Unidad 3 analisis de flujo de potencia

UNIDAD III
ANÁLISIS DE FLUJO DE POTENCIAS

3.1 FORMULACION DEL PROBLEMA
Para la solución de problemas de flujo de potencia, se puede usar las admitancias propias y mutuas que componen la matriz de admitancias de barra Ybarra o las impedancias de punto de operación y de transferencias que constituyen Zbarra.las líneas de transmisión se representan por su equivalente monofásico nominal π,como se muestra en la figura 1. Los valores numéricos para la impedancia serie Z y la admitancia total de la línea Y . son necesarios para cada línea, de forma que se pueda determinar todos los elementos de la matriz de admitancias de barra N x N de la que un típico elemento Yij tiene la forma:
……..(1)
Otra información esencial incluye valores nominales de los transformadores y sus impedancias,las capacidades de los capacitores en derivación y la toma de los transformadores que pueden ser usadas. Para ello se deben dar ciertos voltajes de barra.
El voltaje de barra típica del sistema esta dado en coordenadas polares por:
………..(2)

El voltaje en otra barra se escribe de manera similar cambiando el subíndice i por el j. la corriente total que se inyecta en la red a través de labarra en términos de los elementos Yin de Ybarra.
…………(3)

Sean Pi y Qi las potencias real y reactivas totales que se inyectan en la barra . Entonces, el complejo conjugado de la potencia que se inyecta en la barra es:
…………(4)
Sustituyendo las ecuaciones (1) y (2) obtenemos:
……..(5)
Expansión de la ecuación e igualación de la parte real y reactiva.
………..(6)
……....(7)
Lasecuaciones (6) y (7) constituyen la forma polar de las ecuaciones de flujo de potencia; ellas dan valores calculados para la potencia real Pi y la potencia reactiva Qi totales que entran a la red a través de la barra típica . Sea Pgi la potencia programada de la barra y Pdi potencia programada que demanda la carga de esta barra, l cual se expresa Pi.prog = Pgi - Pdi de la potenciaprogramada total tal como se muestra en la figura 2.

…….(8)

E la misma manera para la potencia reactiva en la barra se tiene
……..(9)
Como se muestra en la figura 2. a) los errores ocurren durante el desarrollo e la solución de un problema de flujos de potencia. Si los valores calculados Pi.cal y Qi.cal igualan perfectamente a los valores programados Pi prog y Qi prog, se dice que los errores∆ Pi y ∆ Qi son cero en la barra.
…(10)
…….(11)

Cuatro cantidades potencialmente desconocidas que se asocian con cada barra son Pi, Qi el ángulo de voltaje δi y la magnitud de voltaje |Vi|. las ecuaciones (10) y (11) están disponibles para cada nodo y así, se debe considerar como se puede reducir el número de cantidades desconocidas para que se tenga el mismo número de ecuacionesdisponibles antes de empezar a resolver el problema de flujo de potencia, para ello se identifican tres tipos de barra en la red que a continuación se muestra.
1. BARRAS DE CARGA: en cada barra que no tiene generación, llamada barra de carga, Pgi y Qgi son cero y la potencia real Pdi y la reactiva Qdi que son tomadas del sistema por la carga.

2. BARRAS DE VOLTAJE CONTROLADO:cualquier barra del sistema en la que se mantiene constante la magnitud del voltaje se llama de voltaje controlado. En las barras en las que hay un generador conectado se puede controlar la generación la generación de megawatts por medio del ajuste de la fuente de energía mecánica y la magnitud de voltaje puede ser controlada al ajustar la excitación del generador.
3. BARRA DE COMPENSACION: Estabarra es la barra. El ángulo de voltaje en la barra de compensación sirve como referencia para los ángulos de todos los demás voltajes de barra. El ángulo particular que se asigne al voltaje de la barra de compensación no es importancia porque las diferencias de voltaje-ángulo determinan los valores calculados de Pi y Qi en las ecuaciones (6) y (7).

Las corrientes individuales en las...