Estabilidad Transitoria Pi

ESTABILIDAD

Tema 3. Estabilidad de los Sistemas Eléctricos de Potencia
1.
2.

Introducción
Conceptos básicos
1.
2.
3.
4.

3.
4.
5.

El problema de la estabilidad.
Limites de la estabilidad
Análisis de la estabilidad transitoria
1.
2.

6.

Modelos de la máquina sincrónica
Modelos de los sistemas de excitación de la máquina sincrónica
Modelos de los gobernadoresModelos de las cargas

Sistema de ecuaciones de la máquina sincrónica.
Métodos de solución
1.

8.

Criterio de áreas iguales
Ecuación del penduleo. Métodos de solución de la ecuación de
penduleo

La máquina sincrónica y sus sistemas de control
1.
2.
3.
4.

7.

Concepto de estabilidad
Generador barra infinita
Característica potencia-ángulo
Clasificacion

Sistema multimáquinasMétodos para mejorar la estabilidad transitoria

INTRODUCCION
•
•
•
•

Para todo instante se debe cumplir un
equilibrio de energía, es decir:
TM 1 ·W1 TM 2 ·W2

E1

Control de
admisión 1

i excit 1

PM1

E2

PM2

w
M1

Como la energía eléctrica no se puede
almacenar,
la
energía
mecánica
suministrada al sistema eléctrico debe ser
en cada instante igual a la que seutiliza
más las pérdidas. Luego se debe cumplir en
cada instante, lo siguiente:

w
M2
PG1

PG2

V1

V2

P12
PD1

Control de
admisión 2

i excit 2

P21
PD2

•
Pmec.1 Pmec2 Pérdidas mec. PG1 PG 2 PD1 PD 2 Pérdidas eléctricas
•
•
Si la potencia total de demanda disminuye,
• Dependiendo de la magnitud de
los rotores de los generadores y turbinas
estos cambios odesequilibrios de
tienden a acelerarse, puesto que la potencia
potencia, el sistema puede alcanzar
total mecánica es mayor que la potencia
un nuevo estado estable de
eléctrica total generada. En caso contrario,
funcionamiento o mantenerse en el
si la potencia mecánica disminuye y la
potencia eléctrica demandada es mayor que
estado original, o bien, nunca lograr
la total generada, las máquinasgeneradoras
un equilibrio estable (inestabilidad);
tienden a frenarse.

2.- Conceptos Básicos
Estabilidad de un sistema de potencia:
Es la capacidad del sistema para restablecer su
estado inicial o uno cercano a él después de
cualquier perturbación, es la condición
principal para lograr una operación confiable.
Barra infinita.
Es aquella que tiene conectada una fuente de
voltaje conuna impedancia de Thevenin en
serie, interpretándose que esta barra está
alimentada por un generador de impedancia
nula, momento de inercia infinitamente grande
y capacidad ilimitada para suministrar
potencia.
'

• Sincronismo.- Se dice que los rotores de
dos o más máquinas sincrónicas
interconectadas están en sincronismo
cuando los voltajes y corrientes de los
estatores de las máquinasestán a la
misma frecuencia y la velocidad mecánica
de los rotores está sincronizada con la
frecuencia

Característica
potencia-ángulo.
generador barra infinita

.

'

Sistema

Ecuación de la potencia activa en el sistema generador-barra infinita
S
I
I
I

EI
EV
Xt

(1)
(2)

E

V0
90

Xt
E

Xt

(3)

-V
90

0

(4)

Sustituyendo ( 4) en (1)
S
S
SE

(E
Xt

-V )
90

E 2 E V (cos
- jX t
jE 2

jE V (cos
Xt

E2 EV
Xt
90

jsen )
jsen )

E 2 E V (cos
j
Xt
jE 2

jE V cos
Xt

jsen )
E V sen )

E 2 E V cos
j
Xt

S

EV
sen
Xt

P

EV
sen
Xt

Q

E 2 E V cos
Xt

Fórmula para calcular la potencia
eléctrica que entrega el generador

(5)
(6)

4.2.3 Característica potencia activa-ángulo

PˆVE
Pe
xt

'

'

0

Pe

o

90

o

180

EV
senδ
Xt

Pe : Potencia e léctrica e ntregadap or e l generador
V : Voltaje o tensión e n la b arra infinita
E : fem d etrás d e la r eactancia transitori d el generador
a
X t : r eactancia total
: ángulo e ntre E y V

(5)

Clasificación de la estabilidad
Estabilidad
Estabilidad
del ángulo

Capacidad para mantener...