Metodología para el monitoreo de estabilidad de tensión en tiempo real en sistemas de potencia usando mediciones PMU

Abstract

En esta tesis se concibió, implementó y validó una nueva metodología para el monitoreo en tiempo de real de la estabilidad de tensión en un Sistema Eléctrico de Potencia SEP, utilizando mediciones de PMUs.

Inicialmente, se desarrolló una metodología para definir la ubicación de los PMUs requerida para la aplicación de estabilidad de tensión. Luego, mediante una herramienta computacional se implementaron los diferentes índices de nodos y líneas utilizados para esta aplicación, seleccionando los índices de nodos DSY y el índice de línea LFCI que entregaron mejores resultados sobre el grado de estabilidad de un SEP ante incrementos de carga y diferentes contingencias. Por otra parte, ambos índices utilizaban mediciones a través de PMUs. También se implementó una herramienta computacional en DiGSILENT para implementar y validar la metodología de monitoreo en SEP de 14 y 39 nodos, en el cual se consideraron las restricciones operativas de límites de tensión de operación y máxima capacidad de entrega de reactivos por parte de los generadores.

Esta herramienta permitió analizar los resultados de los índices para diferentes modelos de carga en operación normal y para diferentes contingencias. Los resultados de esta metodología fueron comparados con el margen de estabilidad, el análisis modal y el índice ISI el cual es muy citado para el monitoreo de estabilidad de tensión. La tendencia de las curvas de los resultados de la metodología desarrollada y del índice ISI tienen gran similitud e indican el colapso de tensión para una misma cargabilidad del nodo para modelos de carga PQ e indican la máxima transferencia del nodo para modelos de carga ZIP y compuesto también evaluados en esta metodología.

Otro aporte de esta tesis, es la nueva metodología presentada para la ubicación de PMUs en estudios de monitoreo estabilidad de tensión en SEP, esta metodología analiza el SEP de forma integral sin divisiones en isla, y también se puede utilizar en condición normal de operación y bajo contingencias.

Lo novedoso de la metodología de monitoreo es que inicia con una ubicación de PMUs particular para esta aplicación, seleccionó el índice de nodos DSY que entregan unos resultados más sensibles con relación a la estabilidad de tensión. La metodología considera las restricciones operativas de un SEP real y permite considerar diferentes modelos de carga dependientes de la tensión y evalúa la influencia de un motor de inducción para el monitoreo de estabilidad de tensión La herramienta computacional en DIgSILENT PowerFactory utilizando programación DIgSILENT Programming Language dispone de 12 índices de diferentes categorías de clasificación para el monitoreo de estabilidad de tensión