Resolución de flujos de carga

Resolución de Flujos de Carga

2010
Cristian Díaz



Introducción

Para que un sistema eléctrico de potencia funcione correctamente bajo condiciones normales en estado estacionario necesita que se tenga en cuenta las siguientes condiciones:
* La zona de generación del sistema suministra la demanda existente en la carga más las perdidas del sistema.
* El modulo de la tensiónen barras debe tener un valor muy próximo al valor nominal del sistema.
* Los generadores funcionan dentro de unos límites de potencia activa y reactiva específicos.
* Las líneas de transporte y los transformadores no pueden estar sobrecargados.
La herramienta básica para analizar las condiciones anteriores se denomina flujo de carga flujo de potencia.
A partir de este análisis sedetermina el módulo y el ángulo de fase de la tensión en cada una de las barras del sistema eléctrico bajo condiciones normales de funcionamiento, en estado estacionario considerando que el sistema es trifásico, equilibrado y simétrico.
También podemos calcular los flujos de potencia activa y reactiva de todos los elementos que forman el sistema eléctrico, así como las pérdidas en los mismos.
Elestudio de los flujos de carga no pueden realizarse con ecuaciones que representen el método de los nudos o de las mallas, ya que los datos iníciales de los elementos del sistema vienen expresados en términos de potencia y no de impedancia o tensión e intensidad.
Por lo tanto el estudio de los flujos de carga debe plantearse como un conjunto de ecuaciones no lineales, el cual se puede resolver através de métodos iterativos, como lo es el Método de Gauss-Seidel.
Resolución de los flujos de carga
La resolución de un problema de flujos de carga consiste en calcular el módulo y el ángulo de fase de la tensión en cada una de las barras del sistema eléctrico de potencia bajo condiciones normales de funcionamiento.
También podemos determinar los flujos de potencia activa y reactiva de las líneasde transporte, transformadores y demás elementos pertenecientes al sistema eléctrico, así como también podemos calcularnos las pérdidas en los mismos.
Antes de plantearnos las ecuaciones del problema de flujo de carga, debemos considerar el circuito equivalente de nuestro sistema eléctrico a calcular, a partir del cual obtenemos los datos iníciales de las barras, transformadores, líneas detransporte y generadores.
Las variables que me definen una barra K son:
* VK modulo de la tensión en la barra K
* δK ángulo de fase
* PK potencia activa
* QK potencia reactiva

En cada barra que forma el circuito equivalente del sistema eléctrico a calcular, se especifican dos de las cuatro variables que definen una barra, calculando las otras dos variables (incógnitas) mediante laresolución del problema de flujo de carga por el método de Gauss-Seidel u otro método de iteración.
* La potencia que suministra cada barra (PK), se separa en términos de potencia generada (PGK) y potencia consumida (PLK):

PK =PGK-PLK

Las barras del sistema se pueden clasificar en:
* Barra PV
* Barra PQ
* Barra libre o Barra Oscilante (Barra Slack)

* Barra PV:
Seconsidera una barra del sistema como PV a aquellas que cuentan con uno o más generadores conectados directamente a ellas y que pueden regular el módulo del voltaje y la potencia activa inyectada a la barra.
En este tipo de barra se especifica normalmente la potencia activa y el módulo de la tensión (P, |V|), estas barras también son conocidas como barras de generación. Con frecuencia se dan límites delos valores de la potencia reactiva dependiendo de las características de las máquinas utilizadas individualmente.

* Barra PQ:

Se considera una barra del sistema como PQ a aquellas que cuentan con una o más cargas con consumos de potencia activa y reactiva conocidos para el estudio de flujos de potencia.
También son conocidas como barras de carga; es igualmente válido conocer
la...