Diseño e implementación de software para la determinación dinámica de las curvas de operación de generadores sincrónicos de Colbún S.A.

Abstract

El proyecto consiste en el diseño e implementación de una herramienta computacional que permita la creación de las cartas de operación de las máquinas sincrónicas de Colbún que realizan el servicio complementario de control de tensión. Este está orientado en el uso por parte del operador para visualizar tanto el punto de operación de la central como la variación de la carta de operación en relación con la tensión en bornes. La necesidad de implementar esta herramienta busca que el operador pueda visualizar de mejor manera los límites de la máquina y pueda responder de forma eficiente frente a una consigna dada por el Coordinador Eléctrico Nacional. Junto a lo anterior, el software permite que el usuario estudie puntos de operación de interés o cambios en la consigna en determinado periodo de tiempo. También la herramienta busca mejorar el funcionamiento del Sistema Eléctrico Nacional, ya que al tener una mejor regulación de tensión, la red puede mantenerse dentro de parámetros seguros. El prototipo se diseña en Microsoft Excel, utilizando todas las herramientas matemáticas que posee, adicionando la facilidad de programación que tiene con VBA y el complemento Proficy Historian. Este último permite la conexión de la carta de operación con los parámetros de la central en tiempo real, con un muestreo de un segundo. De la herramienta se espera que muestre la carta de operación por unidad generadora y por central (archivos diferentes), que éstas varíen en función de la tensión en bornes y del tiempo, y que tengan la suficiente resolución para que el operador pueda tomar decisión en base a lo que ve en ellas. Para lograr la confección e implementación, se recolectan los datos nominales de cada central, los límites de reactivos mediante simulaciones y se programan las variables necesarias. Para la confección en particular, se utilizan las fórmulas que modelan la máquina sincrónica y se realizan los gráficos de las limitantes de la máquina. Ya con la carta de operación de cada central, se implementa la herramienta conectándola mediante Historian a los datos de cada central en tiempo real, estando en el VPN de Colbún. Con la herramienta finalizada, se logra identificar e implementar la carta de operación para cada una de las centrales en estudio, se muestra como varía frente a la tensión, como se comporta a través del tiempo y, finalmente, muestra como una central responde frente a una orden del Coordinador referente a cambios en la consigna de tensión.