Determinación del lazo de regulación de velocidad de la planta hidroeléctrica “La Joya”

Abstract

Este proyecto se desarrolló en la planta hidroeléctrica “La Joya”, ubicada en Tucurrique de Jiménez, Cartago; esta es de capital extranjero pero está regulada por la normativa nacional de Costa Rica. En lo que respecta a producción eléctrica, opera desde hace ya cuatro años; la problemática que presenta dicha planta corresponde a variaciones en el lazo de regulación de velocidad de cada una de las tres turbinas que la conforman., Dentro de estas se encuentran: variaciones en la fijación de consignas para la generación eléctrica, dependiendo del modo de operación; además de presentar error en el estado estacionario del sistema y sobre impulso cuando se presenta una variación en el mismo. El funcionar de la Central de “La Joya” está supeditado a la capacidad de generación de la planta de Cachí, ya que el agua que utiliza esta es la misma que se usa para generar electricidad en la Central de Tucurrique. Debido a la normativa nacional si el agua no es correctamente utilizada, la empresa será multada por las ineficiencias que presente. Actualmente la planta funciona correctamente pero se cree que puede mejorar; si se corrigieran algunos errores que intervienen en su accionar esto contribuiría a reducir las pérdidas que acarrea la empresa por su mal funcionamiento. Para determinar si es posible corregir los errores que presenta actualmente y mejorar la eficiencia del sistema, se necesita hacer un estudio del funcionamiento del lazo de control de velocidad, para realizarlo es necesario un modelo matemático que permita un análisis a profundidad del mismo. Este proyecto surge con el fin de determinar el funcionamiento actual de la planta y conocer si es posible realizar ajustes que permitan mejorar su funcionamiento. El desarrollo del proyecto consistió en obtener un modelo matemático que incluyera los principales componentes del lazo de velocidad: tubería de alta presión, turbina, servomotor, generador y red; junto a estos subsistemas se encuentra el gobernador o regulador de velocidad utilizado en esta planta: el NEYRPIC 1000 STD, el cual corresponde a uno de los principales módulos del lazo que tuvo que ser analizado, ya que mediante este es posible realizar ajustes para mejorar la eficiencia del sistema. Mediante la herramienta computacional MATLAB fue posible representar el modelo matemático implementado y compararlo con el funcionamiento real del sistema a través de simulaciones elaboradas en dicha aplicación. MATLAB también permitió proponer los ajustes necesarios para mejorar el comportamiento de la planta frente a las variaciones que pueda presentar la Central.