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Pruebas de estatismo: por qué el ajuste de 3 a 7.5% es el más consecuente de la central.

El estatismo determina cuánto cambia la salida de la central ante una variación de frecuencia en la red. Mal ajustado, una sola unidad domina la respuesta primaria de frecuencia — o se niega a participar.

Estatismo de turbinas de gas — escalón de frecuencia ±300 mHz con respuesta de potencia activa, banda de estatismo 3–8% y banda muerta de ±30 mHz

Medición de campo GCE · Prueba de estatismo · Escalón de frecuencia y respuesta de potencia

La secuencia de prueba

Cuatro puntos de prueba distintos. Un valor medido de estatismo.

La prueba de estatismo pertenece a la familia de control de velocidad por unidad — una de aproximadamente once pruebas individuales en el marco mexicano, con agrupaciones comparables en otras jurisdicciones. La prueba produce un valor de estatismo medido directamente, validado contra el ajuste de placa del gobernador. Se ejecuta en cuatro variantes — cada una aísla un aspecto diferente de la respuesta.

/ Punto de prueba 01
Escalón ±0.05 Hz

Respuesta pequeña cerca del nominal

Referencia perturbada por una fracción de porcentaje. Respuesta de MW medida sobre una ventana de asentamiento de 10–20 segundos. Valida que el estatismo de señal pequeña coincide con el ajuste del gobernador.

Valida · Fidelidad del ajuste
/ Punto de prueba 02
Escalón ±0.2–0.5 Hz

Respuesta de señal grande

Referencia perturbada por un valor mayor. Respuesta de MW capturada. Valida que la relación de estatismo se sostiene en el rango de respuesta amplio — el gobernador no satura, el sistema de combustible entrega, el motor primario responde físicamente.

Valida · Autoridad del gobernador
/ Punto de prueba 03
Mín · Medio · Carga plena

Respuesta multi-punto operativo

Unidad cargada en varios niveles de salida a través de su rango operativo. La prueba de estatismo se repite en cada uno. Valida que el estatismo es consistente — no propiedad de un solo punto operativo.

Valida · Invarianza al punto operativo
/ Punto de prueba 04
Banda muerta ±0.03 Hz

Verificación de banda muerta

La mayoría de los códigos de red especifican una banda muerta de frecuencia — típicamente ±0.03 Hz — dentro de la cual el gobernador no responde. La prueba verifica que la banda muerta está bien ajustada: no tan angosta que la unidad persiga ruido, no tan amplia que ignore eventos legítimos.

Valida · Rechazo de ruido

El ajuste de estatismo del gobernador es un solo número — típicamente expresado en porcentaje. Aparece en la tabla de parámetros del gobernador junto a docenas de otros ajustes. Casi nunca es el parámetro estrella en el material de marketing de una central.

También es el parámetro que, más que cualquier otro, determina cómo se comporta esa central durante una excursión de frecuencia en la red — y por lo tanto cómo participa la central en mantener la estabilidad de todo el sistema interconectado.

Por qué 3% a 7.5% es la banda codificada

La mayoría de los códigos de red especifican una banda aceptable de estatismo para generación síncrona que participa en el mercado mayorista. La banda codificada es típicamente 3% a 7.5% — ese es el valor en el Código de Red 2.0 de México, y el mismo rango (a veces 2% a 8%) aparece en los estándares de confiabilidad de NERC, en el marco europeo de ENTSO-E, en la NTSyCS chilena, y en la mayoría de los demás sistemas regulados.

El límite inferior de 3% existe porque cualquier valor menor produce oscilaciones inestables inter-máquina. El límite superior de 7.5% existe porque cualquier valor mayor vuelve al gobernador efectivamente no-participativo en la respuesta primaria de frecuencia.

Dentro de esa banda, el operador de la central y el regulador tienen espacio legítimo de ingeniería para negociar el ajuste específico. La elección depende del motor primario, la respuesta del sistema de combustible, la sintonía del lazo de control y el punto operativo económico de la unidad. No hay una sola respuesta correcta dentro de la banda; hay respuestas equivocadas fuera de ella.

Cómo se ejecuta la prueba

La unidad se opera de forma estable en una salida conocida bajo control automático del gobernador. Se introduce un cambio controlado de set-point de frecuencia en la referencia del gobernador. Se registra la respuesta de potencia de la unidad. La razón entre el cambio de frecuencia y el cambio resultante de potencia (corregidos a valores nominales) entrega el estatismo medido.

Por qué esta prueba es el apoyo del regulador

El estatismo es uno de los pocos parámetros de la central que el regulador puede validar experimentalmente desde fuera de la central. El operador del sistema no puede verificar fácilmente que el régimen térmico declarado de una central coincida con el del dossier. Sí puede verificar el estatismo porque puede perturbar la referencia de frecuencia del gobernador y observar lo que hace la unidad. Eso convierte a la prueba de estatismo en uno de los puntos más rigurosamente revisados de la campaña en campo.

HRSG de cogeneraciónDonde la respuesta de estatismo encuentra los límites físicos del motor primario

Qué sale mal.

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El ajuste y el estatismo medido no coinciden

La lógica del gobernador tiene un factor de multiplicación o una conversión de unidades. El 5% mostrado resulta ser operativamente 6.2%. Cualquier dirección es un hallazgo que el regulador documenta.

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El sistema de combustible no entrega el cambio demandado

Restricciones de suministro de gas, alimentación de fuente única, o asimetría de motores de combustión. El estatismo medido queda degradado respecto al ajuste.

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Banda muerta mal ajustada

Una banda muerta de 0.1 Hz hace que la unidad no responda a un evento de 0.06 Hz en el que el regulador esperaba participación. La unidad parece no responder.

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Unidad en modo de control aislado

Algunas centrales corren gobernadores en modos que no responden a la frecuencia de la red. Es legal en ciertas categorías de mercado — pero debe declararse, no asumirse.

Un dossier de estatismo limpio significa que la central ha demostrado, con evidencia de resolución de milisegundos, que va a participar correctamente en la respuesta primaria de frecuencia cuando la red lo solicite. Esa demostración es el precio de operar en cualquier mercado mayorista regulado.

Verificar contra la regulación publicada

El rango codificado de estatismo (típicamente 3.0% a 7.5%), la banda muerta de frecuencia codificada (±0.03 Hz en el marco mexicano) y las magnitudes codificadas del escalón de prueba deben confirmarse contra el código de red vigente para la jurisdicción correspondiente (Manual de Operación en México, estándares de confiabilidad de NERC en EE.UU., Network Code de ENTSO-E en Europa, NTSyCS en Chile, etc.). Los valores usados en este artículo reflejan la práctica mexicana y la convención industrial amplia; las cifras codificadas precisas deben confirmarse en el manual de operación o procedimiento publicado equivalente.

¿Necesita pruebas de estatismo en una unidad acercándose a operación comercial?