27 septiembre 2010

Operación flexible de las turbinas de combustión en una red de distribución robusta

Volvemos a abordar en un nuevo artículo la integración de sistemas de gestión distribuida en las redes de distribución. Se trata de una cuestión actualmente en auge como consecuencia del incremento de fuentes renovables que se vienen conectando a las redes de distribución convencionales.

Los grandes generadores, tales como las plantas nucleares y de carbón, se diseñaron tradicionalmente para un suministro de energía de carga base. Cuando los recursos renovables han entrado en servicio, las plantas de carbón en Estados Unidos han cambiado a plantas de carga intermedia, y muchas plantas de carga intermedia, y muchas plantas de ciclo combinado, también originalmente diseñadas como carga base, las plantas de ciclo combinado tienen dos ciclos diarios: La planta se lleva online para el pico de la mañana, se apaga o trabaja en un ciclo reducido, y luego arranca para suministrar energía a la carga de la tarde.

Otro factor decisivo en las plantas de ciclo combinado es que su destino está íntimamente ligado al precio del gas natural. Es por ello que muchas plantas sólo son operadas durante las horas pico de los meses de verano.

Las opciones de proporcionar apoyo o reserva para la generación renovable son pocas, y todas son caras. A veces la compra de energía puede superar el déficit. Algunos suministradores de electricidad han incorporado pequeños motores recíprocos o turbinas de gas de un solo ciclo con el único propósito de estabilizar la red y como energía de apoyo a las fuentes renovables.

Una solución al problema

Una solución interesante es una planta de gas con capacidad de arranque rápido que responda a las emergencias del sistema, con rápida respuesta a las cargas, permanece cerca de la eficiencia del punto de diseño. Otra alternativa es usar plantas de pequeños motores recíprocos, pero no es tan eficiente cuando se consideran cientos de megavatios. Las turbinas de combustión existentes pueden tener un rango de funcionamiento alrededor del 50 % de la carga, pero su eficiencia térmica cae y las emisiones contaminantes crecen con rapidez.

Alston ha desarrollado una Low Load Operation Capability (LLOC) para sus plantas de ciclo combinado KA24 y KA26 KA24 que se basan en la turbina de combustión de secuencia avanzada GT24/GT26. La LLOC permite a las plantas operar con cargas de menos del 25 % mientras mantienen la operación del lado del vapor de la planta con respecto a la eficiencia de la planta. El resultado es una planta que no solamente evita la necesidad de apagar la planta en el evento de un arranque en la mañana sino que también quedan listos para proporcionar una reserva de generación. C.omo beneficio añadido, esta planta mantiene mayor eficiencia en cargas parciales.

Las ventajas de este diseño para los operadores de redes de distribución son las siguientes:

• La planta puede ser operada a muy bajas cargas durante la operación nocturna.
• Se evita la necesidad de turbinas de combustión, eliminando las penalizaciones incurridas por cada arranque/parada de las turbinas de combustión.
• Los niveles de las emisiones de planta son similares a los de la carga base y están dentro de los requerimientos típicos.
• Se produce un ahorro en el consumo de energía

Bibliografía: Flexible Turbine Operation Is Vital for a Robust Grid. POWER September 2010
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