Reducción de redes eléctricas para estudios de estabilidad transitoria

XIV ERIAC
REDUCCIÓN DE REDES PARA ESTUDIOS DE ESTABILIDAD TRANSITORIA


Resumen – El presente trabajo muestra una metodología para la reducción de redes eléctricas para
estudios de estabilidad transitoria, implementada en código DPL de Digsilent, la cual permite reducir el
modelo del Sistema Interconectado Central. Los resultados exponen las ventajas del método seleccionado
destacando lareducción de tiempo de simulación en estudios de estabilidad transitoria.
La metodología seleccionada se basa en la identificación de generadores coherentes a través de la
simulación en el dominio del tiempo y la formación del equivalente de estos generadores usando el método
del circuito equivalente de REI (equivalente radial e independiente), la reducción de la red se realiza
empleandoeliminación gaussiana.
Palabras clave: Redes eléctricas –Equivalentes Dinámicos – Coherencia – Agregación de generadores –
Reducción de redes – Estabilidad de sistemas de potencia.
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INTRODUCCIÓN

El continuo crecimiento del consumo energético en Chile ha motivado la expansión, modernización y
optimización de los sistemas de energía eléctrica, en particular del Sistema Interconectado Central,SIC,
responsable del suministro del 90% de la población en Chile. El proceso de expansión y modernización ha
involucrado la incorporación de nuevas tecnologías destinadas a optimizar la infraestructura existente de
transmisión. Tal es el caso de sistemas FACTS (Flexible AC Transmission Systems ó sistemas flexibles de
transmisión en corriente alterna). En este sentido, en el sistema eléctricochileno, destacan la compensación
serie del sistema de 500kV, los compensadores estáticos de reactivos (SVC) en el norte, centro y sur del SIC
y últimamente el compensador estático tipo STATCOM en la zona central del SIC. Para concretar una
integración segura y efectiva de estas nuevas tecnologías al sistema eléctrico, es necesario efectuar una
extensa serie de estudios eléctricos de tipoestático, electromecánico y electromagnético destinados al diseño,
ajuste y estudio de los controladores y su interacción con la red eléctrica.
Para la realización de estudios eléctricos, el operador independiente del sistema, Centro de Despacho
Económico de Carga, mantiene y actualiza permanentemente la base de datos del SIC. La base de datos 2010
contiene más de 200 generadores de diversatecnología y sus correspondientes controladores, más de 1000
barras y cerca de 16 mil km de línea desde media a extra alta tensión. Si bien los estudios eléctricos de tipo
estático, como flujos de carga y cortocircuitos, son manejados con relativa simpleza, los estudios de tipo
electromecánico y electromagnético resultan complejos, laboriosos y muy intensos en tiempo de simulación
y horas ingeniero deanálisis. Surge entonces la necesidad de reducir el modelo de la red eléctrica
manteniendo la dinámica de modo de preservar las características electromecánicas relevantes al estudio en
cuestión [1].
En particular un modelo reducido y dinámicamente equivalente del SIC [2], permite estudios de estabilidad
transitoria (y dinámica) en menor tiempo y con precisión aceptable. El tiempo de simulacióny análisis se
reduce, concentrando la atención del especialista en un área específica de estudio.



La dificultad de los equivalentes dinámicos, es la definición del modelo equivalente de la máquina
sincrónica, pues éste debe ser capaz de representar fielmente el comportamiento electromecánico del sistema
original. Por ejemplo, luego de la ocurrencia de una perturbación, el sistemareducido debe arrojar la misma
respuesta en estabilidad angular que el sistema original.
La literatura reporta varios métodos: enfoque heurístico [3] análisis modal [4] y el enfoque basado en la
coherencia de los generadores [5], entre otros. En este trabajo se optó por el método de coherencia.
El enfoque de coherencia se basa en la identificación de los ángulos de oscilación coherentes de cada...