOEl PresiTnte Ad-l tl¿ Atl-s--ry " vv\"

I TLMAN GARZON

/á/o/,4

CONSEJO NACIONAL DE OPERACION

CNO

9. Que mediante el Acuerdo zt7 de 2ooL se aprobaron los protocolos para la med¡ción deestatismo de la planta Tebsa, las un¡dades Barranquilla 3 y 4, la central hidroeléctricaHidroprado y la planta de Termocadagena. 10' Que med¡ante el Acuerdo 354 de 2006 se aprobó un procedimiento alterno para realizarlas pruebas de estatismo en las unidades y plantas del sistema Interconectado ñacional, 11' Que mediante el Acuerdo 359 de 2006 se autorizó la utilización de los eventos defrecuencia ocurridos después del 1 de diciembre de 2005, para cumplir con las pruebas deestatismo y banda muerta, 12' Que el Subcomité de Estudios Eléctricos recomendó la adopción de protocolos generalespara real¡zar las pruebas de estatismo y banda muerta de las unidades y/o plántas delSistema Interconectado Nacional.

13' Qye €l comité de operación recomendó en su reunión r}g del 27 de agosto de 2oo9 laexpedición del presente Acuerdo.

ACUERDA: PRTMERo: Aprobar los protocolos para la medición de estatismo y banda muerta en rasplantas y/o unidades de generación conectadas al sIN, que se adjuntan en el Anexo quehace parte integral del presente Acuerdo, SEGUNDo: Las plantas y/o unidades de generación deberán acogerse a uno cualquiera delos protocolos aprobados mediante este Acuerdo.

En el caso de que una planta y/o unidad de generación no lo pueda hacer por restr¡cc¡onestécnicas, deberá presentar para concepto favórable del Subcomité de Estudios Eléctricos unnuevo protocolo de pruebas, Previo anális¡s y recomendación del comité de operación, el consejo Nacional de operaciónexpedirá un Acuerdo por el cual se apruebe el nuevo protocolo de medición de estát¡smo vbanda muerta y se adicione al Anexo de protocolos del presente Acuerdo.

TERGERo: Para efectos de la realización de los cálculos para cumplir con las pruebas deestatismo y banda muerta se autor¡za la utilización de los reg¡stros de eventos de frecuenc¡aocurridos durante la operación de las unidades y/o plantas en el año ¡nmediatamenteanterior a la fecha de realización de la orueba. cuARTo: El presente Acuerdo rige a partir de la fecha de su expedición y sustituye rosAcuerdos L58' 177, 178' 189, 190, 201 y 2r7 de 2001 y los Acuerdos 3sc v s:sg de 2006.

El Secretario Técnico.

OLARTE AGUIRRE

ACTIERDO 495

2

RAMIREZr.}

CONSEJO N ONAL DE OPERACION cNo

Protocolo A: Protocolo I¡{DICE A]IEXO prueba de estatismo permanente Protocob B: Protocolo prueba de estatisrno y banda muerta mediante el registro de durante eventos reales del sistema.

P¡otocolo C: Protocolo Protocolo D: Protocolo prueba de estatismo y banda muerta prueba de €stat¡smo y banda muerta nl/

ACUERDO495CONSEJO NACIONAL DE OPERACIÓN

CNO ANEXO

PROTOCOLO A

PRUEBA DE ESTATIS¡fO PERMANENTE 1, OBJETO Documentar el procedim¡ento general para la verificación del parámetro de estatismopermanente de las unidades de generación de energía.

2. ALCANCE Este proced¡miento se realizara en las unidades de generación del S¡stema InterconectadoNacional que puedan medir la señal de velocidad por intermedio de los pT.s.

3. DEFINICIONES CuIva característica de regutación de vetoc¡dad: Curva que indica la relación entre elvalor de frecuencia y el valor de potencia de salida del generaoor.

Estat¡smo permanente: Pendiente de la curva característ¡ca de regulación de velocidad enel punto considerado.

4. GENERALIDADES 4.1 Antecedentes La realización de esta prueba en unidades de generac¡ón donde el aumento o disminución depotencia se realiza solo aumentando o disminuyendo el setpo¡nt de potencia requiere que serealicen modif¡cac¡ones en el software o en el cableado de los reguladores de turbina ü que

hace la prueba algo compleja. La rEc 3o8/7o rnternat¡onal code for test¡ng of speed governing systems forhydraulic turbines, recomienda una prueba para la medición dél estatisñro permanenteque se adapta mejor al tipo de reguladores turb¡na realimentados por pT,s, 4.2 Proced¡m¡ento La prueba recomendada por la IEC 3OB/7O, en general, consiste en:

1. Conectar la unidad generadora al SIN r>

ACTJERDO 495

4CONSEJO NACIONAL DE OPERACION

CNO

2. Conmutar a una señal independiente, equivalente de velocidad (para conmutar sin oscilaciones), el dispositivo de medición de velocidad (Generador externo).

5. SEÑAL Independient Realizar la curva característica de regulación de velocidad. Se deben obtener mínimo 5 registros de frecuencia inyectada contra potenc¡a de sal¡da del generador, luego que se establecen cond¡c¡ones de equilibrio para cada camb¡o de frecuencia. En lo posible se debe cubr¡r el rango de operación de potenc¡a de la unidad. La siguiente gráf¡ca ilustra una curva característica obtenida en una prueba realizada en una unidad generadora de una potencia nom¡nal de 45 MW y un estatismo permanente del 5olo. hL

ACUERDO 495 5a r

CONSEJO N ONAL DE OPERACIÓN

X'recuenci¡ vs Potencia . Ftanencia Pofl€,ncta . 59.25 .59 . 58.5 .58 . s7.75 .57

11.2 15.1 22.4 29.7 33.7 44.8 4.al 5.14 5.14 4.69 s.o7 4.97E#üs/no Pe/'manent€

5. EQUIPO REQUER¡DO Generador de frecuencia externo Softr,vare de adquls¡ción de datos variables (Frecuencia y Potencia),

57 56.5 CNO s9.5 59 .$ sas tr 3s89o fi sz.s equipo patrón de buenas características). tiempo real ó equipo port¿it¡l configurable para graficar ,1.

ACI,JERDO 495

6CONSEJO NACIONAL DE OPERACIÓN

CNO PROTOCOLO B "PROCEDIMIENTO PARA PRUEBAS DE ESTATISMO Y BANDA MUERTA MEDIANTE ELREGISTRO DE FRECUENCIA-POTENCIA DURANTE EVENTOS REALES DEL SISTEMA' METODO 1. REGISTROS DURANTE UN EVENTO REAL TNTRODUCCIóN se presenta de manera detallada el procedimiento para realizar la prueba de Estatismo decualquier planta de generacion. sepresenta una metodología basada en la medición de velocidad y potenc¡a activa de ramaqurna ourante un evento real de variación de frecuencia. Def¡n¡c¡ones Se presentan algunas definiciones básicas para ilustrar claramente el procedimiento de laspruebas. Estas definiciones están basadas en la resolución CREG 023_2001. Variac¡ones de Frecuencia en la Red La frecuencia de la red en Colombia es de 60 ciclos. esta frecuencia es estable y no presenta variaciones

0.2 Hz durante variaciones normales de caroa. Para que la frecuencia de la red permané.ca potencia eléctrica generada y la consumida. presenta una variación en la frecuencia. Entre variación de frecuencia. En condiciones normales de ooeración ¡mportantes, aproximadamente de 0.1estable, se requiere un equilibrio entre la Cuando se presenta un desequilibrio, se mayor sea el desequil¡br¡o, mayor será la ¡t I Durante variaciones normales de la carga, el despacho del CND garantiza el equilibrio entrela demanda y la generación, Los generadores reguradores tá en.urgan dL aium¡r rasdiferencias entre la demanda estimada y la real. En estas condicioneé de operación lasvariaciones de frecuencia son mínimas y las unidades de generación operun ion la cargadespachada. cuando se producen grandes desconexiones de cargas o generadores, las variaciones en lafrecuencia son mayores, por ejempro 1.0 - 2.0 Hz o mas, dependiendo de la gravedad delevento, Regulacíón Primar¡a Bajo estas cond¡ciones "anormales" de operación, el generador o los generaooresreguladores no están en capacidad de restituir el desequilibrio inmediataríente y esnecesario que todos los generadores del s¡stema interconectado modifiquen en unporcentaje la generación de potencia para garantizar la estabilidad del sistema.Esta modificación de la generación de potenc¡a para restituir la frecuenc¡a del sisrema alvalor nominal, se denom¡na regulac¡ón primaria de frecuenc¡a. En la regulación prímana nohay de por medio participación humana para regular el sistema.

ACUERDO 495

7r CONSEJO NACIONAL DE OPERACIÓN cNo Al mismo tiempo, los nodos reguladores modificaránr hasta donde puedan, la potenc¡agenerada para restitu¡r el equilibrio de generación - consumo y garantizar el despacho. siese equilibrio no es posible, se realiza un redespacho de generación. A continuación se transcr¡be la definición de regulación primaria presentada en la resoluciónCREG 023 2001, la cual modifica la resolución CREG 025-95: Regulación Primaria: Seruic¡o en línea que corresponde a la variación automát¡ca, mediante el gobernador de vetocidad, de ta potencia entregada por la unidad de generación como respuesta a cambios de frecuenc¡a en el s¡stema, Los tiempos característicos de respuesta están entre O y 10 segundos. Lavariación de carga del generador debe ser sosten¡bte ai menosdurante tos s¡gu¡entes 30 segundos, Regulación Secundaria Ese redespacho puede ser automático o manual. cuando es automático, de manera remota se ¡nterv¡ene el regulador de velocidad para incrementar o reducir la potencia de losgeneradores. De manera manual, se envía un redespacho para modificar la potencia agenerar. Estas acciones que no son inmediatas al evento transitorio y que cambian losajustes de potencia generada se denomina Regulación Secundar¡a. Se puede concluir que la regulación primaria opera durante el evento transitorio y t¡enecomo propósito garantizar la estabilidad del sistema interconectado, La regulación secundaria opera poster¡ormente y tiene como propósito equilibrar el despacho y dejar elsistema en condiciones mas estables y seguras de operación.

Banda Muerta de Operación Es un valor de frecuencia donde no se hace corrección de la potencia generada, es decir, lasvariaciones de potencia en ese rango no activan la regulación primaria de los generadores. Para colombia esa banda muerta es de tr 0.03 Hz. Eso significa que entre 59.97 y 60.03 Hzno hay regulación primaria. Definic¡ón presentada en la Resolución CREG 023-2001: Bande Muerta de Operación: Rango de frecuencia, dentro det cual las un¡dades de generación no varían automát¡camente su potenc¡a. En el segundo párrafo del Artículo Cuarto de Ia misma Resolución se indica oue: Para una adecuada cal¡dad de ta frecuenc¡a, las unidades generadoras deberán tener una Banda Muerta de respuesta a los cambios de frecuenc¡a menor o ¡guala 30 mHz, Este valor podrá ser revaluado por et CND cuando lo cons¡der. conveniente, Estat¡smo El estatismo es la relación entre la variación de frecuencia y la potencia corregida en taun¡dad de generación. Entre mayor sea la desv¡ación de frecuencia, mayor débe ser lapotencia corregida en la unidad de generación. El valor de estatismo que deben tener tasunidades de generación en Colomb¡a debe estar entre el 4olo v el 60/0, La fórmula del estatismo es la siguiente: ^L

ACUERDO 495

8CONSEJO NACIONAL DE OPERACIÓN

CNO ,t_1_1.. FrecuenciaNominallHzl-^.-

LSMI$mOl"/ol= L- -- t lo/^1 L,potencialMW I .' ", pttri" N"rllIMI|rl Def¡nic¡ón presentada en la Resoluc¡ón CREG 023-2001: Estatismo: característica técn¡ca de una pranta y/o unidad de generación, quedetermina la variación porcentuar de Ia frecuenciá por cada unicrad de ,ariaó¡ó,porcentual de Ia carga. En el segundo párrafo der Artícuro cuarto de ra misma Resorución se indica que: El Estatismo de las unidades generadoras despachadas centralmente debe ser unvalor entre el 4o/o y er 60/o, er cua! deberá ser decrarado por et agente ar cND. Función de regulación primaria La función de regulación pr¡maria para la planta de TERMoEMCALI se presenta gráficamenteen la Figura No. 1. se puede observar que la curva está compuesta por una banda muerua ydos pendientes asociadas con el estatismo. En la planta de TERMOEMCALI se seleccionó un estatismo del 5olo. Este valor determ¡na laspend¡entes de las rectas de la gráfica presentada, Analít¡camente se calcularon ¡aspendientes y los cruces con los ejes, La corrección de potenc¡a activa debe limitarse para evitar un disparo por sobrecarga cuandose.está. generando en carga base. Esta potenc¡a se limitó a 17 MW, 'lo cual corróponde al7o/o de la potencia nominal del ciclo combinado de TERMOEMCALL En la Ecuación P [MW] es la potencia activa a corregir, f [Hz] es la frecuencia de la red. Lasecuaciones de Regulación Primarla para la planta de TERMoEMCALI son las s¡guientes:

MrecuencialHzf P[MIrtl=t7.2MW PIMWI= -f x52.13 +3126.44MW

P[MIr]=0

PIMWI= -f x52.13 +3129.56M\ry P[MI4/l=-17.2M14/ paraf <59.64H2 para 59.64<f <59.97H2 para59.97nfn60.03Hz para 60.36> f >60.03H2 paraf260.36Hz ¡¡,1tl l Prueba de Estat¡smo La prueba estatismo tiene como propósito ver¡ficar la corrección de potenc¡a de la Turbina deCombustión ante las variaciones de frecuencia en la red, La función de Regulación Primaria de Frecuencia en la Turbina de Combustión se realiza oormedio de un algoritmo de control programado en el wDpF. El wDpF es un sistema deControl Distribuido que controla y regula toda la planta. El algoritmo tiene programada la curva de regulación que se presentó anteriormente. Permanentemente se registra la velocidad de la máquina, la cual es proporcional a la l/ ACUERDOCONSEJO NACIONAL DE OPERACION CNO frecuencia de la red. 3600 r,p,m equivalen a 60 Hz, cuando la frecuencia sale del rango oebanda muerta, es dec¡r, entre 59,97 y 60.03 Hz, el algoritmo calcula la potencia que debe corregir. Por ejemplo. si la máquina esta rodando a 110 MW y se presenta una caída defrecuencia hasta 59.7 Hz, la correcc¡ón de Dotencia activa será:

P IMW I = -59.7 x 52.13 + 3 126.44[MWl Pl.tMl:14.08MW Por lo tanto, la nueva potencia activa que generaría la máquina sería de 124.09 MW.Mientras la frecuencia del sistema permanezca en 59.7 Hz, la potencia será corregida en14.08 MW. Para verif¡car el estatismo de la máquina, se reg¡straran tanto la Velocidad de la Turbinacomo la Potencia Activa Generada durante un evento importante de var¡ac¡ón de Frecuencla. Pünto3 tHzl 0"rwl 58,00 17,2 59.64 17,2 s9,97 0,0 60,00 0,0 ó0,03 0,0 60,36 -17,2 62.rn -t7,2 Const¡naca -52,13 m 3126,436 bl 3129,564 b2 F¡gura No. 1. FUNCIóN DE REGULACIóN PRTMARTA DE FRECUENCTA procedimiento para la medición del estatismo A continuación se presenta un procedimiento detallado de la prueba, parámetros a reg¡strar Se reg¡strarán los sigu¡entes parámetros: ]. Frecuencia de la red o velocidad de la máquina.

2. Potencia Activa a la Salida del Generador.

En el protocolo de pruebas que se adjunta, se indican las características del generador y delequipo de registro empleado para la prueba.

ACUERDO 495 l0

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mLCONSEJO NACIONAL DE OPERACIÓN

CNO Periodo de Pruebas se propone como período de pruebas un mes. Durante ese período se analizarán todos roseventos de frecuencia y para los eventos mas importantes, se elaborará un piotocoto aeprueba, Cálculo de los valores teór¡cos de potencia En la siguiente Tabla se presentan los valores teóricos de potencia activa dependiendo de lavariación de frecuencia simulada.. se ha estimado que paia la prueba, lá pói"n.Ju gln"r"ouen la turbina de combustión sea de 110 MW. Frecuenc ¡a IHzI P+ TMW] Po tMwI P Total tMwI 59,s0 L7,2O 110,00 L27,20 s9,55 17,20 110,00 t27,20 59,60 L7,20 110,00 727,20 59,64 77,20 110,00 r27 ,20 59,65 16,68 110,00 rzo,oó 59,7O t4,o8 110,00 L24,O8 59,75 lt,47 110,00 r2t,47 59,80 8,86 110.00 118,86 59,85 6,26 110,00 716,26 59,90 3,65 110,00 113,65 59,95 L,O4 110,00 111,04 59,97 0,00 110,00 110,00 60,00 0,00 110,00 110,00 Frecuenc ¡a lHzI P+ tMwI Po

tMwl P Total TMWI 60,00 0,00 110,00 110,00 60,03 0,00 110,00 110,00 60,05 -1,o4 110,00 108,96 60,10 -3,65 110,00 106,35 60,15 -6,26 110,00 ro3,74 60,20 -8,86 110,00 lot,r4 60,25 -tt,47 110,00 98,53 60,30 -14,08 110,00 95,92 60,3s -16,68 110,00 93,32 60,36 t7,20 110,00 92,80 60,4O 77 ,20 110,00 92,80 60,45 -L7,20 110,00 92,80 60,50 -t7,20 110,00 92,80 máquina durante las variaciones El reg¡stro de este algoritmo se P+ IMWI es la potencia Act¡va corregida. Po [MW] es el ajuste original de potencia Activa P Total [MW] es la Potencia Activa que debe entregar la de frecuencia simuladas. Estos cálculos están basados en el algoritmo AOt1X092.presenta a continuación. r , XFCTGEN/ 2, NAME = \A011X092\, TUNABLE = YES,'GAIN: 1.00000,'BIAS: ' = 0.00000,'SCALE TOP:' = 17.2O40,'SCALE BOT:' = -77 .2O4O,'TRKRATE: '= 2.50000,'BREAKPTS: ' = 6,'X-COORD-1:' = 3420.00,'Y-COORD-I:' = 17.2O4O,'X-COORD-2:' = 3398.40,'Y-COORD-2:' = t7.2040.'X-COORD-3:'= 3598.20

ACTJERDO 495 llCONSEJO NACIONAL DE OPERACIÓN cNo 'Y-COoRD-3:' = 0.0OOOO,'X-COORD-4:' = 3601.80,'Y-COORD-4:' = 0.00000,'X-COORD-5:' = 3621.60,'Y-COORD-S:' = -r7.2O4O,'X-COORD-6:' = 3780.00,'Y-COORD-6:' = -77.2Oa0,'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\,'TMCK IN:' = \U011X094\'MoDE rN'' = iñóiiióilt;+'OUTPUT:'=\O011X092\, 'CMODE OUT:' = \M011X092\,'TRACK OUT:' = \T011X092\ r Hed¡c¡ón del Estat¡smo Definido el estatismo como se hizo anteriormente, se realizarán cálculos del estatismo conbase en los reg¡stros obtenidos. En.€l protocolo adjunto se presenta un ejemplo de prueba con las ecuaciones que se debenaplicar para calcular el estatismo.

Reg¡stradores Para realizar esta prueba se requiere de un registrador que esté en capacidad de almacenarinformación cuando la frecuencia varíe dentro Je unos rangos predeterminados. En la planta se cuenta con la posibilidad de tomar registroi a través del wDpF con un tiempode muestreo de un segundo y a través del Relé de protección de cenerador BEciwrrH, elcual captura formas de onda pero solo durante algunos ciclos.si se desea obtener registros de mayor resolución y durante un período mayor de tiempo, sepuede emplear el registrador de fallas de Guachal, pero hay que tener en cuenta que esteregistra la potencia Activa neta de toda la olanta otra opción es instalar un equipo de registro el mes seleccionado para las pruebas. uscaracter'rsticas de los registradores a empiear serían las siguientes:- Período de muestreo: 100 ms máximo.- Precisión: 5olo máximo. La precisión no es un factor crítico, ya que el cálcuro deestatismo se realiza sobre variaciones de los parámetros registrados y no sobre vatoresexactos. Resultados y Conclus¡ones Los resultados de las pruebas y los registros se tabularán y se graficarán tal como sepresenta en el protocolo anexo. Finalmente se concluirá s¡ el estatismo de la unidad es adecuado. ^L

ACUERDO 495

12CONSEJO NACIONAL DE OPERACIÓN

CNO

PROTOCOLO C

PROTOCOLO PRUEBA DE ESTATISIIO Y BANDA IIUERTA

I. INTRODUCCION La resolución CREG-023/2001 establece la obligatoriedad de real¡zar las pruebas deestat¡smo en las plantas del sIN. Debido a que no se tenía un procedimiento claro para

realizar estas pruebas se hicieron las consultas con los fabricantes, pero ellos no reportaron ningún procedimiento hasta la fecha. Debido a lo anterior, se diseñó un procedimiento para realizar dichas pruebas y es así comoel 30 de agosto de 2001 se realizaron pruebas de estatismo de las unidadei r y z oe taplanta Termoguajira, de acuerdo con el procedim¡ento descr¡to mas adelante.

2. REGULACIóN PRIUARIA servicio en línea que corresponde a la variación automática, mediante el gobernador de velocidad, de la potencia entregada por la unidad de generación como respuesta a ros cambios de frecuencia en el s¡stema.

3. BANDA MUERTA DE LA REGULACIóN PRIMARIA Algunas unidades de generación pueden tener una banda muerta del regulador de velocidad, es decir, es una banda de frecuencia determinada por debajo de la cual el regulador de velocidad no actúa, es decir, no hay variaciones de potencia frente a variáciones oefrecuencia. Para el caso de las unidades de Termoguajira el ajuste actual de banda muena es ! 50 mHz. 4, ESTATISMO Las un¡dad€s de Termoguajira fueron ajustadas en el sistema de control del regulador devefocidad de acuerdo con una curva No, L del 4o/o para el gobernador.

CURVA No. I - (Ajuste del gobernador de turbina 4olo)

CONTROL OIL SETTTNG CURVE

J.C 3r dñ 6$ z's Ee , oo 1.s 1 3900 3850 3800 3750

3700 36so á ¡soo3500 3450 3400 ^tL

ACIjERDO 495

t3CONSEJO NACIONAL DE OPERACIÓN

CNO DESCRIPCION DEL PROCEDIMIENTO Característ¡cas técn¡cas de las un¡dades: Potencia nominal: 160 Mw Velocidad nominal 3600 rom Frecuencia nominal: 50 Hz Tensión nominal: 13.8 Kv Tipo de turbina: MITSUBISHI Equipos utilizados Analizador de redes CIRCUTOR AR,5 Software ANALIZER Multímetro digital computador portátil. Descripción del regu¡ador de veloc¡dad, Los controles de velocidad y variac¡ón de carga de turbina operan hidráulicamente, Loss€rvomotores (mecanismos de accionamiento de las válvulas), se posicionan por cualquierade. los.s¡guientes dispositivos: gobernador principal, limitado; de iurga, .onu"rtia;r electrohidráulico y el gobernador auxiriar. para' contiolar ra admisión ¿é-;"p"; t-l;b¡na, eldispositivo de menor presión de aceite ejerce el control. La respuesta dL las unioa¿es esnetamente mecánica gobernada por la presión de la bomba printipal de aceite ácóplada aleje de turbina. En cond¡ciones normales de operación, el control de velocidad de turbina actua comocambiador de carga con la frecuenc¡a del sistema. El control se ejecuta a través delconvertidor electro hidráulico (EH), por lo tanto, cualquier perturbación en la frecuencia setradu.e en variación de carga para mantener la velocidad de turbina en los rangos de 3597rpm (59.95 Hz) a 3603 rpm (6o.05 Hz). Fuera de este rango la unidad var]a carga deacuerdo con el droop ajustado del 4o/o.

El convertidor electro hidráulico a su vez se controla a través del control digital d¡recto(DDC) DTASYS-UP. Las unidades de Termoguajira por diseño se deben ajustar a un l¡mite máximo del 60lo de3600 rpm de velocidad nominal, es decir que el limite superior es de 3916 rpm (+60lo) y ellimite inferior es de 3384 rpm (-60lo). Actualmente los ajustes están así : ei l¡mlte superiores de 3820 rpm y el l¡mite ¡nferior es de 3374 rpm. Para velocidades fuera de estos rangosactuán los dispositivos de seguridad (DUMP VALVE) y protección, quedando la unidad enposición de no carga. Pruebas de regulación primaria Esta prueba t¡ene como objeto verificar la corrección de potencia de las unidades ante lasvar¡aciones de frecuencia de la red. La función de regulación primaria de frecuencia se realiza por medio de un algoritmo decontrol que tiene programada la curva de reSulación y permanenteme llz ACUERDO 495CONSEJO NACIONAL DE OPERACIÓN CNO veloc¡dad de la unidad, ra cuar es proporcionar a ra frecuencia de ra red (3600 rpm) queequ¡vale a 60 Hz, cuando ra frecuencia se sare der rango de banda muerti tr 50 mHz, elalgoritmo calcula la potencia que debe corregir y actúa el regurador de velocidia generandola unidad un nuevo valor de potencia activa. qg ytiig la carga simplemente variando la referencia de velocidad en el diagrama de controldigital de turbina por encima de 3604 rpm y en er rango inferior debajo ¿Jsigi ip-, y

""observó la respuesta de carga para cada referencia de verocidad uii.tu¿á. ir &tutir,noesperado para estas unidades es del 4.4olo. Para las var¡aciones de la referencia de la velocidad en el diagrama de control dig¡tal deturbina dentro del rango de banda muerta (tr 3 rpm) no se presentaron var¡aciones depotencia en las unidades, se conectó el analizador de redes en puntos de med¡das en bajo voltaje y de corriente, enbornes del generador de cada unidad para tomar registros ae ia potencii entregada por raunidad. Paralelamente se tomaron lecturas de potencia y la frecuencia, las cuales se monitorearoncon el sistema de la olanta, se realizaron pruebas en cada unidad para obtener la curva de estatismo en una carga oe12-6 Mw' para diferentes puntos de frecuencia. En el control de las un¡dades se modificó lareferenc¡a de 3600 rpm obteniéndose la s¡guientes gráficas: 130000 127500 125000 ¿- 1225fl0 't20000 117500 17:10 17 is Fecha de la mue6tra Dcsdc : [30/08/2001'l?:05:32] Máx : 13035r (kW) Fecha de la mue6tra Desd€ : [30/08/2001 l5:45:00] Mtr : 139ó02 (kV) De los datos obten¡dos de trf y Ep se calcula el valor real del estatismo de la unidad. .t710S 30 Thu Aug 2001

Act : [30/08i/2001 1?:05:32] Act : 124683 (tW) 30 Tlu Aug 2001

Act: [30/082001 15;45:00] Act : 107433 QrW) Hesta : [30/08V2001 l?:25:12] Mln : 11621ftW) Easta : [30/08t2001 l6:42:48] M! : 0 (kW) t, ACUERDO 495 l5

GUJO2.A5M (Pot. Activa: Fase III +)CONSEJO NACIONAL DE OPERACIÓN

CNO LF,/ /F S = -t :++lgg ,/p Donde S : estatismo DF=Fo - Ff Fo : Valor de velocidad de la unidad (frecuencia del sistema) antes de variar la referencia dela frecuenc¡a = 60 Hz Ff : valor de verocidad de ra unidad (en frecuencia) después de var¡ar ra referenc¡a de rafrecuencia.

Fn : Frecuencia nominal = 60 Hz trP=Po - Pn

Po Fo. Pf Pn valor de la potencra de ra unidad en er mismo instante t en er que se tomó er varor oe valor hasta el cuar rrega ra potencia por corrección, dado en un instante t+1. Potencia nominal de la unidad Esta metodolo€ía nos permitió calcular el estatismo de cada unidad cuando se encuenrraconectada al sIN, con lo cual obtuvimos un resultado acorde con la realidad en la que rasun¡dades de Termoguajira operan. con base en la información obtenida de ras pruebas de campo que se efectuaron a lasunidades y su poster¡or evaluación, se fundamenta el cumpiimiénto ¿e Ia preiüc¡án .r".tiuudel serv¡cio de Regulación pr¡maria de Frecuencia de la planta termogua¡iraiiói¿" .on ,oestablecido por la resolución CREG 023 de 2001.

I r

ACUERDO 495

l6CONSEJO NACIONAL DE OPERACIÓN

CNO PROTOCOLO D L Objetivo El objetivo der protocoro es verificar er varor de estatismo y banda muerta paraplantas térmicas a vapor marca MrrsuBIsHI, cuya verocidad nominar sea de 3600RPM.y. estén equipadas con regulador de velocidad Digital y .onuórti¿oi el..troHidráulico - DEH.

2. Programac¡ón de la prueba Para la ejecución del protocolo la unidad de generación deberá declararse enPRUEBAS durante dos (2) períodos consecutivos.

3. Gondiciones de la prueba 3.1 La unidad de generación deberá estar operando en modo CONTROLCOORDINADO con una carga del 75 o/o 3.2 La unidad de generación deberá estar quemando sóro er combustibre principar. 3.3 El móduro de contror de stress térmico de ra turbina deberá estar fuera deservicio durante la prueba.

4. Proced¡m¡ento para la prueba El set point de velocidad deberá cambiarse temporalmente en la lógica de contror delsistema DEH (D¡gital Electro Hidraulic) a diferentes valores. Al aplicar-la nuévá-consignade velocidad se deberá observar la vaiiación en la carga de la unibad.

Deberán realiza¡se 12 pruebas en las cuales se deberá cambiar el set point de velocidad,de la siguiente forma: De 3600 rpm a 3605 rpm De 3605 rpm a 3600 rpm De 3600 rpm a 3610 rpm De 3610 rpm a 3600 rpm De 3600 rpm a 3615 rpm De 3615 rpm a 3600 rpm

De 3600 rpm a 3595 rpm De 3595 rpm a 3600 rpm De 3600 rpm a 3590 rpm De 3590 rpm a 3600 rpm De 3600 rpm a 3585 rpm De 3585 rpm a 3600 rpm Para cada prueba se deberá registrar er set de velocidad y ra carga de ra unidad antes ydespués de la prueba. Estos datos se usan para calcular el estatismo ae ta máquini. - I 2 3 4 5 o 7 8 9 10 11 L2 IV ,l l d'

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CNO

5. Registro de datos y cálculo del estatismo Los Cálculos se realizan def¡niendo pr¡mero las s¡guientes var¡ables: SG: Set de velocidad F0: Velocidad de turbina antes de la prueba (rpm)P0: Carga de la unidad antes de la orueba fpivü) ' FF: Velocidad de turbina después de la oruéba írom.l lFj Carga de ta unidad después de la piueUa (üw) ' ::: vanacton de vetoc¡dad, dado por DF = FF _ Fo (rpm) 1., vanacton oe carga, dado por Dp = pF _ p0 (MW)A: Función de contror no linear programada en'ra rógica der