Modelos de red

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. [IE]

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SOLUCIÓN DE LOS MODELOS DE RED
Tovar Barragán Olivier
e-mail: olivierto_@live.com RESUMEN: En este reporte se analizan las ecuaciones de nodos formuladas de la matriz de admitancias y que se emplean en el análisis de Sistemas de Potencia. Dentro de los aspectos que se resaltan son las propiedades de los Modelos de Red y susmétodos de solución, empleando Algebra Lineal y Métodos Numéricos, así como también se presenta un programa basado en lenguaje C, para la solución de la matriz de admitancias.
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1 INTRODUCCIÓN
Hasta ahora solo se ha mencionado que el análisis Nodal es la técnica más común dentro de los estudios que se realizan en Sistemas Eléctricos de Potencia. Este método nos permite obtener la Matriz deAdmitancia la cual es una de las bases para estudiar las características de operación de un SEP. Tres de los principales problemas que se presentan en sistemas de potencia son: 1) Flujos de Potencia, 2) Programación Óptima de la carga y 3) Control de Sistemas. En este caso es necesario conocer las propiedades, aplicaciones y posibles métodos de solución que conlleven a obtener información esencialpara el monitoreo del sistema, eficacia de la generación para posibles expansiones del sistema satisfaciendo una demanda de carga creciente, etc.

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Auto-admitancias, son igual ala suma algebraica de todas las admitancias que terminan en el nodo. Admitancia mutua, es igual al negativo de la suma de todas las admitancias conectadas directamente entre nodos. La dimensión de la Matriz es , donde„n‟ es el número de Buses (incluyendo el nodo de referencia). Una Admitancia , si los buses no están interconectados. Un ordenamiento correcto de los nodos produce una convergencia más rápida.

2.1 RELACIÓN ENTRE

Y

Dentro de un Sistema de Potencia grande, la matriz es „escasa‟ es decir; tiene un gran número de elementos cero. La escasez de la matriz puede ser de hasta un 90%. De acuerdo alasiguiente relación:

Donde

2 FORMULACIÓN DEL MODELO DE RED
En un Diagrama Unifilar, generalmente se proporciona información sobre la interconexión entre buses y los elementos de un sistema como lo son: máquinas, transformadores, líneas de transmisión y las cargas del sistema. “De manera muy general la potencia se inyecta de los generadores y las cargas toman esta potencia para suutilización.” Dentro de la metodología que se sigue para obtener la matriz de admitancias, es importante recordar las consideraciones necesarias para dicho análisis:    Las Fuentes equivalentes inyectan corriente a los Buses ó Nodos. Todas las Fuentes siempre están conectadas a un nodo de tierra común (El nodo de referencia será el Bus del generador mas grande). Generalmente los parámetros de los elementosdel sistema se dan en por unidad.

Por lo tanto podemos decir que:  simétrica lleva a una simétrica.  es una matriz escasa, es una matriz plena.  constituyen un modelo de proporciones pasivas de la red de potencia. Tabla. 1 Comparación entre la matriz de Impedancia y Admitancia dela Red.

Se puede formar y modificar para cambios en la red. La escasez de la matriz, permite reducir loscálculos numéricos y consumo de tiempo.

Es sumamente útil para estudios de corto circuito. Es una matriz plena, además se requiere la inversión de la matriz y aumenta el número de los cálculos.

* necesita un enlace fuerte a tierra, para evitar dificultades numéricas, y ocasionar que resulte mal condicionada

*Nota: La se puede construir alternativamente mediante procedimientos teórico grafico yuna construcción por bloques.

Dentro de la formulación de la matriz, se tiene:

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. 2.2 REPRESENTACIÓN DE LA ADMITANCIA E IMPEDANCIA DE LOS ELEMENTOS DE LA RED
Dentro de un Sistema de Potencia existen componentes activos y pasivos, a continuación se muestra la representación de la impedancia y admitancia de un...