¿Cómo es el control de un sistema de potencia?

Esta pregunta puede sonar básica para un ingeniero del área eléctrica… Pero no para el resto (de los ingenieros y de los mortales). Es por eso que conviene revisar los conceptos básicos.

La representación de la potencia demandada por un sistema eléctrico en función de la hora del día (dentro de un día calendario) es llamada curva de carga diaria. Independientemente del sistema, la región y la época, hay una característica común en todas las curvas de carga diaria: sus puntas, llanos y valles, tal cómo se ve a continuación:

Curva de Carga diaria de un sistema convencional de potencia.

Curva de Carga diaria de un sistema convencional de potencia.

Presentada esta disposición horaria de la demanda, conviene recordar ciertas características de las centrales generadoras, o más bien, de la tecnología de las centrales generadoras:

  • Las grandes centrales generadoras son poco regulables1.
  • Los grupos generadores térmicos más importantes, así como, las centrales nucleares son centrales grandes.
  • Por tanto las grandes centrales térmicas y nucleares (que son térmicas, claro) son poco regulables y no pueden seguir la evolución de la curva de carga diaria.
  • No existe una tecnología económicamente viable para almacenar gran capacidad de energía para ser utilizada en otro momento.
  • Estas restricciones obligan al estudio de la previsión de la demanda, a largo plazo y a corto plazo.
  • Siempre es necesario contar con generación de reserva, para determinar cuáles son los márgenes seguros de reserva primaria y secundaria se encaran estudios de vulnerabilidad del sistema.
  • La selección de las máquinas que trabajan juntas en un momento del tiempo va a depender de:
    • Factores Económicos:
      • Costo de Combustibles
      • Costo de Mantenimiento
      • Costo de Arranque
      • Costo de Parada
    • Aspectos técnicos
      • Características de regulación
      • Limites de estabilidad

Un estudio más minucioso de la situación, arroja como conclusión que cada tipo de tecnología tendrá una zona o régimen de carga dentro de la curva de carga en donde será más útil:

  • Base: Será atendida por máquinas de regulación lenta, cuya potencia será relativamente constante y que produce grandes cantidades de energía eléctrica (nucleares y grandes grupos térmicos)
  • Exceso de demanda sobre la carga base: Atendido por máquinas más regulables como las hidroeléctricas, o las centrales térmicas de potencia media, como las TG (gas) o TV (vapor).
  • Punta: Máquinas cuya regulación y arranque sean muy rápidos como las pequeñas hidroeléctricas y algunas TG. La potencia que entregan estas suele ser menor a las anteriores.

Notas:

1 – El término “regulables” se refiere a la capacidad que tiene una máquina generadora independientemente de su tecnología para colocarse en sincronismo con el sistema de generación. Son más regulables mientras menos tiempo tardan en acoplarse al sistema.

Bibliografía:

“Tecnología Eléctrica” – 2da Edición ampliada y revisada – Ramón María Mujal Rosas

“Operación del sistema de generación” – Francisco D. Gagliana y Antonio J. Conejo

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