Sistemas de regulación de velocidad y potencia activa en plantas hidroeléctricas - breve revisión

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i2.25326

Palabras clave:

Regulador de velocidade; Modelado; Simulación; Análisis del lugar de las raíces; Ziegler-Nichols.

Resumen

Este trabajo presenta un estudio sobre la regulación de la velocidad y potencia activa de una gran central hidroeléctrica a través de la modelación matemática del sistema real y el uso de simulaciones por computadora para la validación de datos de campo y evaluación de la respuesta de las redes de control estudiadas bajo diferentes escenarios. Se realizó un análisis bibliográfico presentando conceptos básicos sobre el sistema a estudiar así como temas relacionados con teorías de control, modelado matemático y diseño de controladores. Los datos específicos del caso de estudio presentado fueron recolectados y aplicados a la modelación matemática, permitiendo la ejecución de simulaciones por computadora para validar los modelos calculados. Esta validación se realizó comparativamente tomando como referencia registros oscilográficos de pruebas reales realizadas en la planta en estudio. Con los modelos matemáticos ajustados y validados, se utilizaron simulaciones computacionales para evaluar las condiciones de operación actuales de los reguladores de velocidad y, aplicando técnicas conocidas de ajuste de controladores, permitieron proponer cómo el sistema podría mejorar su desempeño en base a los resultados encontrados.

Biografía del autor/a

Oscar Mitsuo Yamashita, Universidade do Estado de Mato Grosso

Professor adjunto da Faculdade de Ciências Biológicas e Agrárias. Professor permanente do Programa de Pós-graduação em Biodiversidade e Agroecossistemas Amazônicos

Citas

Alvares, A. J. (2002) Evolução dos sistemas de controle. Website Alvarestech. http://alvarestech.com/temp/smar/www.delt.ufmg.br/seixas/PaginaII/Downlo ad/DownloadFiles/HistoriaControladores.PDF.

Andreas, S. (2016) Hidrelétricas em Estudo, Construção e Operação na Amazônia. Website Outerspace: https://forum.outerspace.com.br/index.php?t hreads/hidrel%C3%A9tricas-em-estudo-constru%C3%A7%C3%A3o-e-opera%C3%A7%C3%A3o-na-amaz%C3%B4nia-fotos.461712/.

ANDRITZ HYDRO. (2017) Regulador de velocidade - Funções de transferência e diagrama de blocos. Website Andritz Hydro.

ANEEL. (2008) Atlas de energia elétrica do Brasil. Website Aneel. http://www2.aneel.gov.br/arquivos/pdf/atlas3ed.pdf.

Angélico, B. A., Scalassara, P. R. & Vargas, A. N. (2014) Sintonia de controladores PID.

Campestrini, L. (2006) Sintonia de controladores PID descentralizados baseada no método do ponto crítico. Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

Campos, P. R. B. (2011) Lugar das raízes. Universidade Tecnológica Federal do Paraná.

Cenaqui, T. C. (2018) Modelagem de turbinas e reguladores de velocidade e seus impactos na simulação da regulação primária de frequência. COPPE-UFRJ.

EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA. (2007) Plano nacional de energia 2030.

Ersoy, S. (2013) Francis turbine wicket gate animation. Websites Mekanizmalar. http://www.mekanizmalar.com/francis-turbine-wicket-gate-animation.html.

Franklin, G. F., Powell, J. D. & Emami-Naeini, A. (2013) Sistemas de controle para engenharia. Bookman.

Gatta, P. O. (2012) Um novo modelo para representação da regulação primária e secundária de frequência no problema de fluxo de potência e fluxo de potência ótimo. Faculdade de Engenharia da Universidade Federal de Juiz de Fora.

GE Energy Hydro. (2017) Curso de turbinas. Website Slideplayer. https://slideplayer.com.br/slide/11128385/.

Gomide, F. A. C. & Gudwin, R. R. (1994) Modelagem, controle, sistemas e Lógica Fuzzy. SBA Controle & Automação, 4(3), 95-115.

IEEE Power & Energy Society. (2013) Dynamic models for turbine-governors in power systems studies. Website Technical reports.

Maruyama, N. (2007) O método do lugar das raízes - Exemplos. Website EduUSP.

Menarin, H. A., Paiva, R. B., Silva, L. M., Schmitt, K. & Bühler, C. (2017) Aplicação de funções avançadas ao controle de velocidade na UHE Jirau. Curitiba.

Moher, D., Liberati, A., Tetzlaff, J. & Altman, D. G. (2019) The PRISMA Group. Preferred reporting items for systematic reviews and meta‐analyses: the PRISMA Statement. Open Medicine, 3(2):123‐130.

Novaes, C. E. B. (2012) Diagrama de lugar das raízes (Root-Locus). Universidade Bandeirante de São Paulo.

Ogata, K. (2010) Engenharia de controle moderno. Pearson Prentice Hall.

ONS. (2019) O que é o SIN. Website ONS. http://ons.org.br/paginas/sobre-o-sin/o-que-e-o-sin.

Alape, L. F. (2012) Uma metodologia para gestão de manutenção corretiva e baseada em condição aplicada em usinas hidrelétricas: uma abordagem usando raciocínio baseado em casos. Universidade de Brasília.

Reginatto, R. (2013) Sistemas de controle - evolução histórica. Editora Unioeste.

Reivax. (2016) Modelagem de controladores (RT e RV) no formato ANATEM. Florianópolis.

Santos, A. H. M., Bortoni, E. & Souza, Z. (1999) Centrais hidrelétricas - Estudos para implantação. Eletrobrás.

Santos, M. S. (2012) Modelagem dinâmica de turbinas hidráulicas axiais de dupla regulagem para estudos de estabilidade angular transitória em sistemas elétricos de potência. Universidade Federal da Itajubá.

SIEMENS. (2019) SIMATIC S7-300 - Proven multiple times!. Website Siemens. https://new.siemens.com/global/en/products/automation /systems/industrial/plc/simatic-s7-300.html.

SIEMENS. (2018) Transducer SICAM T. Website Siemens. https://w3.siemens.com/ smartgrid/global/en/products-systems-solutions/power-quality-measurements/digital-measurement-transducer/pages/sicam-t.aspx.

Souza, J. R. (2004) Modelagem e análise de sistemas de regulação de velocidade e potência de usinas hidrelétricas e um estudo de caso. Universidade Federal de Santa Catarina.

Voith, R. (2016) Regulador de velocidade digital - Manual de operação e manutenção. Editora São Paulo.

Yamashita, M. S. (2018) Relatório de estágio: Modernização do regulador de tensão da unidade geradora 4 da Usina Hidrelétrica Itá. Universidade do Sul de Santa Catarina.

Zancan, M. D. (2011) Controladores programáveis. Colégio Técnico Industrial (UFSM).

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Publicado

25/01/2022

Cómo citar

YAMASHITA, M. S. .; CAMPOS, L. F. F. de .; YAMASHITA, O. M. Sistemas de regulación de velocidad y potencia activa en plantas hidroeléctricas - breve revisión. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 2, p. e29111225326, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i2.25326. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/25326. Acesso em: 30 jun. 2024.

Número

Vol. 11 Núm. 2

Sección

Revisiones

Licencia

Derechos de autor 2022 Marcos Shigueo Yamashita; Luís Fernando Ferreira de Campos; Oscar Mitsuo Yamashita

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