EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DEL CONTROL AUTOMÁTICO DE GENERACIÓN (AGC) DEL SING E IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES DE MEJORAS EN SU SINTONIZACIÓN PARA GARANTIZAR UNA OPERACIÓN SEGURA

En este trabajo se presenta una evaluación del desempeño del Control Automático de Generación(AGC), aplicado al SING y bajo condiciones reales de operación. Bajo este análisis, se proponen mejorasen su sintonización para garantizar una operación segura del sistema.En una primera instancia se analiza en detalle el funcionamiento de la plataforma AGC utilizadapara la efectuar la regulación secundaria de frecuencia, mediante una descripción del esquema generalconstituido principalmente por el módulo de control de área, el módulo básico de seguimiento y elmódulo de control del PLC de la unidad. Asimismo, se explica el funcionamiento básico del SCADAque envía al AGC las señales de variables eléctricas tales como frecuencia, intercambios, reservas,entre otros, y recibe las consignas de potencia de cada unidad participando en el proceso. Asimismo,se levanta la información de las variables historizadas que almacena la plataforma, las cuales seránclaves para el desarrollo de una herramienta de desempeño del AGC.Posteriormente, se relatan los antecedentes generales que gatilló en la decisión de implementar unaplataforma AGC en el SING, mediante observación de estadísticas de generación y demanda histórica,desempeño del control manual de frecuencia y estudios de tasa de toma de carga de las unidades.Paralelamente, se recopilan los artículos de la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicioy se determina el BIAS del SING en base a caídas de frecuencia para fallas ocurridas durante unacierta ventana de tiempo y donde no hubo operación del EDAC. Dentro de este inciso se incluye elprograma de implementación de la plataforma AGC, donde se describen las etapas que lo conforman:recopilación de antecedentes, levantamiento de información técnica, ingeniería básica y de detalles,implementación, operación y mantenimiento. En particular, a partir de la ingeniería básica y de detalles,surge el listado de unidades que participarán en el CSF y los requerimientos técnicos del sistemaque se requieren cumplir en la operación real del AGC.En una tercera etapa se define el proceso de sintonización de la plataforma, consistente en determinaciónde los parámetros propios del esquema de control del módulo. Este proceso de sintonizaciónse subdivide en la verificación de mediciones, sintonización sistémica y sintonización de unidadeshabilitadas. A partir de la experiencia otorgada en el Coordinador, se hizo un levantamiento de todoslos parámetros de sintonización de la plataforma, indicando la justificación de su valor. Asimismo, seregistró la experiencia realizada, con los inconvenientes sistémicos y propios de las unidades ocurridosen tal ocasión. Una vez que se obtuvo la información relevante en la plataforma y su proceso desintonización, se procede a evaluar el desempeño en tiempo real de ella. Para ello, se confecciona unaherramienta de desempeño mediante un código desarrollado en lenguajeVisualBasic, que utiliza como entrada las variables historizadas almacenadas en la web del SCADA y que brinda una serie de gráficosen tiempo real de variables de interés tales como frecuencia, ACE, generación de las unidades, rampasde cargas, reservas, etc.; de esta manera se requiere determinar si la plataforma opera adecuadamentebajo los requerimientos mencionados anteriormente. Este desempeño es acotado a cinco escenariosde operación distintos, donde en cada uno de ellos ocurre una desconexión intempestiva de una unidadde generación de gran potencia.Dentro de la evaluación como tal, se determina que el AGC opera de forma adecuada en los cincocasos, estando encendido sin anormalidades y en control CFC, tal como se esperaba. De igual modo,la frecuencia del sistema se mantuvo en los rangos establecidos por la norma durante el tiempo exigidopor ella. Con respecto a las unidades habilitadas, se extrae que la unidad Cochrane 2 presentaproblemas en el control primario de frecuencia, entrando en condición de pausa al momento de ocurrirlas fallas. En cuanto a la tasa de toma de carga del sistema, se infiere que esta variable cumplecon el requerimiento sistémico siempre y cuando esté trabajando la unidad U16 en AGC, dado quees la unidad que brinda mayor flexibilidad al sistema. En caso de que no esté disponible esta unidad,el sistema corre el peligro de no poder regular tempranamente la frecuencia frente a una falla defrecuencia. Finalmente, las anormalidades más recurrentes observada durante escenarios de estudiofueron los cambios de estado remoto a local de las unidades y las fallas por telemetría, por lo que serecomienda tener una buena coordinación entre despachadores de la unidad y del control centralizado.Como propuestas de mejora, se propone ingresar una unidad flexible al AGC, que pueda trabajaren CSF cuando no se encuentre la unidad U16 y que aporte en reserva cuando no se encuentre disponiblelas unidades de la central Angamos y Cochrane. Además, se propone revisar el CPF de la unidadCochrane de tal manera que éste no cause problemas una vez que ocurra una falla. En cuanto a lasintonización como tal, Se propone mantener los parámetros sistémicos y de unidades dado que muchosfueron incluidos por defecto y otros son propios de las unidades. En cuanto al BIAS, se proponeactualizar su valor, realizando nuevamente mediciones estadísticas de caídas de frecuencia cuando noopera el EDAC.
 This work presents an evaluation of the performance of the Automatic Generation Control (AGC),applied to the SING and under real operating conditions. Under this analysis, improvements in its tuningare proposed to guarantee a safe operation of the system.In a first instance, the operation of the AGC platform used to perform the secondary frequencyregulation is analyzed in detail, by means of a description of the general scheme constituted mainlyby the area control module, the basic tracking module and the control module of the PLC of the unit.Likewise, it explains the basic operation of the SCADA that sends to the AGC the signals of electricalvariables such as frequency, exchanges, reserves, among others, and receives the power slogans of eachunit participating in the process. Likewise, the information of the historicized variables stored by theplatform is collected, which will be key for the development of an AGC performance tool.Subsequently, the general background that triggered the decision to implement an AGC platformin the SING is reported, by observing historical generation and demand statistics, performance of manualfrequency control and studies of the unit’s charge-taking rate. At the same time, the articles ofthe Technical Standard on Safety and Quality of Service are compiled and the BIAS of the SING isdetermined based on frequency drops for faults that occurred during a certain time window and wherethere was no EDAC operation. Within this subsection, the implementation program of the AGC platformis included, where the stages that comprise it are described: background compilation, technicalinformation gathering, basic and detail engineering, implementation, operation and maintenance. Inparticular, from the basic and detail engineering, there is a list of units that will participate in the CSFand the technical requirements of the system that must be met in the real operation of the AGC.In a third stage, the tuning process of the platform is defined, consisting in determining the parametersof the control scheme of the module. This tuning process is subdivided into the verificationof measurements, systemic tuning and tuning of enabled units. Based on the experience given by theCoordinator, a survey was made of all the tuning parameters of the platform, indicating the justificationof its value. Likewise, the experience was registered, with the systemic inconveniences and typical ofthe units that occurred on that occasion.Once the relevant information has been obtained in the platform and its tuning process, we proceedto evaluate the performance in real time of it. To do this, a performance tool is created using a code developedin the VisualBasic language, which uses as input the historical variables stored on the SCADA website and which provides a series of real-time graphics of variables of interest such as frequency,ACE, generation of units, loading ramps, reservations, etc .; In this way it is necessary to determine ifthe platform operates properly under the requirements mentioned above. This performance is limitedto five different operating scenarios, where an untimely disconnection of a large power generation unitoccurs in each of them.Within the evaluation as such, it is determined that the AGC operates properly in all five cases,being switched on without abnormalities and in CFC control, as expected. Similarly, the frequencyof the system remained within the ranges established by the standard during the time required by it.Regarding the enabled units, it is extracted that the Cochrane 2 unit presents problems in the primarycontrol of frequency, entering a condition of pause at the time of the occurrence of the faults. Regardingthe system’s charge-taking rate, it is inferred that this variable complies with the systemicrequirement as long as unit U16 is working in AGC, since it is the unit that provides the system withmore flexibility. In case this unit is not available, the system runs the risk of not being able to regulatethe frequency early against a frequency failure. Finally, the most recurrent abnormalities observedduring study scenarios were changes from remote to local state of the units and faults by telemetry, soit is recommended to have a good coordination between dispatchers of the unit and centralized control.As proposals for improvement, it is proposed to enter a flexible unit to the AGC, that can work inCSF when the U16 unit is not found and that it contributes in reserve when the units of the Angamosand Cochrane power plant are not available. In addition, it is proposed to revise the CPF of the Cochraneunit in such a way that it does not cause problems once a failure occurs. In terms of tuning as such,it is proposed to maintain the systemic parameters and units since many were included by default andothers are specific to the units. As for the BIAS, it is proposed to update its value, performing againstatistical measurements of frequency drops when the EDAC does not operate.