Inestabilidad de Voltaje en Sistemas de Potencia

Inestabilidad de Voltaje en Sistemas de Potencia
Instability of Voltage in Power Systems
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Resumen
El objetivo de este trabajo es aprovechar la naturaleza periódica de los voltajes y corrientes y considerar cargas desbalanceadas para realizar un mejor análisis dinámico de voltaje en sistemas de potencia. El análisis dinámico de la estabilidad de voltajese ha fundamentado en modelos reducidos que utilizan la transformación de Park. El resultado es un modelo bifásico del generador sincrónico en el que se supone carga balanceada y señales de naturaleza no periódica. En este trabajo se selecciono un modelo periódico de un generador sincrónico. Este modelo permite experimentar con cargas más naturales como resistencias, inductores e inductoresconmutados que representan los controladores de los motores modernos. Con apoyo de las curvas V-P, se detectó resonancia en presencia de cargas conmutadas y se mostró los efectos adversos en el sistema de potencia cuando se tienen cargas desbalanceadas.
Palabras claves: inestabilidad de voltaje, armónicos, sistemas no lineales, resonancia
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Abstract
Theobjective of the present study is to take advantage of the periodic nature of voltages and currents, and consider unbalanced loads in carrying out an improved dynamic analysis of voltage in power systems. The dynamic analysis of the voltage stability has been based on reduced models which use Park's transformation. The result is a biphasic model of a synchronous generator for which it is supposed thereis balanced load and non-periodic signals. For this, a periodic model of a synchronous generator was selected. This model allowed experimentation with more "natural" loads such as resistances, inductors, and switched inductors which represent the controllers of modern motors. Resonance in the presence of commutated loads was detected with the support of V-P curves, and adverse effects weredemonstrated in the power system in the presence of unbalanced loads.
Keywords: voltage instability, harmonics, non linear systems, resonance
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INTRODUCCION
En los sistemas eléctricos de potencia, se utilizan diferentes tipos de estabilidad a) La estabilidad de ángulo del rotor se refiere a la capacidad de las máquinas sincrónicas de un sistema de energíainterconectado de permanecer en sincronismo después de ser sometido a una perturbación. b) La estabilidad del voltaje se refiere a la capacidad de un sistema de energía de mantener los niveles de los voltajes dentro de cierto rango en todos los nodos del sistema después de ser sometido a una perturbación. c) La estabilidad de la frecuencia se refiere a la capacidad de un sistema de energía de mantenerla frecuencia constante después de que el sistema haya sido sometido a una perturbación severa que da como resultado un desequilibrio significativo entre la generación y la carga. d) La estabilidad de los armónicos, introducido recientemente por Möllerstedt y Berhardsson (2000), refiere el hecho de que una carga conmutada puede entrar en resonancia con la fuente periódica. Todas estas"Estabilidades" en sistemas de potencia son mucho más demandantes que la estabilidad asintótica basada en la teoría de Lyapunov, usada en Teoría de Control.
En este contexto, nos Interesa el colapso de voltaje, que es una de las formas más severas de inestabilidad, Van Cutsem (1998), Chen (1994), (2000) y Chiang (2003). La mayor parte de los métodos de análisis para el estudio de la inestabilidad devoltaje son estáticos, sin embargo la inestabilidad y el colapso de voltaje son fenómenos dinámicos. El modelo d-q tradicionalmente empleado para este análisis, se basa en la transformación de Park (1928), esta transformación reduce el modelo en una ecuación diferencial y elimina las características periódicas de las señales. Dobson y Chiang (1989), Prapost y Loparo (1994) han utilizado un...