Identificación de turbinas de vapor de centrales térmicas de carbón

Abstract

Los generadores síncronos están equipados con dos sistemas de control: el control frecuencia-potencia activa y el control tensión-potencia reactiva. El control frecuencia-potencia activa controla la potencia suministrada por el motor primario para mantener constante la frecuencia del sistema. El comportamiento de control frecuencia-potencia activa de los generadores síncronos depende de la respuesta del motor primario que en centrales térmicas es la turbina vapor. La caracterización de la respuesta de una turbina de vapor se realiza mediante un modelo matemático dinámico no lineal. La construcción del citado modelo matemático se realiza mediante el proceso de identificación El objetivo del presente proyecto fin de grado es la identificación de una turbina de vapor de una central térmica de carbón de 550 MW a partir de medidas reales El proceso de identificación de sistemas comprende cuatro etapas: Propuesta de modelo, Propuesta de ensayos, Estimación de parámetros del modelo, Validación del modelo

La primera, es la realización de un estudio de los diferentes modelos de las turbinas de vapor, para conocer su comportamiento y los distintos controles que la regulan, en este caso se van a estudiar los parámetros de tiempo y las ganancias para la estabilidad del sistema. Una vez finalizado dicho estudio se identificará el sistema, y se estimaran los parámetros necesarios. Para ello es necesario el diseño de un programa con un proceso iterativo que aproxime la potencia de carga dada a la demanda de potencia, para así obtener una estimación de los parámetros de la turbina. Se tomarán los datos proporcionados por la identidad colaboradora, que son: demanda de potencia, potencia de carga, tiempo y velocidad, en algunos casos también se tendré datos de presión de la turbina. Una vez estimados los parámetros y escogido los parámetros más lógicos, se validará la estimación

Synchronous generators are equipped with two control systems: frequency control - active power and voltage control - reactive power. The active power-frequency control controls the power supplied by the primary motor to keep the frequency of the system constant. The active power-frequency control behaviour of synchronous generators depends on the response of the primary motor, which in thermal power stations is the steam turbine. The characterisation of the response of a steam turbine is carried out using a non-linear dynamic mathematical model. The construction of this mathematical model is carried out by means of the identification process The objective of this end-of-grade project is the identification of a steam turbine for a 550 MW coal-fired power plant from actual measurements. The system identification process comprises four stages: Model proposal, Test proposal, Estimation of model parameters, Model validation.

The first is a study of the different models of steam turbines, in order to know their behaviour and the different controls that regulate them. In this case, the time parameters and the gains for the stability of the system will be studied. Once this study has been completed, the system will be identified and the necessary parameters will be estimated. For this, it is necessary to design a program with an iterative process that approximates the given load power to the power demand, in order to obtain an estimate of the turbine parameters. The data provided by the collaborating identity will be taken, which are: power demand, load power, time and speed, in some cases there will also be pressure data of the turbine. Once the parameters have been estimated and the most logical parameters have been chosen, the estimate will be validated.