Curva de carga. La función de una central eléctrica es suministrar energía a un gran número de consumidores

INTRODUCCIÓN

La función de una central eléctrica es suministrar energía a un gran número de consumidores. Sin embargo, las demandas de Consumidores varían de acuerdo con sus actividades. El resultado de esta variación en la demanda es que la carga en una central eléctrica nunca es constante, sino que varía de vez en cuando. La mayoría de las complejidades del funcionamiento moderno de las centrales eléctricas surgen de la inherente variabilidad de la carga requerida por los usuarios. Desafortunadamente, la energía eléctrica no se puede almacenar y, por lo tanto, la central eléctrica debe producir energía cuando y como se requiera para satisfacer los requerimientos de los consumidores. Por un lado, el ingeniero de potencia desearía que los alternadores en la central eléctrica funcionen a su capacidad nominal para obtener la máxima eficiencia y, por otro lado, las demandas de los consumidores tienen amplias variaciones. Esto hace que el diseño de una central eléctrica sea altamente complejo. En este capítulo, centraremos nuestra atención en los problemas de carga variable en las centrales eléctricas.

3.1 Estructura del Sistema Eléctrico de Potencia

• La función de una potencia eléctrica Sistema es conectar la central a las cargas de los consumidores

• La potencia demandada por los consumidores es suministrada por la central a través de las redes de transmisión y distribución. A medida que cambia la demanda de carga de los consumidores, la fuente de alimentación de la central eléctrica cambia en consecuencia.

3.2 Carga variable en la central eléctrica

• La carga en una central eléctrica varía de vez en cuando debido a las demandas inciertas de los consumidores y se conoce como carga variable en la estación.

Una central eléctrica está diseñada para satisfacer las necesidades de carga de los consumidores. Una carga ideal en la estación, desde el punto de apoyo del equipo necesario y la rutina de operación, sería una de magnitud constante y duración estable. Sin embargo, una carga constante en la estación nunca se realiza en la práctica. Los consumidores requieren su pequeño o gran bloque de energía de acuerdo con las demandas de sus actividades. De este modo, la demanda de carga de un consumidor en cualquier momento puede ser diferente de la del otro consumidor. El resultado es que la carga en la estación de energía varía de vez en cuando.

Efectos de carga variable. La carga variable en una central eléctrica introduce muchas perplejidades en su funcionamiento. Algunos de los efectos importantes de la carga variable en una central eléctrica son:

1. Necesidad de equipo adicional. La carga variable en una central eléctrica necesita tener equipo adicional. A modo de ilustración, considere una estación de vapor. El aire, el carbón y el agua son las materias primas de esta planta. Con el fin de producir potencia variable, se requerirá que el suministro de estos materiales se varíe de manera correspondiente. Por ejemplo, si la demanda de energía en la planta aumenta, debe ser seguida por el aumento del flujo de carbón, aire y agua a la caldera para satisfacer el aumento de la demanda. Por lo tanto, el equipo adicional tiene que ser instalado para realizar este trabajo. De hecho, en una moderna central eléctrica, hay mucho equipo dedicado enteramente a ajustar las tasas de suministro de materias primas de acuerdo con la demanda de energía que se hace en la planta.

1. Aumento del costo de producción. La carga variable en la planta aumenta el costo de la producción de energía eléctrica. Un alternador funciona con la máxima eficiencia cerca de su capacidad nominal. Si se utiliza un solo alternador, tendrá una eficiencia pobre durante períodos de cargas ligeras en la planta. Por lo tanto, en la práctica, se instalan una serie de alternadores de diferentes capacidades para que la mayoría de los alternadores puedan funcionar a casi plena capacidad de carga. Sin embargo, el uso de un número de unidades generadoras aumenta el costo inicial por kW de la capacidad de la planta, así como la superficie requerida. Esto conduce al aumento en el coste de producción de la energía.

3.3 Curvas de carga

La curva que muestra la variación de carga en la central con respecto al tiempo (w.rt) se conoce como curva de carga.

La carga en una central eléctrica nunca es constante; Varía de vez en cuando. Estas variaciones de carga durante todo el día (es decir, 24 horas) se registran a media hora o por hora y se representan gráficamente en función del tiempo en el gráfico. La curva así obtenida se conoce como curva de carga diaria, ya que muestra las variaciones de carga W.rt. Tiempo durante el día. Fig. 3.2. Muestra una curva de carga diaria típica de una central eléctrica. Está claro que la carga en la central eléctrica es variable, siendo máxima a las 6 P.M. en este caso. Se puede ver que la curva de carga indica de un vistazo el carácter general de la carga que se está imponiendo a la planta. Una representación tan clara no puede obtenerse de cifras tabuladas.

La curva de carga mensual puede obtenerse a partir de las curvas de carga diarias de ese mes. Para ello, se calculan los valores medios * de la potencia sobre un mes en diferentes momentos del día y luego se representan en el gráfico. La curva de carga mensual se utiliza generalmente para fijar las tasas de energía. La curva de carga anual se obtiene considerando las curvas de carga mensuales de ese año en particular. La curva de carga anual se utiliza generalmente para determinar el factor de carga anual.

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Importancia. Las curvas de carga diarias han alcanzado una gran importancia en la generación, ya que suministran fácilmente la siguiente información:

(I) La curva de carga diaria muestra las variaciones de carga en la central eléctrica durante diferentes horas del día.

(Ii) El área bajo la curva de carga diaria da el número de unidades generadas en el día. Unidades generadas / día = Área (en kWh) bajo curva de carga diaria.

(Iii) El punto más alto en la curva de carga diaria representa la demanda máxima en la estación ese día.

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