Diseño de un sistema decontrol de control de frecuencia para frecuencia para una nano hidroeléctrica

Abstract

En el presente trabajo, se diseña un sistema de regulación de frecuencia, para una instalación nano hidrogeneradora, montada en el Lab. GERA de la Fac. de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Oriente. El diseño está concebido para trabajar con una turbinas de acción tipo Pelton . Esta instalación, al igual que la mayoría de las pequeñas centrales hidroeléctricas instaladas en las regiones montañosas de Cuba, opera en régimen aislado. Las pequeñas instalaciones que operan en régimen aislado presentan inestabilidad en la frecuencia y tensión generada por variación de carga demandada por los usuarios y en el caso de la nano instalación instalada en el Lab. GERA presenta la particularidad de que trabaja conjuntamente con otras fuentes de energía renovable formando un sistema híbrido. Para garantizar el correcto funcionamiento de la instalación se ha implementado un sistema de regulación de frecuencia por variación de caudal de agua. El principio de trabajo del regulador se basa en la variación del caudal de agua en dependencia de la demanda de la carga; el regulador mide la frecuencia y la compara con una referencia y en caso de la presencia de error el regulador actúa, mediante un motor reversible, sobre una electroválvula encargada de la regulación del caudal de agua. De este modo se mantiene la velocidad del rotor del alternador y por consiguiente la frecuencia en su valor nominal.

In the present paper, we designed a system of regulation of frequency, for a nano hidrogeneradora, mounted in GERA Lab of the Faculty of Mechanical Engineering, University of Oriente. The design is designed to work with one type of action Pelton turbines. This facility, like most small hydro installed in the mountainous regions of Cuba, operates under vacuum. Small isolated operating system present instability in the frequency and voltage generated by variation in load demand by users for the facility installed in the nano GERA Lab presents the particularity that works in conjunction with other energy sources renewable forms a hybrid system. To ensure the proper functioning of the facility has implemented a system of regulation by frequency variation of water flow. The working principle of the regulator is based on the change of water flow depending on the demand of the load, the controller measures the frequency and compared with a reference and in case of error of the regulator acts through a motor reversible, a valve on the charge of regulating water flow. This follows the rotor speed of the alternator and hence the frequency at its nominal value.