Diseño e implementacion de control para micro hidraulica Plug & Play

Abstract

Nuestro pa s posee un gran potencial hidr aulico para la generaci on de energ a el ectrica constituido por gran variedad de ca das de agua y r os de peque~nos caudales (40 a 60 [l/s]). Sin embargo no existe en el mercado una soluci on tecnol ogica que permita su utilizaci on independiente de la caracter sticas del recurso que se tenga; modo de operaci on que se desee, sea conectado a la red el ectrica y/o en forma aislada; que sea de utilizaci on simple y posea una interfaz amigable para el usuario nal. En adici on a lo anterior no se observa en la literatura internacional un esfuerzo por automatizar este tipo de medio de generaci on, lo que constituye un nicho de desarrollo tecnol ogico para el pa s. A modo de mejorar las soluciones existentes de micro-generaci on ( 1 a 100 [kW]) y resolver el problema anterior, se origina en el Centro de Energ a de la Universidad de Chile, la idea de dise~nar una m aquina inteligente que pueda operar en las condiciones antes mencionadas. Surge la Micro Central Hidr aulica (MCH) \Plug & Play". El objetivo de este trabajo de t tulo es dise~nar e implementar un sistema de control electr onico autom atico para esta MCH inteligente de 10 [kW] de potencia, que permita explotar peque~nos recursos hidr aulicos mediante la aplicaci on de electr onica para su automatizaci on. Se toma un modelo gen erico de MCH y se complementa para obtener una simulaci on de la planta y de los controladores de frecuencia y tensi on en operaci on en vac o y con carga aislada. Se aprovechan los actuadores de los que se dispone y modi ca su accionamiento manual a autom atico. Se consigue implementar controladores de tipo PI, con cuidado de la sintonizaci on, que muestran que una estrategia de este tipo es su ciente para controlar un generador sincr onico como el de la MCH. Se implementa el control de tensi on mediante modi caci on de corriente de campo a trav es de un chopper y el control de frecuencia a trav es de resistencias de desahogo, modi cando su potencia consumida. Se obtiene como resultado nal un prototipo de planta MCH, incluyendo la electr onica que necesita para su operaci on y la programaci on del sistema de control. Constituy endose de esta forma la experiencia adquirida en hardware y software la mayor parte del aprendizaje. A futuro se propone modi car el hardware por componentes super ciales a modo de reducir espacio utilizado. Modi car los actuadores por otros m as e cientes. Y como recomendaci on nal se propone reemplazar los actuadores por un equipo de electr onica de potencia que permita que la MCH genere seg un el recurso hidr aulico y el equipo se encargue de adecuar la generaci on a los valores deseados de tensi on y frecuencia.