CNO - Anexo Acuerdo 1877 de 2024

MODELOS DE CONTROL - SEGUIMIENTO A EVENTOS DE

FRECUENCIA

CENTRAL TERMOELÉCTRICA

TERMOTASAJERO

UNIDAD 1SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

TERMOTASAJERO U1

TABLA DE CONTENIDO

1. OBJETIVO ................................ ................................ ................................ ................ 6

2. ALCANCE DE LOS TRABAJOS ................................ ................................ ............... 6

3. ANTECEDENTES ................................ ................................ ................................ .... 6

4. METODOLOGÍA ................................ ................................ ................................ ....... 7

5. RESULTADOS RESPUESTA REGULACIÓN PRIMARIA MODELOS ...................... 7 5.1. TERMOTASAJERO U1 ................................................................................................................. 7 5.2. CÁLCULO DE INDICADORES .............................................................................................................................. 16

6. AJUSTE FINO MODELO GOBERNADOR ................................ .............................. 18

7. CONCLUSIONES ................................ ................................ ................................ ... 21

8. REFERENCIAS ................................ ................................ ................................ ...... 22SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

TERMOTASAJERO U1

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Eventos frecuencia evaluados por el CND ................................ ............................ 6 Tabla 2. Comparación índice EC calculado XM vs IEB ................................ ..................... 16 Tabla 3. Índice ECEAMIN, CCL y EC ................................ ................................ ............... 17 Tabla 4. Parámetros Ajuste Fino Modelo “ACTUADOR” U1 Termotasajero ......................... 18 Tabla 5. Parámetros Ajuste Fino Modelo “POTENCIA” U1 Termotasajero ........................... 19 Tabla 6. Parámetros Ajuste Fino Modelo “TURBINA” U1 Termotasajero ............................. 20SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

TERMOTASAJERO U1

Tabla 6. Parámetros Ajuste Fino Modelo “TURBINA” U1 Termotasajero ............................. 20SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_1_2023_07_31_08_42_55 .................................................................................................................................... 8 Figura 2. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_2_2023_07_29_18_45_00 .................................................................................................................................... 8 Figura 3. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_3_2023_07_29_16_18_33 .................................................................................................................................... 9 Figura 4. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_4_2023_07_29_02_24_20 .................................................................................................................................... 9 Figura 5. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_5_2023_07_28_01_42_45 .................................................................................................................................. 10 Figura 6. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_6_2023_07_27_13_30_44 .................................................................................................................................. 10 Figura 7. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_7_2023_07_27_11_31_38 .................................................................................................................................. 11 Figura 8. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_8_2023_07_27_09_50_50 .................................................................................................................................. 11 Figura 9. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_9_2023_07_26_10_02_55 .................................................................................................................................. 12 Figura 10. Comparación potencia activa simulada y real,

.................................................................................................................................. 11 Figura 9. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_9_2023_07_26_10_02_55 .................................................................................................................................. 12 Figura 10. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_10_2023_06_23_04_31_30 ................................ ................................ .......... 12 Figura 11. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_11_2023_06_22_00_11_20 ................................ ................................ .......... 13 Figura 12. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_12_2023_06_06_15_09_30 ................................ ................................ .......... 13 Figura 13. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_13_2023_05_22_22_22_20 ................................ ................................ .......... 14 Figura 14. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_14_2023_05_19_16_03_00 ................................ ................................ .......... 14 Figura 15. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_15_2023_05_19_02_29_00 ................................ ................................ .......... 15 Figura 16. Modelo de control del bloque “ACTUADOR” Acuerdo CNO 1437 ....................... 18 Figura 17. Modelo de control del bloque “POTENCIA” Acuerdo CNO 1437 ......................... 19 Figura 18. Modelo de control del bloque “TURBINA” Acuerdo CNO 1437 ............................ 20SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

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1. OBJETIVO Presentar los resultados del ajuste fino realizado al modelo del gobernador de velocidad/potencia de la unidad 1 de generación de la planta Termotasajero, para el

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1. OBJETIVO Presentar los resultados del ajuste fino realizado al modelo del gobernador de velocidad/potencia de la unidad 1 de generación de la planta Termotasajero, para el cumplimiento de la regulación primaria de frecuencia con la inyección de eventos reales del sistema colombiano.

2. ALCANCE DE LOS TRABAJOS El presente informe tiene por alcance el ajuste fino del modelo del gobernador de velocidad/potencia de la unidad 1 de la central Termotasajero, para garantizar el cumplimiento de la regulación primaria ante la inyección de eventos de frecuencia.

3. ANTECEDENTES Según el informe de “ Seguimiento a modelos de control de TERMOTASAJERO ante eventos de frecuencia” [5] emitido el 21 de septiembre de 2023 por el Centro Nacional de Despacho (CND), el modelo del gobernador de velocidad/potencia de la Unidad 1 de la planta Termotasajero no cumple con las exigencias del seguimiento, siendo el patrón que más se repite el asociado a que la potencia máxima del modelo difiere de la potencia máxima real del generador (eventos ocurridos entre el 19 de mayo de 2023 y 31 de julio de 2023), por lo tanto dicho modelo debe ser revisado y refinado.

Los eventos de frecuencia usados por el CND para la evaluación de los modelos de los gobernadores de velocidad/potencia se listan a continuación:

Tabla 1. Eventos frecuencia evaluados por el CND modelo de Gobernador U1 Termotasajero Fecha Eventos Evento_1_2023_07_31_08_42_55 Evento_2_2023_07_29_18_45_00

Tabla 1. Eventos frecuencia evaluados por el CND modelo de Gobernador U1 Termotasajero Fecha Eventos Evento_1_2023_07_31_08_42_55 Evento_2_2023_07_29_18_45_00 Evento_3_2023_07_29_16_18_33 Evento_4_2023_07_29_02_24_20 Evento_5_2023_07_28_01_42_45 Evento_6_2023_07_27_13_30_44 Evento_7_2023_07_27_11_31_38 Evento_8_2023_07_27_09_50_50 Evento_9_2023_07_26_10_02_55 Evento_10_2023_06_23_04_31_30 Evento_11_2023_06_22_00_11_20 Evento_12_2023_06_06_15_09_30 Evento_13_2023_05_22_22_22_20 Evento_14_2023_05_19_16_03_00

Evento_15_2023_05_19_02_29_00SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

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4. METODOLOGÍA Tomando como base el modelo del gobernador de velocidad de la unidad 1 de Termotasajero, el cual está aprobado por el acuerdo CNO 1437 de 2021 [6], se realiza un ajuste fino de su parametrización con el objetivo de mejorar el patrón de la potencia máxima del modelo difiere de la potencia máxima real del generador, ante la inyección de los eventos de frecuencia mostrados en la Tabla 1.

Una vez inyectados los eventos listados en el modelo refinado del gobernador de velocidad,

del modelo difiere de la potencia máxima real del generador, ante la inyección de los eventos de frecuencia mostrados en la Tabla 1. Una vez inyectados los eventos listados en el modelo refinado del gobernador de velocidad, son calculados los indicadores EAMN, CCL y EC con base en el acuerdo CNO 1643 y verificando el cumplimiento. Se considerará que el modelo es exitoso ante la inyección del evento de frecuencia si se cumple al menos con una de las siguientes condiciones: • EC ≤ 30 %. • Error absoluto máximo obtenido al comparar las señales simulada y real en toda la ventana de tiempo de análisis, es menor o igual al error de medición siempre y cuando el índice CCL sea mayor a 0.45. Dado que no se cuenta con el error de medición en Termotasajero, se buscará dar cumplimiento al índice EC.

5. RESULTADOS RESPUESTA REGULACIÓN PRIMARIA MODELOS

5.1. Termotasajero U1 De la Figura 1 a la Figura 15, se presenta la frecuencia asociada al evento y la comparación de la potencia activa del registro (roja) con la obtenida en las simulaciones realizadas (azul), para la unidad Termotasajero 1, después de llevar a cabo el ajuste fino.SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

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Figura 1. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_1_2023_07_31_08_42_55

Figura 2. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_2_2023_07_29_18_45_00SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

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Figura 2. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_2_2023_07_29_18_45_00SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

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Figura 3. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_3_2023_07_29_16_18_33

Figura 4. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_4_2023_07_29_02_24_20SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

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Figura 5. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_5_2023_07_28_01_42_45

Figura 6. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_6_2023_07_27_13_30_44SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

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Figura 7. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_7_2023_07_27_11_31_38

Figura 8. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_8_2023_07_27_09_50_50SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

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Figura 9. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_9_2023_07_26_10_02_55

Figura 10. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_10_2023_06_23_04_31_30SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

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Figura 10. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_10_2023_06_23_04_31_30SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

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Figura 11. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_11_2023_06_22_00_11_20

Figura 12. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_12_2023_06_06_15_09_30SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

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Figura 13. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_13_2023_05_22_22_22_20

Figura 14. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_14_2023_05_19_16_03_00SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

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Figura 15. Comparación potencia activa simulada y real, Evento_15_2023_05_19_02_29_00SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

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5.2. Cálculo de Indicadores En la Tabla 2 se presenta una comparativa del indicador EC calculado por XM y por IEB para el desempeño del modelo del gobernador de la unidad 1 de Termotasajero, aprobado según el acuerdo CNO 1437, sin ajuste fino, ante la inyección de los eventos listados en la Tabla 1. En la Tabla 3 se muestran los resultados del cálculo de los indicadores EAMN, CCL y EC

según el acuerdo CNO 1437, sin ajuste fino, ante la inyección de los eventos listados en la Tabla 1. En la Tabla 3 se muestran los resultados del cálculo de los indicadores EAMN, CCL y EC para el modelo del gobernador de la unidad 1 de Termotasajero, habiendo realizado el ajuste fino, ante la inyección de los eventos. Tabla 2. Comparación índice EC calculado XM vs IEB Modelo Gobernador U1 Sin Ajuste Fino Evento Índice EC XM Índice EC IEB Cumplimiento 2023_07_31_08_42_55_EVT_1_ 27,839 28,656 SI 2023_07_29_18_45_00_EVT_2_ 48,291 53,329 NO 2023_07_29_16_18_33_EVT_3_ 49,049 52,811 NO 2023_07_29_02_24_20_EVT_4_ 32,901 40,612 NO 2023_07_28_01_42_45_EVT_5_ 37,429 44,525 NO 2023_07_27_13_30_44_EVT_6_ 46,080 47,162 NO 2023_07_27_11_31_38_EVT_7_ 35,122 35,194 NO 2023_07_27_09_50_50_EVT_8_ 33,271 34,843 NO 2023_07_26_10_02_55_EVT_9_ 70,849 83,330 NO 2023_06_23_04_31_30_EVT_10_ 30,561 32,752 NO 2023_06_22_00_11_20_EVT_11_ 19,207 19,138 SI 2023_06_06_15_09_30_EVT_12_ 85,612 96,092 NO

2023_06_22_00_11_20_EVT_11_ 19,207 19,138 SI 2023_06_06_15_09_30_EVT_12_ 85,612 96,092 NO 2023_05_22_22_22_20_EVT_13_ 19,826 24,887 SI 2023_05_19_16_03_00_EVT_14_ 50,122 52,415 NO

2023_05_19_02_29_00_EVT_15_ 46,466 48,348 NOSEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

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Tabla 3. Índice EAMN, CCL y EC Modelo Gobernador U1 Con Ajuste Fino

Evento Índice ANTES de Ajuste Fino

Cumplimiento ANTES de Ajuste Fino Índices

DESPUES

de Ajuste Fino

Cumplimiento DESPUES de Ajuste Fino EC EAMN CCL EC 2023_07_31_08_42_55_EVT_1_ 27,839 SI 14,792 0,769 18,946 SI 2023_07_29_18_45_00_EVT_2_ 48,291 NO 20,076 0,624 28,814 SI 2023_07_29_16_18_33_EVT_3_ 49,049 NO 15,391 0,850 15,219 SI

2023_07_29_02_24_20_EVT_4_ 32,901 NO 7,822 0,944 6,700 SI

2023_07_28_01_42_45_EVT_5_ 37,429 NO 9,528 0,974 6,066 SI

2023_07_29_02_24_20_EVT_4_ 32,901 NO 7,822 0,944 6,700 SI

2023_07_28_01_42_45_EVT_5_ 37,429 NO 9,528 0,974 6,066 SI

2023_07_27_13_30_44_EVT_6_ 46,080 NO 6,757 0,945 6,131 SI

2023_07_27_11_31_38_EVT_7_ 35,122 NO 9,758 0,935 8,133 SI 2023_07_27_09_50_50_EVT_8_ 33,271 NO 19,300 0,920 13,640 SI 2023_07_26_10_02_55_EVT_9_ 70,849 NO 12,824 0,900 11,435 SI 2023_06_23_04_31_30_EVT_10_ 30,561 NO 17,597 0,908 13,380 SI 2023_06_22_00_11_20_EVT_11_ 19,207 SI 13,076 0,875 12,790 SI 2023_06_06_15_09_30_EVT_12_ 85,612 NO 15,336 0,778 18,775 SI 2023_05_22_22_22_20_EVT_13_ 19,826 SI 10,689 0,959 7,387 SI 2023_05_19_16_03_00_EVT_14_ 50,122 NO 13,967 0,902 11,866 SI

2023_05_19_02_29_00_EVT_15_ 46,466 NO 7,074 0,944 6,356 SI

De la tabla anterior, se observa como el ajuste fino propuesto en el modelo de gobernador de la unidad 1 de Termotasajero mejora el desempeño de este ante la inyección de eventos

De la tabla anterior, se observa como el ajuste fino propuesto en el modelo de gobernador de la unidad 1 de Termotasajero mejora el desempeño de este ante la inyección de eventos de frecuencia, lo anterior se valida por medio del cumplimiento del índice EC el cual en todos los casos es inferior a 30%.SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

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6. AJUSTE FINO MODELO GOBERNADOR Se realizó un ajuste fino al modelo del gobernador de velocidad de la unidad 1 de Termotasajero con el objetivo de mejorar el desempeño en respuesta a eventos de inyección de frecuencia reales. Los resultados de este ajuste se presentan en la Tabla 4 a la Tabla 6 y los diagramas de bloque de cada control en la Figura 16 a la Figura 18. Es importante destacar que, durante este proceso, no fue necesario realizar cambios estructurales en ninguno de los controles asociados al Regulador de Velocidad.

Figura 16. Modelo de control del bloque “ACTUADOR” Acuerdo CNO 1437

Tabla 4. Parámetros Ajuste Fino Modelo “ACTUADOR” U1 Termotasajero Parámetro Valor Anterior Valor Nuevo TmedW 0,05 0 Bmuerta 0,00083333 0,0005 Bp 0,05 0,0533 CmdW 0 0

Nota : La Banda Muerta – Bmuerta y Estatismo – Bp, fueron ajustados según información

PARATEC.SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

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Figura 17. Modelo de control del bloque “POTENCIA” Acuerdo CNO 1437

PARATEC.SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

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Figura 17. Modelo de control del bloque “POTENCIA” Acuerdo CNO 1437

Tabla 5. Parámetros Ajuste Fino Modelo “POTENCIA” U1 Termotasajero Parámetro Valor Anterior Valor Nuevo TmedP 0 0 Kp 0,15 0,15 Ti 60 20 Lim_INT_Min -10 -10 LimY_Min 0 0 Lim_INT_Max 120 120

LimY_Max 0,86 0,91SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

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Figura 18. Modelo de control del bloque “TURBINA” Acuerdo CNO 1437

Tabla 6. Parámetros Ajuste Fino Modelo “TURBINA” U1 Termotasajero Parámetro Valor Anterior Valor Nuevo Tyc 1,75 0,02 Tdelay 0,3 0 Tb 20 24 Ta 30 53 Kp 0,7 0,7 Tc 3 3 Kc 0,3 0,3

Fp 0,85 0,85SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

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7. CONCLUSIONES 1) Los resultados obtenidos muestran, que una vez realizado el ajuste fino en el modelo del gobernador de la unidad 1 de Termotasajero, y ante la inyección de los eventos de frecuencia presentados en la Tabla 1, se cumple con el indicador EC < 30%, por

del gobernador de la unidad 1 de Termotasajero, y ante la inyección de los eventos de frecuencia presentados en la Tabla 1, se cumple con el indicador EC < 30%, por lo tanto, se concluye que el cambio realizado mejora el desempeño dinámico del modelo en cuanto al patrón asociado a que la potencia máxima del modelo difiere de la potencia máxima real del generador 2) En la implementación del ajuste fino del modelo de gobernador de velocidad, aprobado según el acuerdo CNO 1437 para la Unidad 1 de Termotasajero, no fue necesario realizar cambios estructurales en los diagramas de bloques asociados a este control.SEGUIMIENTO A EVENTOS DE FRECUENCIA

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8. REFERENCIAS

[1]. KUNDUR, Prabha,"Power System Stability and Control”, McGraw-Hill, New York, 1994. [2]. Resolución CREG 025. Por la cual se establece el Código de Redes, como parte del Reglamento de Operación del Sistema Interconectado Nacional, julio 1995. [3]. Resolución CREG 135. Por la cual se modifica la Resolución CREG 025 de 1995 que establece el Reglamento de Operación del Sistema Interconectado Nacional, septiembre 2013. [4]. Acuerdo 1643, " Por el cual se establecen los requerimientos para la obtención y validación de parámetros del generador y los modelos del sistema de excitación, control de velocidad/potencia y estabilizadores de sistemas de potencia de las unidades de generación sincrónicas del SIN despachadas centralmente, y se definen las pautas para las pruebas y reajustes de los controles de generación”, Consejo Nacional de Operación CNO, noviembre de 2022.

potencia de las unidades de generación sincrónicas del SIN despachadas centralmente, y se definen las pautas para las pruebas y reajustes de los controles de generación”, Consejo Nacional de Operación CNO, noviembre de 2022. [5]. Centro Nacional de Despacho, “Seguimiento a modelos de control de TERMOTASAJERO ante eventos de frecuencia”, CND, septiembre de 2023. [6]. Acuerdo 1437, “Por el cual se aprueba la incorporación de un cambio de los modelos del generador asociados a las plantas de generación Tasajero I y Tasajero II”, Consejo Nacional de Operación CNO, junio de 2021.