8/15/2019 Sistemas de Potencia 2016
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INTRODUCCIONINTRODUCCION
ESTABILIDAD DE LOSESTABILIDAD DE LOS
SISTEMAS ELECTRICOS DESISTEMAS ELECTRICOS DEPOTENCIAPOTENCIA
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Temario del curso
1-Introduccin
!-An"lisis de Sistemas de Potencia en r#$imen %ermanente
&-Modelado %ara estudios de esta'ilidad
(-Esta'ilidad de sistemas din"micos
)-Esta'ilidad transitoria
*-Esta'ilidad a las %e+ue,as oscilaciones
-Esta'ilidad de tensin
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Bi'lio$ra./a
Po0er Sstem Sta'ilit and Control 2Pra'3a 4undur5166&7
Re%resentacin de la m"+uina sincrnica tri."sica en sistemas
de %otencia 2A8C8Al9are:5167
;olta$e colla%se and transient ener$ .unction analsis o. AC
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O'eto de estudio?
Sistema de Potencia
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88 su Sistema de
Control
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Simulacin de una .alta tri."sica mu lar$a en Monte9ideo I )
Eem%los de Pertur'aciones
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Re$istro de una %ertur'acin real?sistema uru$uao
aislado del ar$entino 2No9iem're !17
r".icas su%eriores?tensin
r".icas in.eriores?.recuencia
2Tiem%o en se$87
Eem%los de Pertur'aciones
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Oscilaciones de %otencia en A?C Paci.ic Intertie516(
Eem%los de Pertur'aciones
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Cola%so de tensin en Estocolmo516F&
2escala de tiem%o?minutos7
Eem%los de Pertur'aciones
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De.inicin
Un sistema de %otencia se dice +ue est" .uncionando en un estado
Gesta'leG si?
-Permanece .uncionando en un estado o%erati9o de r#$imen ace%ta'le
2las 9aria'les el#ctricas del sistema 2tensin5 corriente5etc87 se mantienenconstantes al %asar el tiem%o dentro de un ran$o de 9alores ace%ta'les7
-Cuando es %ertur'ado desde un estado o%erati9o de r#$imen ace%ta'le
es ca%a: de retornar en un tiem%o ace%ta'le a un estado o%erati9o de
r#$imen ace%ta'le
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Clasi.icacin %or 9aria'les a monitorear
Las 9aria'les +ue se suelen monitorear %ara decidir si el
estado del sistema es esta'le son?
-An$ulos 2%osicin7 de los rotores de las m"+uinas
2esta'ilidad Gde "n$uloG7
-Tensin de las 'arras de la red 2esta'ilidad Gde tensinG7
- 2Hrecuencia? esta'ilidad de .recuenciaJ7
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Eem%los de %ertur'aciones
-;ariaciones de car$a
-Cortocircuito en una l/nea⇒
Actuacin de %rotecciones⇒
Cam'io en trans.erencias de %otencia en la red⇒
Cam'ios en 9elocidad de rotores tensiones de 'arra⇒
Actuacin de re$uladores de tensin59elocidad⇒
;ariacin de las %otencias de las car$as⇒
Actuacin de controles centrali:ados %otencia-.recuencia⇒
Nue9o estado de e+uili'rio
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Esta'ilidad de "n$ulo
-Las 9aria'les a monitorear son los "n$ulos 2relati9os a una m"+uina
de re.erencia7 de los rotores de las m"+uinas +ue oscilan lue$o de una
%ertur'acin
2Si el sistema es esta'le las m"+uinas interconectadas %ermanecen
Gen sincronismoG7
-Este "n$ulo es .uncin del 'alance entre?
- Potencia mec"nica a%licada al rotor 2m"+uina %rimaria7
-Potencia el#ctrica trans.erida a la red8
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Pelectrica K Et 8EB 8sen2 7< E
An$ulo de .ase de Et
K An$ulo de %osicin del
rotor
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Relacin %otencia -"n$ulo en sistema m"+uina-'arra in.inita
Pelectrica K Et 8EB 8sen2 7< E
-Huerte alinealidad
-No 3a trans.erencia %ara
-Trans.erencia m"ima si 6 2no necesariamente cierto en sistemas
multim"+uina7
-Directamente %ro%orcional a las tensiones5in9ersamente %ro%orcionala la reactancia de la l/nea
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Descri%cin cualitati9a de una %ertur'acin?
Caso esta'le?
Aumento de 9elocidad de un $enerador⇒
Aumento de "n$ulo⇒
Aumento de %otencia el#ctrica trans.erida⇒
Disminucin de 9elocidad del $enerador
Caso inesta'le?
Aumento de 9elocidad de un $enerador⇒
Aumento de "n$ulo⇒
Disminucin de %otencia el#ctrica trans.erida⇒
Aumento de 9elocidad del $enerador
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Ti%os de inesta'ilidad de "n$ulo
Ecuacin de s0in$J de la m"+uina
Ecuacin de Ne0ton
48d0
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A7De %e+ue,a se,al 2Ginesta'ilidad a las %e+ue,as oscilacionesG7
Pe+ue,as %ertur'aciones⇒
Lineali:acin 2M#todos lineales7
-Su%onemos +ue en el inter9alo de estudio no cam'ia la %otencia mec"nica
-Lineali:amos la ecuacin res%ecto al estado de r#$imen %re9io?
48d
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TS insu.iciente?Inesta'ilidad no oscilatoria 2el "n$ulo del rotor Gse esca%aG78No es %ro'lema en los sistemas modernos 2los re$uladores de tensin
GmantienenG el tor+ue sincroni:ante7
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TD
insu.iciente?Inesta'ilidad oscilatoria8
En %articular?in.luencia del dise,o auste de los sistemas de ecitacin8
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Ti%os de inesta'ilidad a las %e+ue,as oscilaciones?
-Modos locales 2una m"+uina oscilando contra las restantes5
asociado $eneralmente al auste del re$ulador de tensin7
-Modos inter"rea 2$ru%os de m"+uinas oscilando entre s/5
asociado $eneralmente a trans.erencias inter"rea $randes a
tra9#s de redes de interconein d#'iles 7
-Modos de control 2re$uladores de tensin 9elocidad5
control de tensin en la red7
-Modos torsionales 2in.luencia de las .recuencias naturalesmec"nicas?com%ensacin serie5sistemas ;DC5etc87
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B7 Transitoria
Pertur'aciones se9eras⇒
Alinealidades
2M#todos de simulacin en el tiem%o-
Inter9alos t/%icos?& a 1 se$87
Ti%os de inesta'ilidad transitoria?
-A la %rimera oscilacin 2G.irst s0in$G7?.alta de tor+ue sincroni:ante
-Inesta'ilidad de %e+ue,a se,al %ost-%ertur'acin
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Criterios de dise,o del sistema res%ecto a la esta'ilidad transitoria
-Normali:acin de las $randes %ertur'aciones a so%ortar8
Eem%lo?
GSistema esta'le .rente a .altas con reen$anc3e mono."sico
no eitoso5sin necesidad de des%ear car$a8G
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Esta'ilidad de tensin
-Las 9aria'les a monitorear son las tensiones de las 'arras de la red
Ti%os de inesta'ilidad de tensin
a7Inesta'ilidad a las %e+ue,as %ertur'aciones 2 Gest"tica7
-Ca%acidad de trans.erencia de una red
en r#$imen
-M#todos est"ticos no lineales2.luo de car$as78
Eem%lo? Aumento GlentoG de car$a en un sistema radial 2cur9as P;7
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'7 Inesta'ilidad a las $randes %ertur'aciones 2Gdin"micaG78
-M#todos de simulacin en el tiem%o8
'817 Transitoria? an"lisis conunto con la esta'ilidad transitoria de "n$ulo
Eem%lo?cortocircuito a%ertura de .alta
'8!7 Mediano o lar$o %la:o? simulacin en el tiem%o de .enmenosde din"mica lenta 2minutos7
Eem%lo?
Aumento de car$a⇒
Salida de $eneradores %or actuacinde limitadores t#rmicos
⇒
Ca/da de tensin⇒
Aumento de car$as controladas %or termostatos5actuacin de re$uladores
'ao car$a de trans.ormadores 2aumento de tensin en 'ornes
de la car$a75etc⇒
Aumento de car$a⇒
Ca/da de tensin
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Clasi.icacin de acuerdo a la escala de tiem%o de las %ertur'aciones
transitorias?
Henmenos electroma$n#ticos? 3asta decenas de ms8
Henmenos +ue com%rometen la esta'ilidad transitoria de %e+ue,a se,al?
constantes de tiem%o de 1 ms a 1s?
control de ecitacin
din"mica electromec"nica de los rotores5
tiem%o de des%ee de %rotecciones5$randes motores5
%aso de inte$racin? !-1 ms5 3ori:onte? 3asta 1 2!7 s8
Henmenos +ue com%rometen la esta'ilidad a medio o lar$o %la:o?
control de .recuencia5
tur'inas5 motores %rimarios5
constantes de tiem%o t#rmicas5
car$as con termostato5
ULTC5 etc8
3ori:onte de simulacin? 1 s a 9arios minutos8
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Temario del curso
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&-Modelado %ara estudios de esta'ilidad
(-Esta'ilidad de sistemas din"micos
)-Esta'ilidad transitoria
*-Esta'ilidad a las %e+ue,as oscilaciones
-Esta'ilidad de tensin
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