Análisis del efecto de las incertidumbres sobre el sistema de regulación de velocidad de una central hidroeléctrica

RESUMEN

A partir de los resultados obtenidos de los ensayos en modelo de las turbinas de Salto Grande, se observó que, debido a la incertidumbre con que se miden las diferentes magnitudes significativas en la operación de la central hidroeléctrica, el rendimiento de la turbina sería menor que el correspondiente a la combinatoria, es decir, al que resultaría de la combinación óptima de ángulo de pala y apertura del distribuidor. Se consideraron reducciones en la incertidumbre del salto neto de 50 cm a menos de 1 cm y en la medición del ángulo de pala de 0.4° a 0.11°. En virtud de estas reducciones de la incertidumbre de la medición, el rendimiento mínimo de cada turbina se incrementaría hasta en 0.78%, mientras que el rendimiento medio podría hacerlo hasta en 0.39%. Estos incrementos en el rendimiento podrían dar lugar a un aumento en el orden de los 3,5 millones de dólares en el ingreso anual de producción, siendo los principales aportes la reducción de la incertidumbre en la medición del salto neto y del ángulo de pala. Puesto que el error aleatorio en la medición del ángulo de pala del rotor podría ser elevado, incluso reduciendo la incertidumbre en el salto se podría tener rendimientos aún menores a los estimados previamente. En caso de reducir la incertidumbre en la fijación del ángulo de pala entre 1 ° y 0.1 ° se podría esperar un incremento en los ingresos, por venta al sistema de margen izquierda, de 1.4%.

ABSTRACT

After performing tests on the model turbines of Salto Grande, it was observed that, due to the uncertainty in measuring different significant magnitudes in the operation of the hydroelectric plant, the turbine performance would be lower than that corresponding to the combinatorial approach. This means it would be lower than the one resulting from the optimal combination of blade angle and distributor opening. Reductions in the uncertainty of the net head from 50 cm to less than 1 cm and in the measurement of the blade angle from 0.4° to 0.11° were considered. Due to these reductions in measurement uncertainty, the minimum performance of each turbine could increase by up to 0.78%, while the average performance could increase by up to 0.39%. These performance increases could lead to an annual production income increase on the order of 3,5 million dollars, with the main contributions coming from the reduction in the uncertainty of the net head and the blade angle measurement. Since random error in the measurement of the rotor blade angle could be high, even with a reduction in the uncertainty of the net head, performances could still be lower than previously estimated. In case of a reduction in the angle blade uncertainty from 1° to 0.1° and increase in the income of about 1.4% could be obtained.

KEYWORDS:

• Hidráulica
• operación
• hidráulicas
• metrología
• condición

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the author(s).

Agradecimientos

Agradecemos a la Comisión Técnica Mixta de Salto Grande habernos dado la oportunidad de llevar adelante los trabajos que permitieron obtener los resultados que se presentan en este artículo.

Asimismo, deseamos agradecerles a los ingenieros Ignacio Texeira, Aníbal Tissoni y David Geinsenblosen por los enriquecedores intercambios en innumerables reuniones.