Modelación y ajuste del lazo de control de potencia activa en una central eléctrica

Resumen

El grupo electrógeno de motores MAN (fabricante de motores de combustión interna Alemania) con 184 MW de potencia nominal máxima, ubicado en la ciudad de Moa, provincia Holguín, constituye una de las centrales eléctricas enlazadas al SEN (Sistema Electroenergético Nacional) que aporta 165 MW a la demanda del sistema. La potencia activa de los generadores es regulada a través de la entrada de combustible al motor de combustión interna que gira a una velocidad de 514 rpm, acelerando o desacelerando. El lazo de control, ajustado a prueba y error, está formado por los trasformadores de corriente y tensión, un PLC (Controlador Lógico Programable) y un actuador para manipular el flujo de combustible. Durante los años de explotación, los motores de la empresa han sufrido desgastes en sus mecanismos de regulación de combustible, que originan oscilaciones en la potencia, y provocan pérdidas de hasta 2 MW. En este artículo se proponen modelos paramétricos que describen la dinámica del sistema. Se realizaron experimentos pasivos de 10 días operacionales, para modelar el comportamiento de la potencia del motor, respecto a la posición del actuador que manipula el flujo de combustible. Como resultado, se propusieron los parámetros de los controladores automáticos, para optimizar el consumo de energía, minimizar las pérdidas por fricción o ineficiencias térmicas, mejorar la eficiencia de la combustión y reducir las emisiones contaminantes