Qué son as formas de regulación da frecuencia eléctrica

A regulación da frecuencia (Frequency Regulation) é unha tarefa esencial nos sistemas eléctricos, destinada a manter a estabilidade da frecuencia da rede. A frecuencia dun sistema eléctrico xeralmente debe mantense dentro dun rango específico, como 50 Hz ou 60 Hz, para asegurar o funcionamento correcto de todo o equipo eléctrico. Aquí están varios métodos comúns de regulación da frecuencia:

1. Control de Frecuencia Primario

Principio: O control de frecuencia primario lograse mediante a axuste automático da potencia de saída das unidades xeneradoras a través dos seus gobernanos para responder a desvíos de frecuencia a curto prazo.

Aplicación: Adequado para resposta rápida a cambios de carga a curto prazo.

Operación: Os gobernanos axustan automaticamente o fluxo de vapor ou auga aos turbinas en función dos desvíos de frecuencia, cambiando así a potencia de saída do xerador.

2. Control de Frecuencia Secundario

Principio: O control de frecuencia secundario axusta adicionalmente a potencia de saída das unidades xeneradoras, baseándose no control de frecuencia primario, utilizando sistemas de Control Automático de Xeración (AGC) para restaurar a frecuencia ao seu punto de conxunto.

Aplicación: Adequado para o control de frecuencia a medio prazo.

Operación: Os sistemas AGC axustan automaticamente a potencia de saída das unidades xeneradoras en función dos desvíos de frecuencia e do Erro de Control de Área (ACE).

3. Control de Frecuencia Terciario

Principio: O control de frecuencia terciario optimiza a potencia de saída das unidades xeneradoras para despacho económico, baseándose no control de frecuencia secundario, para minimizar os custos de xeración.

Aplicación: Adequado para o control de frecuencia a longo prazo e despacho económico.

Operación: Algoritmos de optimización determinan a potencia de saída óptima para cada unidade xeneradora para lograr a estabilidade de frecuencia e a minimización de custos.

4. Regulación de Frecuencia Usando Sistemas de Almacenamento de Enerxía (ESS)

Principio: Os sistemas de almacenamento de enerxía poden cargar ou descargar rapidamente para proporcionar ou absorber potencia, axudando a manter a estabilidade de frecuencia.

Aplicación: Adequado para resposta rápida e regulación de frecuencia a curto prazo.

Operación: Os sistemas de almacenamento de enerxía usan conversores electrónicos de potencia (como inversores) para responder rapidamente aos cambios de frecuencia e proporcionar o apoio de potencia necesario.

5. Xestión da Demanda (DSM)

Principio: A DSM implica incentivar aos usuarios para que axusten o seu consumo de electricidade para axudar a manter a estabilidade de frecuencia da rede.

Aplicación: Adequado para o control de frecuencia a medio prazo.

Operación: Senales de prezo, mecanismos de incentivo ou tecnoloxías de redes intelixentes guían aos usuarios para reducir o consumo durante as horas pico e aumentar o consumo durante as horas valle.

6. Regulación de Frecuencia Usando Fontes de Enerxía Renovables (RES)

Principio: Utilizar as capacidades de resposta rápida das fontes de enerxía renovables (como o vento e a solar) para proporcionar servizos de regulación de frecuencia a través de conversores electrónicos de potencia (como inversores).

Aplicación: Adequado para resposta rápida e regulación de frecuencia a curto prazo.

Operación: Os inversores axustan rapidamente a potencia de saída das fontes de enerxía renovables para responder aos cambios de frecuencia.

7. Xerador Sincrónico Virtual (VSG)

Principio: Simular as características dinámicas dos xeradores sincrónicos para permitir que as fontes de potencia distribuídas (como inversores) proporcionen capacidades de regulación de frecuencia.

Aplicación: Adequado para a regulación de frecuencia en fontes de potencia distribuídas e microredes.

Operación: Algoritmos de control fan que os inversores imiten o comportamento dos xeradores sincrónicos, proporcionando inercia e apoio na regulación de frecuencia.

8. Arranque Negro

Principio: Restaurar a operación da rede após un apagón completo usando unidades xeneradoras predeterminadas para asegurar a estabilidade de frecuencia.

Aplicación: Adequado para a recuperación da rede e situaciones de emerxencia.

Operación: Predesignar certas unidades xeneradoras como fontes de arranque negro, que se inicien primeiro durante a recuperación da rede, gradualmente restaurando outras unidades xeneradoras e cargas.

Resumo

A regulación de frecuencia é un medio crítico para asegurar a estabilidade da frecuencia da rede e pode lograse mediante diversos métodos. O control de frecuencia primario e secundario son métodos básicos adecuados para diferentes escalas temporais de control de frecuencia. Os sistemas de almacenamento de enerxía, a xestión da demanda e a regulación de frecuencia con enerxía renovable proporcionan medios flexibles para resposta rápida e regulación de frecuencia a curto prazo. Os xeradores sincrónicos virtuais e o arranque negro xogan roles importantes en escenarios específicos.