Desarrollo de un simulador de central hidroeléctrica conectada del Sistema de Interconexión Nacional (SIN), bajo las condiciones de restricción climatológica en territorio colombiano.

Abstract

Este trabajo presenta un simulador interactivo y didáctico de una central hidroeléctrica tipo embalse, tomando como referencia operacional la Central Hidroeléctrica Hidrosogamoso. El objetivo principal fue crear una herramienta que facilite el aprendizaje práctico sobre la conversión de energía hidráulica en eléctrica y su integración al Sistema de Interconexión Nacional (SIN), integrando cálculos, alarmas y visualización en tiempo real. La metodología se basó en una arquitectura modular en LabVIEW con cinco fases (embalse, conducción, turbina, generador y transformación/red). Cada fase implementa ecuaciones en SI (nivel-caudal-salto, pérdidas hidráulicas, potencias hidráulica/mecánica/eléctrica y potencia reactiva) y la regulación en AT mediante impedancia y TAP. Se programaron controles, indicadores y gráficos con historia para seguimiento temporal, y se diseñaron guías de laboratorio anexas para su uso docente.

Los resultados evidenciaron coherencia energética a lo largo de las fases, respuesta amable del sistema ante cambios de nivel y caudal, y activación correcta de alarmas en condiciones de borde. La regulación en alta tensión y el TAP mostraron su efecto directo en la tensión, las corrientes por unidad y los márgenes de operación; el tratamiento explicito de la potencia reactiva clarificó su relación con la potencia aparente y el factor de potencia. En cuanto a conclusiones, la descomposición modular con fundamentos físicos y validaciones cruzadas permite explicar por que el sistema se comporta como lo hace y aporta una base solida para enseñanza y entrenamiento. Como líneas de mejora se proponen incorporar dinámica de gobernador/AVR, compensación reactiva dedicada, mayor detalle de red y apartados específicos por tipo de hidroeléctrica, con el fin de ampliar las posibilidades de experimentación y transferencia de conocimiento.