xm-investigacion de oscilaciones de potencia en el sin-02

Investigación de Oscilaciones de Potencia
en el SIN
XM Compañía de Expertos en Mercados S.A. E.S.P
22
Definiciones
Oscilación de potencia: Variación en la potencia eléctrica, debida al cambio de velocidad
relativa entre generadores, como respuesta a cambios en la magnitud de la carga, fallas y
otras perturbaciones en el sistema
Las bandas elásticas representan las líneas de
transmisión, y los pesos representan los
generadores y las cargas del sistema
Comportamiento Normal de la Frecuencia
61.0
60.8
60.6
Frecuencia [Hz]
60.4
0,06 Hz
0,08 Hz
0,03 Hz
60.2
60.0
59.8
59.6
59.4
59.2
12
:
10
12 :0 0
:1
0
12 :2 8
:1
0
12 :5 6
:1
1
12 :2 4
:1
1
12 :5 2
:1
2
12 :2 0
:1
2
12 :4 8
:1
3
12 :1 6
:1
3
12 :4 4
:1
4
12 :1 2
:1
4
12 :4 0
:1
5
12 :0 8
:1
5
12 :3 6
:1
6
12 :0 4
:1
6
12 :3 2
:1
7
12 :0 0
:1
7
12 :2 8
:1
7
12 :5 6
:1
8
12 :2 4
:1
8
12 :5 2
:1
9
12 :2 0
:1
9
12 :4 8
:2
0
12 :1 6
:2
0
12 :4 4
:2
1
12 :1 2
:2
1
12 :4 0
:2
2
12 :0 8
:2
2
12 :3 6
:2
3:
04
59.0
Tiempo
Todos los derechos
reservadosRANGO
para
XM S.A.
E.S.P
FRECUENC/MEDELLIN//Frequ/
SUPERIOR
RANGO INFERIOR
Los sistemas eléctricos presentan perturbaciones
y oscilaciones continuas durante su operación
normal, de las cuales la mayoría son de pequeña
magnitud
(generación-demanda).
Como
consecuencia de estas oscilaciones, la frecuencia
también presenta fluctuaciones con múltiples
períodos de oscilación
3
Tipos de Oscilación
Todos los derechos reservados para XM S.A. E.S.P
0,1 – 0,8
Hz
Ángulo
0,8 – 2,0
Hz
Amortiguamiento Negativo
Modo Interárea: Oscila un grupo de
máquinas contra otro grupo de
máquinas en otra parte del sistema
Modo Interplanta: Oscila una planta
contra otra cercana
0,8 – 2,0
Hz
Amortiguamiento Cero
Modo Control de Frecuencia:
Corresponde a la actuación de los
esquemas de control de velocidad de
las unidades
Modo Intraplanta: Oscilación de una
unidad de la planta con respecto a
otras unidades de la misma planta
1,5 – 3,0
Hz
Frecuencia
0,05 – 0,5
Hz
Amortiguamiento Positivo
Modo Local: Oscila una planta contra
el sistema
600
800
1000
Todos los derechos reservados para XM S.A. E.S.P
1200
1400
-100
JAMOND/230/POMASQ1/P/
TEBSA/230/TrfGn011/P/
FRECUENC/MEDELLIN//Frequ/
59.2
59
Guatapé
Betania
Tebsa
FRECUENC/MEDELLIN//Frequ/
21:09:52
21:09:36
21:09:20
21:09:04
21:08:48
21:08:32
21:08:16
21:08:00
21:07:44
21:07:28
21:07:12
59.8
21:06:56
59.85
21:06:40
21:06:24
21:06:08
21:05:52
21:05:36
21:05:20
21:05:04
21:04:48
21:04:32
21:04:16
21:04:00
21:03:44
21:03:28
58.8
21:03:12
60.8
21:02:56
0
21:02:40
59
21:02:24
59.2
21:02:08
100
21:01:52
59.4
21:01:36
59.6
21:01:20
200
21:01:04
60.2
FRECUENCIA (Hz)
59.8
21:00:48
300
21:00:32
400
21:00:16
500
21:00:00
19:49:52
19:46:00
19:42:08
19:38:16
19:34:24
19:30:32
19:26:40
19:22:48
19:18:56
19:15:04
19:11:12
19:07:20
19:03:28
18:59:36
18:55:44
18:51:52
18:48:00
18:44:08
18:40:16
59.4
18:36:24
-60
18:32:32
59.6
18:28:40
59.8
-40
18:24:48
-20
18:20:56
60
18:17:04
0
18:13:12
20
18:09:20
60.4
18:05:28
60.6
40
18:01:36
60.15
60.8
60
17:57:44
60.40
80
17:53:52
Frecuencia en Esmeralda, Agosto 10
De 17:50 a 18:20 horas
Pérdida de 180 MW de carga en Ecuador.
El intercambio pasa de 234 a 120 MW.
400
700
La exportación hacia Ecuador queda a través
de un solo circuito con 100 MW.
200
61
17:50:00
OSCILACIÓN DE POTENCIA EN EL SIN
Periodo 10, Agosto 12 de 2008
Apertura de la interconexión con Ecuador con
370 MW
0
61.2
100
Frecuencia (Hz)
600
120
Aumento intercambio con Ecuador, aumento de
generación
Urrá y posterior apertura de la
EDAC 719deMW
interconexión
59.20
BETANI/13.8/Gen3/P/
JAMOND/230/POMASQ2/P/
TEBSA/230/TrfGn012/P/
9:39:24
9:39:56
-80
9:36:44
9:37:16
9:37:48
9:38:20
9:38:52
59.40
Cambio de generación de Pagua y San Carlos
59.60
9:34:36
9:35:08
9:35:40
9:36:12
59.80
9:32:28
9:33:00
9:33:32
9:34:04
60.00
9:29:48
9:30:20
9:30:52
9:31:24
9:31:56
60.20
9:27:40
9:28:12
9:28:44
9:29:16
60.60
9:25:32
9:26:04
9:26:36
9:27:08
0
9:22:52
9:23:24
9:23:56
9:24:28
9:25:00
20
59.2
9:20:44
9:21:16
9:21:48
9:22:20
40
59.4
MWMW de generación
EDAC
de 1470
Cambio1119
60
59.6
Potencia (MW)
80
59.8
9:18:36
9:19:08
9:19:40
9:20:12
60.80
60
9:17:00
9:17:32
9:18:04
60.2
Apertura de la interconexión con Ecuador
Frecuencia Medellin
Apert_Jam_Pomas
EDAC_1Etapa
TEBSA/13.8/Gen013/P/
GUAVIO/13.8/Gen1/P/
SNFRAN/13.8/Gen3/P/
Potencia (MW)
60.8
interconexión con Ecuador
de la
Apertura
MW
EDAC 189
Frecuencia Hz
21:30:14
21:29:31
21:28:48
21:28:05
21:27:22
21:26:38
21:25:55
21:25:12
21:24:29
21:23:46
21:23:02
21:22:19
21:21:36
21:20:53
21:20:10
21:19:26
21:18:43
21:18:00
21:17:17
21:16:34
21:15:50
21:15:07
21:14:24
21:13:41
21:12:58
21:12:14
21:11:31
21:10:48
21:10:05
21:09:22
21:08:38
21:07:55
21:07:12
60.4
Cambio de generación de 1000 MW
de 700 MW
de generación
Cambio
MW
EDAC 343
Frecuencia (Hz)
60.6
21:06:29
21:05:46
21:05:02
21:04:19
Principales eventos durante el 2008-2009
OSCILACIÓN DE POTENCIA EN EL SIN
Período 22, Abril 27 de 2008
160
140
120
100
60.6
60.4
60.25
60.3
OSCILACIONES DE POTENCIA EN EL SIN
Período 22, Mayo 2 de 2008
60.2
60
60.05
60.2
60.1
59.95
59.9
60
FRECUENC/MEDELLIN//Frequ/
FRECUENC/ESMERA//Frequ/
1600
FRECUENC/SABANA//Frequ/
FRECUENC/TORCA//Frequ/
Tiempo (seg)
Medición Fasorial PMU
Fuente: Psymetrix
A partir de las medidas de Voltaje y Corriente se obtienen los fasores en cada uno
de los puntos de operación
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Que hacer con esta información?
Esta información sincronizada
adecuadamente se utiliza para
propósitos en tiempo real que
hasta hace poco sólo se podía
pensar en hacer en programas
de simulación.
Fuente: Psymetrix
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Que tenemos en Colombia
PMU-Sabana
PMUXM
PMU-San Carlos
PMU-Esmeralda
PMU-Guavio
PMUXM
PMU-Guaca
PMU-Betania
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Como la estamos usando en Colombia
Oscilación detectada (0.49 Hz). En esta
oscilación se aprecia como la PMU´s de
Betania detecta oscilación contra el sistema
central
En esta oscilación se aprecia como
todo el Sistema oscila en fase
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Que información estamos observando
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10
Análisis de datos
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Sistema Interconectado Nacional
Concepto Distancia Eléctrica
Sistema Eléctrico de Potencia
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11
Sistema Mecánico
12
Sistema Interconectado Nacional
Distancia Eléctrica con los proyectos de expansión recientes
Sistema Mecánico
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13
Curva típica de desviación estándar
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Los análisis obtenidos de los datos de las PMU’s han mostrado que San
Carlos es la planta que mayor reacción tiene al fenómeno
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15
Análisis de datos – San Carlos en 0MW
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Pruebas de sensibilidad a ajustes de parámetros en el gobernador
de San Carlos
16
Pruebas realizadas a la fecha:
• Variación del modo de operación: Ago. 25
• Variación del Droop: Sept. 24
• Variación de Kp: Sept. 25
• Variación de Kp (sin lazo de frecuencia): Sept. 29
• Variación de Ti: Oct. 01
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17
Resultados de Prueba de Cambio en el modo de operación
San Carlos Gen1&2 - Time ref : 20/10/2009 Local Time
Instant. Mag - Low Frequency
1
Speed Control
Test 2.1.5-1
Test 2.1.5-2
Test 2.1.5-3
Test 2.1.5-4
Test 2.1.5-5
0.8
0.6
0.4
0.2
0
1
20/10/2009 17:00
Control por Velocidad
DC - MW
0
-50
Control por Potencia
-100
Todos los derechos reservados para XM S.A. E.S.P
18
Resultados de Prueba de Cambio la constante de integración Ti
San Carlos Gen1&2 - Time ref : 20/10/2009 Local Time
Instant. Mag - Low Frequency
0.5
Speed Control
Test 2.1.5-1
Test 2.1.5-2
Test 2.1.5-3
Test 2.1.5-4
Test 2.1.5-5
0.4
0.3
0.23MW
0.2
0.18MW
0.1
0
21/10/2009 17:00
-120
DC - MW
-130
-140
Ti-150
= 3.3 seg (original)
Ti = 6.8 seg (Prueba)
-160
Time (Days)
Todos los derechos reservados para XM S.A. E.S.P
19
Resultados de Prueba de Cambio la constante de integración Ti
Test 2.1.5-1
Test 2.1.5-6
Frequency
- Active Power
Original Settings
0.2
Frequency
- Active Power
Target Settings
0.1
0.15
0.1
Filtered/Scaled signals
Filtered/Scaled signals
0.05
0
-0.05
0.05
0
-0.05
-0.1
-0.1
-0.15
P leads F by 90°
Positive power excursion coincides with system acceleration,
destabilising the system
-0.2
-0.15
-0.25
2.9
3
3.1
3.2
3.3
Time (min)
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
4
4.1
4.2
4.3
Time (min)
4.4
4.5
4.6
P leads F by 180°
Power export from generator is positive
Comportamiento Original
Todos los derechos reservados para XM S.A. E.S.P
Net contibution of power to the oscillation is approximately zero
Comportamiento con
los nuevos ajustes
4.7
4.8
Gracias
XM Compañía de Expertos en Mercados S.A. E.S.P