Sistema de distribución óptima de potencia y su incidencia en la eficiencia de una central hidroeléctrica multigrupo

Abstract

En una Central Hidroeléctrica que posee dos o más unidades o grupos turbogeneradores, C.H. multigrupo, el máximo rendimiento de cada grupo difiere del rendimiento de diseño del conjunto cuando se opera a cargas parciales, dadas en épocas de estiaje o reducción de potencia por sobreoferta de hidroelectricidad en un gran sistema interconectado. En épocas de avenida estas centrales no tienen problemas respecto al suministro de recurso hídrico, puesto que operan todos sus grupos a la mejor condición de rendimiento y potencia con que fueron diseñados; sin embargo durante las épocas de estiaje, que en el Perú alcanza alrededor de nueve meses del año a lo largo de su cuenca hidroenergética (Para fines de operación del sistema hidráulico en SEIN el periodo de estiaje inicia el 1 de Junio hasta el 30 de Noviembre}, en este periodo se generan grandes pérdidas económicas producto de la regulación aleatoria del caudal en cada turbina/grupo a cargas menores de las condiciones nominales. El objetivo de esta Tesis es el desarrollo experimental de una metodología y aplicación in situ de optimización del rendimiento de una Central Hidroeléctrica típica multigrupo, para cualquier nivel de potencia menor a la potencia efectiva o instalada de la central, dentro de un programa diario de generación interconectada. Como resultados, se logra la maximización de la eficiencia de cada una de las turbinas hidráulicas para cada potencia de la central fuera de sus condiciones nominales, asimismo se ha elaborado un programa computacional que alimenta al sistema SCADA de la central. Su aplicación está permitiendo reducir el costo de generación y consecuente operación económica de la central en estudio, a su vez se ha generado un patrón de procedimiento para ser aplicado en otras centrales hidroeléctricas.

In hydroelectric power plants with more than one generation group operating at partial loads, the maximum efficiency of each group and the combination of these different design performance core set, situations that occur in dry season and in power reduction by oversupply of hydropower within a national grid. The dry season (low flows) in Peru nine months per year is reached, situation that generates economic losses due to random flow adjustment each turbine-group loads under rated conditions. The thesis main aim is to develop an altemative methodology for optimizing the efficiency and power of generating a multi Central Hydroelectric group for any level of power generated in the daily interconnected generation program. As a result maximizing efficiency and turbine-group combination for each output of the plant beyond its nominal conditions are obtained; also a computer program in Matlab which feeds the automated system of the plant was built. lts application is possible to reduce generation costs and plant availability, in tum forms a methodological pattem for other hydroelectric plants of various groups.