Herramienta para el análisis de estabilidad de tensión ante variaciones de generación y carga

Abstract

La estabilidad en sistemas de potencia es una de las principales área de estudio que gracias a los avances tecnológicos, permite monitorear la operación de los mismos. Al pasar de los años los sistemas eléctricos de potencia se han vuelto más complejos y robustos debido a las interconexiones, la utilización de nuevas tecnologías y sistemas de control, además, la exposición a los sistemas en operar en condiciones exigentes para sus estructuras aumentando los eventos que pueden ocasionar problemas de estabilidad. En todo sistema de potencia se deben cumplir con unas normas o estándares para mantener los parámetros fundamentales, tales como la tensión, en niveles que garanticen la operación del sistema de una manera confiable y segura para operadores y usuarios. En este proyecto se analiza la estabilidad de tensión en el sistema IEEE de 13 nodos y se desarrolla una interfaz gráfica para la planeación que permita al usuario analizar la estabilidad de tensión ante variaciones de generación y carga. Con esta herramienta se le brinda la facilidad a un usuario, y en tiempo real, evaluar las variables principales relacionadas a la estabilidad de tensión como lo son la potencia activa, potencia reactiva y la tensión, también le permite al usuario ver el comportamiento de sistema ante estas variaciones, determinando si el sistema se encuentra estable o se aproxima a la inestabilidad mediante un indicador de estabilidad y el método de curvas PV. El diseño del indiciador se basa en simulaciones ejecutadas en DigSilent con el fin establecer 3 estados de operación en el sistema, ( Estable, Precaución y Alerta ). En la validación se verifica en su funcionamiento con sistemas de distribución de media tensión y de transmisión de alta tensión, obteniendo resultados esperados que demuestran el estado de estabilidad del sistema.

The stability in power systems is one of the main areas of study that thanks to technological advances, allows to monitor the operation of the same. Over the years, electric power systems have become more complex and robust due to interconnections, the use of new technologies and control systems, in addition, exposure to systems operating in demanding conditions for their structures, increasing the number of events which can cause stability problems. In every power system, standards or standards must be met to maintain the fundamental parameters, such as voltage, at levels that guarantee the operation of the system in a reliable and safe manner for operators and users. In this project, the voltage stability in the IEEE system of 13 nodes is analyzed and a graphic interface is developed for the planning that allows the user to analyze the voltage stability before generation and load variations. With this tool, it is easy for a user, and in real time, to evaluate the main variables related to voltage stability, such as active power, reactive power and voltage, also allows the user to see the system behavior before these variations, determining if the system is stable or approaches instability by means of a stability indicator and the PV curve method. The design of the indexer is based on simulations executed in DigSilent in order to establish 3 operating states in the system (Stable, Caution and Alert). In the validation it is verified in its operation with medium voltage distribution systems and high voltage transmission, obtaining expected results that demonstrate the stability status of the system.