Herramienta software para el diseño automático de controladores hx para micro y pequeñas centrales hidroeléctricas

Abstract

Debido a la creciente necesidad de explotar recursos hidroeléctricos como alternativas de generación de energía eléctrica y a la gran dificultad con que se pueden regular estos sistemas de control, es de gran utilidad el desarrollo de herramientas computacionales de diseño de reguladores que cumplan con ciertos objetivos de desempeño y robustez. Dicha dificultad en el ajuste de los reguladores de turbinas hidráulicas se debe principalmente a las características dinámicas de la turbina en sí y al circuito hidráulico asociado: es un sistema de fase no mínima; y, además, la estabilización del servomotor que acciona el distribuidor de la turbina introduce dificultades adicionales. Por tales razones, en este trabajo de grado se diseña una herramienta software con la habilidad de calcular automáticamente los parámetros de controladores robustos de turbinas hidráulicas con capacidades de generación inferiores a 10MW. La herramienta sirve como una solución práctica y eficaz a la laboriosa tarea de diseñar un controlador diferente para cada tipo de turbina, de generador y diferentes parámetros y condiciones de la planta. Para ello se utiliza la técnica de control robusto , con el fin de garantizar buen desempeño y robustez en el sistema de generación y realizar de manera automática, el ajuste del regulador. El procedimiento se basa en el uso de modelos matemáticos lineales del sistema controlado. Los parámetros del controlador son obtenidos a partir del empleo de la función hinfopt de MATLAB y la definición de las funciones de ponderación para garantizar estabilidad y rendimiento en todo el rango de operación. Los resultados de la simulación de tres unidades generadoras sujetas a variaciones de los parámetros manifiestan la exactitud y la eficacia de los controladores robustos obtenidos.