Flujo de cargas

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FLUJO DE CARGAS

FLUJO DE CARGAS EN UN SISTEMA ELECTRICO DE POTENCIA

El cálculo y análisis del flujo de potencias en la red de un Sistema Eléctrico de Potencia (SEP) es uno de los aspectos más importantes de su comportamiento en régimen permanente. Consiste en determinar los flujos de potencia activa y reactiva en cada línea del sistema y las tensiones en cada una de las barras, paraciertas condiciones preestablecidas de operación.
 
Hasta el año 1950, el cálculo del flujo de potencias (CFP) se realizaba utilizando principalmente los Analizadores de Redes de Corriente Alterna (ARCA) y en algunos casos, los Analizadores de Redes de Corriente Contínua (ARCC) que corresponden a una simulación a escala del Sistema real. En la actualidad, el CFP se realiza fundamentalmente,utilizando los computadores digitales por las grandes ventajas que éstos presentan respecto a los analizadores de redes.
 
El análisis del flujo de potencias (AFP) permite:
 
• Programar las ampliaciones necesarias del SEP y determinar su mejor modo de operación, teniendo en cuenta posibles nuevos consumos, nuevas líneas o nuevas centrales generadoras.

• Estudiar los efectos sobre ladistribución de potencias, cuando se producen pérdidas temporales de generación o circuitos de transmisión.

• Ayudar a determinar los programas de despacho de carga para obtener un funcionamiento óptimo.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA BÁSICO.

Considérese el SEP elemental de dos barras de la Figura

[pic]

Las potencias complejas netas de las barras 1 y 2 son:
 
[pic]donde:

[pic]: Potencias complejas netas de las barra 1 y 2 respectivamente, representadas como fuentes de potencia activa y reactiva, que corresponden a la Potencia Generada menos la Potencia Consumida.

[pic]: Flujo de potencia compleja que van desde la barra 1 a la barra 2 y viceversa
 

Si la línea se representa por su circuito ( nominal se puede dibujar el circuito equivalentepor fase de la Figura, donde las potencias netas se han dibujado como fuentes de potencia activa y reactiva
 
[pic]
 
A partir de esta figura se puede escribir:
 
[pic]
 
Estas ecuaciones, que relacionan las tensiones con las potencias activas y reactivas, presentan las siguientes características.
 
• Son algebraicas y no lineales
• La frecuencia no aparece en formaexplícita porque se la supone constante
• El sistema de cuatro ecuaciones, tiene 12 variables en total: PG1, PG2, QG1, QG2, PC1, PC2, QC1, QC2, V1, (1, V2, (2, por lo que no es posible obtener una solución para ninguna de ellas a menos que se reduzca el número de incógnitas, fijando de antemano algunas variables.
 
En relación a esto último, una forma posible de resolver el problema esla siguiente:
 
• A partir de los datos del consumo suponer conocidas e independientes del voltaje, las potencias de las cargas PCi, QCi, con i = 1,2.

• Fijar a priori dos variables de generación PG2 y QG2 por ejemplo. No se pueden fijar las cuatro variables de generación debido a que las pérdidas en el sistema no son conocidas inicialmente.

• Fijar el módulo y ángulo de latensión en barra 1; es decir; suponer conocidos V1, (1. En particular, puede tomarse esta tensión como referencia, o sea, (1=0
 
En estas condiciones, las variables que quedan son: PG1, QG1, V2, (2, en el sistema de cuatro ecuaciones.

MODELO DE REPRESENTACIÓN DEL SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA

 
Teniendo presente el análisis del problema básico y con el objeto de establecer unprocedimiento general para el CFP, es necesario considerar lo siguiente:
 

1 Tipos de Barras

 
Asociados a cada barra p de un SEP existen cuatro variables, Pp; Qp; Vp; (p. Según las variables conocidas y desconocidas, las barras se clasifican en los siguientes grupos:
 
- Barras de Carga (Barras P-Q): Pp y Qp están especificadas; Vp y (p son las incógnitas
 
- Barras de tensión controlada...
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