UNIVERSISDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICAUNIVERSISDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA““ANTONIO JOSE DE SUCREANTONIO JOSE DE SUCRE””..

UNIDAD REGIONAL DE POSTGRADO.UNIDAD REGIONAL DE POSTGRADO.ASIGNATURA: DINAMICA SISTEMAS DE POTENCIA.ASIGNATURA: DINAMICA SISTEMAS DE POTENCIA.

Elaborado por:Zerpa

SalazarValdez

GonzálezChing

Matriz Incluyendo PSS sin Amortiguamiento

ESTABILIZADOR DEL SISTEMA DE POTENCIA

Un Estabilizador de Potencia (PSS) es un equipo de control cuya función consiste en proporcionar amortiguamiento a las oscilaciones del rotor del generador mediante el control de su sistema de excitación, usando señales estabilizadoras auxiliares. Para proveer el amortiguamiento requerido, el Estabilizador debe producir una componente de torque eléctrico en fase con las desviaciones de la velocidad del rotor.

POTENCIA DE SALIDADEL GENERADOR

POTENCIA DE SALIDADEL GENERADOR

VALOR DE EXCITACIÒN

VALOR DE EXCITACIÒN

VARIANDO LA EXCITACIÒN, SE PUEDE VARIAR LA SALIDA DEL GENERADOR TRANSITORIAMENTE

EL PSS DETECTA LA VARIACIÒN EN LA POTENCIA DE SALIDA DEL GENERADOR, CONTROLA LOS VALORES DE EXCITACIÒN Y REDUCE LA OSCILACIÒN RÀPIDAMENTE

MODOS DE OSCILACIÓN

Los PSS están diseñados para amortiguar oscilaciones de baja frecuencia. Estos modos de oscilación pueden ser: modo de oscilación local, modo de oscilación interárea. Algunas veces, puede aparecer un modo de osclación compleja, que resulta de la sumatoria de los efectos de los modos local e interárea.

ESTABILIZADOR DEL SISTEMA DE POTENCIA

MODO INTERPLANTA Y LOCAL1 Hz

MODO INTERÁREA0.2 a 0.5 Hz

TIPOS DE PSS

Oscilaciones de potenciaDe Modo Local

Las Unidades Generadoras Oscilan de manera Individual vs. El Sistema de Potencia

Frecuencia de Oscilación es Aproximadamente 1 Hz.

PSS con un (1) parámetro de entrada, tal como ΔP, Δw o ΔF, etc.

El PSS tipo ΔP es el más efectivo

Oscilaciones de potenciaDe Modo Interárea

Todas el sistema oscila a grandes distancias y con grandes bloques de potencia transportados

Frecuencia de Oscilación es Aproximadamente 0.2 Hz. A 0.5 Hz.

PSS con un (1) parámetro de entrada, tal como ΔP, Δw o ΔF, etc.

El PSS tipo Δw o ΔF son más efectivo

Oscilaciones de potenciaDe Modo Complejo

Modo de Oscilación Compleja (Modo Local + Modo Interárea) ‏

Un PSS con señales de entrada múltiples es más efectivoPSS’s con entradas ΔP+Δw o ΔP+ΔF

ESTABILIZADOR DEL SISTEMA DE POTENCIA

DISEÑO DEL PSS.

El diseño de un Estabilizador de Potencia es todavía realizado en base a un sistema Generador Simple-Barra Infinita (SMIB, por sus siglas en inglés), a pesar de que se mantienen investigaciones para diseñar PSS’s para sistemas Multimáquina.

Los parámetros del PSS son ajustados en línea para suprimir los modos de oscilación a los que pueda estar sometido el sistema.

La señal de entrada del PSS puede derivarse de la velocidad de la máquina, la frecuencia terminal o la potencia entregada.

SISTEMA SMIB

ESTABILIZADOR DEL SISTEMA DE POTENCIA

WASHOUTSTW

STW+1‏(4)

GANANCIA

KSTAB‏(3)

COMPENSACION DE FASE1+ST1

ST2+1‏(5)

EXCITADOR

KA‏(2)

TRANSDUCTOR DE VOLTAJE TERMINAL

1

STR+1‏(1)evfV1VT

Vref

-+

+

ESTABILIZADOR DEL SISTEMA DE POTENCIA

WASHOUT CIRCUIT COMPENSACIÓN DINÁMICA FILTRO LIMITADOR

DIAGRAMA DE BLOQUES

ELIMINA EL SESGOEN ESTADO

ESTACIONARIOEN LA SALIDA DEL PSS.

PROVEE UNA REFERENCIA DE FASE

PARA LA SEÑAL DE ENTRADA EN EL RANGO

DE FRECUENCIA DE INTERÉS

SUPRIME COMPONENTES

DE FRECUENCIA EN LA SEÑAL DE

ENTRADA DEL PSS

PREVIENE LA SATURACIÓN DE

LA SEÑAL DE SALIDA DEL PSS

PeΔωΔF

Vs

ESTABILIZADOR DEL SISTEMA DE POTENCIA

Del bloque 4 de la figura en donde se muestra el sistema de excitación a tiristores con AVR y PSS, utilizando valores perturbados se obtiene:

Ecuación que podemos escribir de esta manera:

De la ecuación de variación de velocidad, que surge de la matriz de variables de estado del comportamiento de pequeñas señales del sistema, se sabe que:

De donde, se sabe además que:

Entonces se puede decir que: Sustituyendo en la ecuación (a), resulta:

A partir de aquí, se encuentran los valores de los nuevos coeficientes de la matriz de variables de estado:

Donde:

Se puede observar en la ecuación (b) que pΔV2 no es función de ΔV1 y ΔV3, por lo tanto, podemos afirmar que:

MATRIZ MATRIZ ““AA”” DE VARIABLE DE ESTADO INCLUYENDO EL PSSDE VARIABLE DE ESTADO INCLUYENDO EL PSS

ESTABILIZADOR DEL SISTEMA DE POTENCIA

Del bloque 5 de la figura en donde se muestra el sistema de excitación a tiristores con AVR y PSS, se obtiene:

Entonces:

Se puede entonces sustituir pΔV2, obtenido en la ecuación (b), en la ecuación (c), obteniendo:

De aquí se pueden conocer otros coeficientes de la matriz de variables de estado:

Del bloque 2 de la figura que muestra el sistema de excitación a tiristores con AVR y PSS, se deduce:

Sabiendo que la variación de campo, de la matriz de variables de estado del comportamiento de pequeñas señales del sistema, es igual a:

Y sustituyendo la ecuación (e) en la (f), la ecuación del circuito de campo, con PSS incluido, se convierte en:

Donde:

MATRIZ DE VARIABLE DE ESTADO INCLUYENDO EL PSSMATRIZ DE VARIABLE DE ESTADO INCLUYENDO EL PSS

Por lo tanto partiendo del modelo completo de ecuaciones de estado del sistema incluyendo el sistema de excitación, además haciendo el torque mecánico constante, por lo tanto la variación de este es cero, se tiene que el modelo completo de ecuaciones de estado, incluyendo el PSS, tiene la siguiente forma:

MATRIZ DE VARIABLE DE ESTADO INCLUYENDO EL PSSMATRIZ DE VARIABLE DE ESTADO INCLUYENDO EL PSS

EL PANEL DE CONTROL.

EL PANEL DE CONTROL.

• El panel consta de un terminal de interfase con el Operador, que se comunica con el controlador de celda vía RS485, posee una pantalla de dos líneas y un conjunto de LEDs donde se muestra: Voltaje de celda (V), Corriente de línea (KA) y desviación estándar de la resistencia, adicionalmente posee unos LEDs de status de algoritmos, status de operaciones, status de alimentadores y rompecostras y fallas.

• La parte eléctrica de control y potencia consta de las siguientes secciones:

• Control y protección de motores de gatos de elevación de puente.• Transformación y distribución de alimentación DC (5Vdc y 24Vdc).

• Distribución de alimentación AC (110Vac y 440Vac).

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