31.7 : Control de frecuencia de carga

El control de frecuencia de carga (LFC) es vital para mantener la estabilidad del sistema eléctrico, asegurando que la frecuencia y los flujos de potencia permanezcan dentro de límites aceptables durante los cambios de carga. El control del regulador de turbina elimina las aceleraciones y desaceleraciones del rotor después de los cambios de carga. Sin embargo, persiste un error de frecuencia de estado estable cuando el cambio en el ajuste de referencia del regulador de turbina es cero. En un sistema eléctrico interconectado, cada área acuerda exportar o importar una cantidad programada de potencia a través de interconexiones de líneas de transmisión o líneas de enlace. Cada área absorbe sus propios cambios de carga para mantener el flujo de potencia neta de línea de enlace (p_tie) programado. Las principales funciones del LFC son devolver el error de frecuencia de estado estable a cero después de un cambio de carga y mantener el flujo de potencia neta de línea de enlace en su valor programado.

El error de control de área (ACE) se define como la desviación neta del flujo de potencia de la línea de enlace con respecto a su valor programado más un término de sesgo de frecuencia (B_f). El ACE para cada área es una combinación lineal del error de la línea de enlace y el error de frecuencia (Δ_f). El cambio en el ajuste de potencia de referencia (Δp_refi) de cada regulador de turbina bajo LFC es proporcional a la integral del ACE. Esta acción integral garantiza que tanto el error de frecuencia como el error de potencia de la línea de enlace se lleven a cero.

La constante de polarización de frecuencia y la ganancia del integrador (K_i) afectan la respuesta transitoria a los cambios de carga. La constante de polarización de frecuencia debe ser lo suficientemente alta para un control de frecuencia adecuado. El método de Cohn sugiere establecer la constante de polarización de frecuencia igual a la característica de respuesta de frecuencia de área para un rendimiento satisfactorio. La ganancia del integrador no debe ser demasiado alta para evitar la inestabilidad. Las estrategias de control automático de generación coordinan la LFC con los objetivos de despacho económico ajustando los ajustes de potencia de referencia del regulador de turbina. Las salidas deseadas de cada generador, según lo determinado por un programa de despacho económico, se actualizan a intervalos, lo que garantiza un funcionamiento eficiente y estable del sistema de energía.