Estudio del compensador estático de reactivos en el análisis de sistemas eléctricos de potencia

Ing. Walter Ruiz Porras Instituto Universitario de Tecnología Agro Industrial Electrónica Industrial.

Estudio del Compensador Estático de Reactivos en el análisis de Sistemas Eléctricosde Potencia
Mayo, 2011
Resumen— El objetivo de este trabajo consiste en estudiar, modelar y simular de forma pormenorizada un Compensador Estático de Reactivos (SVC), en el análisis de flujo de un Sistema Eléctrico de Potencia (SEP). Se describe la estructura y funcionamiento del SVC, el modelo matemático de los tipos de SVC atendiendo a su control, modelos matemáticos del SVC en estadoestacionario y el modelo del ángulo de disparo del SVC. Se citan aplicaciones del SVC (en estado estacionario y transitorio). Se muestran los resultados alcanzados al aplicar un SVC en el sistema de 9 barras de la IEEE en estado estacionario utilizando la versión educativa del Simulador Power World. La instalación del SVC y su simulación se realizó en Matlab y con el software Power System AnalysisToolbox (PSAT).

Palabras Claves—SVC, estado estacionario, estado transitorio y Simulador.
INTRODUCCIÓN
L
os sistemas eléctricos de potencia, desde hace varios años, han comenzado un período de cambio acelerado, debido principalmente a la incorporación de sistemas electrónicos de potencia controlados por microprocesadores y también por el avance en los sistemas decomunicación. Las nuevas tecnologías Sistemas de Transmisión Flexibles de Corriente Alterna (FACTS) tienen como objetivo principal mejorar y flexibilizar la operación del sistema eléctrico. El SVC es uno de estos elementos. Su principal aplicación ha sido la de proveer control de tensión, ya sea a través de manter los perfiles de tensión dentro de las bandas permitidas, o bien, a través de laprovisión de una reserva rápida, en caso de contingencias y fenómenos transitorios. Su utilización repercute, de esta forma en una mejora en la seguridad de todo el sistema.
Los Compensadores Estáticos de Reactivos (SVC) corresponde a los dispositivos FACTS, que proporcionan una solución adecuada a los problemas de estabilidad de tensiones y de descongestión de la red de transmisión, constituyendo a suvez, una alternativa económicamente eficiente frente a las inversiones en nuevas líneas de transmisión; por este motivo se estudia los modelos matemáticos de estado estacionario y transitorio de los SVC. Este dispositivo se modelará y simulará utilizando el programa MATLAB (v7.4.0), software que permite la simulación de un SEP. Este software tiene la posibilidad de combinar en un solo archivo,cada uno de los elementos del SVC (reactores, capacitores, tiristores, etc.), el sistema de control, el control de encendido de los tiristores y la red eléctrica asociada.
En la simulación se analizará el efecto de los SVC sobre el flujo de carga y la estabilidad transitoria en sistemas de potencia, para lo cual se utilizó un sistema típico de prueba de 9 barras-Western System Coordinated Council(WSCC), con lo cual los resultados puedan ser validados.
El análisis de flujos de carga en sistemas de potencia se utiliza para conocer la operación en estado estacionario de un sistema eléctrico de potencia [1], está definido como el proceso de solución que proporciona los voltajes en todos los nodos que conforman la red eléctrica bajo análisis, y con base en los cuales se calculan los flujos depotencia activa y reactiva inyectados en terminales de cada elemento de transmisión bajo la suposición de valores conocidos de potencia generada y consumida.
La manera de obtener el punto de operación estacionario de una red eléctrica en base a un análisis de flujos de potencia, es determinando que la potencia de generación, la potencia de la carga y la potencia que se intercambia a través...