HOMOLOGACIÓN DE MODELOS PARA REPLICAR EL COMPORTAMIENTO DE UNA CENTRAL ELÉCTRICA UTILIZANDO TÉCNICAS DE ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS EN SISTEMAS DINÁMICOS

Abstract

En este trabajo de título se diseñó una metodología que permite la homologación de modelos dinámicos de centrales eléctricas entre la herramienta computacional PowerFactory y el software de la plataforma RTDS. Para esto, en primer lugar, se definieron los componentes esenciales de una central eléctrica utilizando los documentos de referencia [1] y [2]. Luego, se estudiaron diferentes técnicas de estimación de parámetros en sistemas dinámicos, decidiendo utilizar una técnica heurística, privilegiando así el diseño de un procedimiento generalizado, aplicable a centrales de distintas tecnologías. En específico, se seleccionó el algoritmo de optimización Particle Swarm Optimization (PSO), el cual se caracteriza por su habilidad de escapar de los óptimos locales. Para aumentar la precisión de la técnica heurística, se llevó a cabo una estimación secuencial de parámetros haciendo uso de las dinámicas de los modelos, es decir, en primer lugar se estiman los parámetros del regulador de tensión, luego los parámetros de las funciones limitadoras y por último los del conjunto regulador de velocidad turbina. De esta forma, se disminuye el número de parámetros a estimar cada vez que se aplica el algoritmo de optimización, generándose mejores resultados. Finalmente, se realizó un estudio de casos utilizando la metodología propuesta. Para esto, se empleó la central eléctrica de ciclo combinado San Isidro I como planta de prueba. Se seleccionaron modelos disponibles del software RSCAD para los sistemas reguladores y se estimaron los parámetros de estos, con el de generar un sistema equivalente de esta central. Para evaluar los parámetros estimados, se utilizó el sistema de potencia IEEE 9 bus, implementado tanto en PowerFactory (para el sistema real) como en RSCAD (para el sistema estimado). Con ellos, se realizaron simulaciones dinámicas considerando como perturbaciones: cortocircuitos trifásicos, rechazos de carga y tomas de carga. Los resultados obtenidos muestran la eficacia de la metodología propuesta, dado que el error cuadrático medio más alto es de solo un 0, 05 %. Este se encuentra asociado a la potencia reactiva de la unidad de gas y tiene su origen en la incapacidad de homologar los límites no lineales en la tasa de cambio del regulador de velocidad de la central San Isidro I.