Estatismo de un generador
Motor regulador
La excitación de un generador síncrono suele realizarse mediante un regulador automático de tensión (AVR) que utiliza la tensión y/o la corriente del generador como entradas para controlar su salida a un valor preestablecido.
Los AVR incluyen diferentes modos de control para optimizar el rendimiento en función de si el generador está conectado a la red o en modo isla. Por lo tanto, pueden ajustarse para mantener la tensión, el FP o la potencia reactiva.En este informe, analizaremos el principio de funcionamiento del modo de control de tensión del regulador, conocido como compensación de estatismo, cuando uno o varios generadores funcionan en modo isla o están conectados a la red. Basándonos en las limitaciones del control droop, estudiaremos técnicas para mejorar su rendimiento, y lo compararemos con el método de compensación de corriente cruzada.
Cuando un generador está conectado directamente a la red, la tensión de red VG es fija y no puede ser controlada por el regulador. Cualquier demanda de potencia reactiva del generador hará que la consigna de tensión interna V del regulador cambie para satisfacer la nueva demanda. Así, en el diagrama de la figura 4, el aumento de la demanda de potencia reactiva QL hace que la consigna del regulador aumente de VG a VL debido al control de compensación de estatismo.
Control de estatismo Avr
La principal diferencia entre los modos de control de estatismo e isócrono radica en su relación con la frecuencia. En el modo isócrono, los generadores mantienen una frecuencia constante, mientras que el modo estacionario permite cambios en la frecuencia en respuesta a cambios en la carga. Esta guía explica las implicaciones de estas diferencias y las aplicaciones de los dos modos.
Dado que el modo droop admite cambios en la frecuencia, permite que varios generadores trabajen en tándem dividiendo las cargas en proporción a su potencia. Es útil cuando se emplea en redes con múltiples generadores y cuando se trata de cargas con grados de variación más elevados.
En modo droop, la potencia y la frecuencia de un generador son inversamente proporcionales. Cuando la frecuencia disminuye, la potencia aumenta. Si un generador tiene un ajuste de estatismo del 5%, por ejemplo, una disminución del 5% en la frecuencia aumentará la potencia de salida de la unidad en un 100%. Si, por el contrario, la frecuencia aumenta un 1%, la unidad reducirá su potencia un 20%.
Ocasionalmente surgen problemas cuando un generador en modo de control droop se encuentra con una carga grande. Si la carga se dispara, la frecuencia alcanzará un valor superior a su valor nominal cuando se estabilice. Si, por el contrario, se apaga una gran unidad generadora, la frecuencia se estabilizará en un valor inferior a su valor nominal. Ambos casos requieren reguladores de frecuencia secundarios y terciarios para devolver la frecuencia a su valor nominal.
Caída de tensión
Esto es lo que yo entiendo de la pregunta. Con una carga de 15 MW, la frecuencia debería disminuir en 50*0,05 = 2,5 Hz, por lo que la carga estaría trabajando a 47,5 Hz. Ahora la nueva carga es de 4*3 + 3,5 MW = 15,5 MW, que está por encima de la capacidad máxima, y además la frecuencia habría caído por debajo de 47,5 Hz, por lo que una de las cargas tiene que dispararse. Por tanto, la nueva carga = 4*2 + 3,5 MW = 11,5 MW.
Nota: Esto es lo que se haría prácticamente con un generador. Nunca funcionan al 100% de la carga, por lo que normalmente se utilizan con una potencia inferior a la nominal. Por ejemplo, si el generador funciona al 80% de carga, la velocidad se ajustaría para proporcionar 50 Hz en este punto de carga. He supuesto que esto es lo que se entiende por 12 MW a 50 Hz… no que 50 Hz sea la velocidad en vacío.
Generador Avr
Supongamos que un generador está en paralelo con la red eléctrica. Si se considera como un bus infinito, la red pública determinará la frecuencia (velocidad) y la tensión del generador. Si la consigna de velocidad (y frecuencia) es ligeramente inferior, el regulador de velocidad cerrará completamente el suministro de combustible para intentar bajar la frecuencia. Si la consigna es ligeramente superior, el regulador de velocidad abrirá por completo el suministro de combustible. Algo similar ocurre con el regulador automático de tensión y la potencia reactiva. Para resolver estos problemas, utilizamos controles de estatismo.
En el modo de control de velocidad isócrono, la velocidad volverá al valor de consigna original después de aplicar o rechazar una carga. Sin embargo, en funcionamiento en paralelo, esto provocaría inestabilidad, como se ha explicado anteriormente.
En el modo de control de velocidad droop, la velocidad disminuirá en un porcentaje fijo cuando el generador se cargue de vacío a plena carga. Esto proporciona un punto de trabajo estable para cada carga en caso de funcionamiento en paralelo.
En el modo de control de tensión constante, la tensión volverá al punto de consigna de tensión original después de aplicar o rechazar una carga. Sin embargo, en funcionamiento en paralelo, esto provocaría inestabilidad, como se ha explicado anteriormente.