SEGURIDAD EN SISTEMAS DE POTENCIA

Operación confiable:

Prácticas diseñadas para mantener al sistema operando cuando los componentes fallan.

Evitar las fallas en cascada.

Las principales funciones llevadas a cabo son:

1) Monitoreo del Sistema2) Análisis de Contingencias 3) Flujo de Potencia Optimo, Seguro y Restringido

- Despacho óptimo - Post contingencia - Despacho seguro - Seguro post- contingencia

Generalidades:

Ejemplo:

Prioridad:

- Confiabilidad- Economía

- No es nada económico (si posible) construir un sistema con mucha redundancia. Los sistemas están diseñados para tener la suficiente redundancia para soportar las fallas mas perjudiciales.

- Operadores.- Dos tipos de falla principales:

Desconexión de líneas de transmisiónFallas en la unidad de generación

Factores que afectan la seguridad de los sistemas de potencia:

El personal de operación debe saber cuales fallas causarán flujos o voltajes fuera de los límites seguros.Para conocer los efectos de las fallas sobre la red: análisis de contingencia.

Simulación de eventos de falla en secuencia: Todos los casos posibles.

Dificultad: Velocidad de la solución y selección de los “casos posibles”

- Modelos aproximados: Flujo DC

Análisis de Contingencia: Detección de problemas en la red

Para lograr un desempeño “rápido” en el análisis pueden utilizarse cualquiera de los siguientes métodos:

1. Estudiar el sistema de potencia con algoritmos aproximados pero rápidos: Métodos de sensibilidad lineal.

2. Seleccionar sólo los casos importantes para el análisis detallado: Selección de contingencia.

3. Utilización de sistemas de cómputo compuestos por múltiples procesadores.

Generalidades del análisis seguro:

Ante la demora del uso de métodos completos se utilizan los factores de sensibilidad lineal.

Estos factores muestran los cambios aproximados en los flujos de líneas como consecuencia en la variación de la generación y provienen del flujo de carga DC.

Dos tipos:Factores de cambio en generaciónFactores distribución de interrupción en líneas

i

lli ΔP

Δfa

En esta definición se asume que el cambio en la generación ΔPi se compensa exactamente en la barra de referencia, mientras los demás generadores permanecen fijos.

Métodos de sensibilidad lineal:

A. Para calcular los nuevos flujos en cada línea se utiliza un “a” precalculado:

ilil Paffl

0

Para l = 1....L

Fl puede ser comparado con sus límites para generar alarmas para el operador.

Este es un indicador de cómo la pérdida de un generador en el bus i resultaría en una sobrecarga en una línea l.

Por ser considerada una aproximación lineal, el cambio simultáneo en varios generadores puede ser calculado por el principio de superposición.

B. Los factores de distribución de interrupción:

0k

llk f

Δfd

dlk sólo se utiliza para pruebas de sobrecarga cuando se pierden líneas.

Mediante el precálculo de estos factores un rápido procedimiento se puede establecer para probar todas las líneas por sobrecarga debido a la salida de una línea en particular.

MÉTODO DE FLUJO DE POTENCIA AC:

En algunos casos de análisis de contingencias conocer la magnitud del voltaje es crítico. Así mismo, existen sistemas donde los MVAR son predominantes y un análisis sólo de MW no será adecuado para procesar sobrecargas.

Velocidad crítica en el flujo de potencia AC.

Entonces tenemos dos métodos importantes:

. Métodos rápidos inexactos pueden ser usados para obtener un análisis rápido del sistema sin entregar información acerca de los MVAR y los voltajes. Lentos pero complejos flujos de potencia AC nos da precisión pero toman mucho tiempo.

La solución es encontrar una manera de seleccionar contingencias que sean fuentes de sobrecarga o límites de voltaje. Dos fuentes de error:

1. Escoger muchos casos en la lista corta

2. No tomar en cuneta algunos casos

RELAJACIÓN CONCENTRICA:

Toma en consideración que una interrupción tiene un límite geográfico.

El sistema se divide en dos partes: La parte afectada y la no afectada.

División por capas:

Arbitrariamente se elige una capa y todas las barras de esta así como las contenidas dentro de esta son resueltas con los flujos de potencia, incluyendo la interrupción.

Las barras de las capas superiores se mantienen con voltajes y ángulos constantes (barras de referencias).

Se puede utilizar dos maneras:

1.Solución de capas consideradas: Solución final del caso, determinación de sobrecargas y problemas de límites de voltajes.

2.Solución de capas consideradas: Solución utilizada para determinar el índice de desempeño de esta interrupción.

El inconveniente es que requiere más capas para circuitos cuya influencia está situada más allá del lugar de interrupción.

LIMITACION

Ante el inconveniente del método de relajación concéntrica, este método define tres subsistemas del sistema de potencia:

N1: El subsistema inmediatamente alrededor de la línea interrumpida.

N2: El subsistema externo que no se desarrolla en detalle.

N3: El área de barras que separan N1 y N2.

Este método se basa en el hecho que se pueden hacer ciertas suposiciones del rango de fase en el área N2, dadas las inyecciones en N1 y el ángulo de fase máximo que aparece en cualquiera de las barras de N3.