LINEAS DE TRANSMISION ELECTRICA________

UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLGICA DEL CONO SUR DE LIMA

(UNTECS)

FACULTAD DE: INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA

LINEAS DE TRANSMISION ELECTRICA

PROFESOR: DEL AGUILA VELA, Edgar

TEMA: FLUJO DE POTENCIA EN REDES DE TRANSMISION

ESTUDIANTES: - Auccasi Chvez, Jesus

Gutirrez Chuquispuma, Rogger

Valverde Vega, Frank

Castro Puma, Jos

Araucano Bobadilla, Arnaldo

Ccama Palero, Edwin

Carbajal Raraz, Jos

Cuentas Tpula, Daniel

Huanachin Sanchez, Edward

Huaman Yucra, Jose

INTRODUCCION

El flujo de potencia es la denominacin que se da a la solucin de estado estacionario de un sistema de potencia bajo ciertas condiciones preestablecidas de generacin, carga y topologa de la red. Los anlisis de flujos de potencia consisten en obtener las condiciones de operacin en rgimen permanente de un sistema de energa elctrica, ms concretamente dados los consumos en cada nodo, y la potencia generada por los alternadores, se trata de encontrar los voltajes en los nodos y los flujos de potencia por las lneas y los transformadores. En la operacin diaria, constituye la base del anlisis de seguridad del sistema, los anlisis de flujos de carga, se ejecutan peridicamente para identificar posibles problemas de sobrecargas o voltajes inaceptables, como consecuencia del crecimiento de la carga o cuando ocurre algn cambio brusco en la topologa de la red. En la planificacin permite simular el estado en que se encontraran los distintos escenarios que se estn analizando ante una demanda estimada. Los anlisis de los flujos de potencia son de gran importancia en la planificacin y diseo de los futuros proyectos de expansin del sistema de potencia como tambin en la determinacin de las de las mejores condiciones de operacin de los sistemas ya existentes.

Abstract

The flow of power is the name given to the solution of steady state of a power system under certain preset conditions of generation, load and topology of the network. Analyses of power flows consist in obtaining operating conditions in an electric power system steady-state, more specifically given consumption on each node, and the power generated by the alternator, is about finding the voltages in the nodes and the flows of power lines and transformers. In the daily operation, constitutes the basis of the analysis of security of the system, the analysis of flows, periodically run to identify possible problems of overloads or unacceptable voltages, as consequence of the growth of the load or when occurs any sudden change in the network topology. Planning allows you to simulate the State that would be the different scenarios are analyzed before an estimated demand. The analysis of power flows are of great importance in planning and design of future expansion of the system of power projects as well as in the determination of the best conditions of operation of existing systems

FLUJO DE POTENCIA

Los sistemas de potencia comerciales son usualmente demasiado grandes para posibilitar una solucin a mano del flujo de potencia. Analizadores de redes de propsito especial fueron construidos entre 1929 y principios de la dcada de 1960 para suministrar modelos de laboratorio de los sistemas de potencia; posteriormente computadores digitales de gran escala reemplazaron los mtodos anlogos.

ElobjetivoprincipaldeunSistemaElctricodePotenciaessatisfacerlademanda.Comoconsecuenciasurgeelproblemadepordondedebehacerselaalimentacineinclusoprevercadasdetensin,regulacindetransformadores,inyeccindepotenciareactiva

Losestudiosdeflujodepotencia,msnormalmentellamadosestudiosdeflujodecarga,sonsumamenteimportantesparaevaluarelfuncionamientodelossistemasdepotencia,sucontrolyplanificacinparaexpansionesfuturas.Unestudiodeflujodepotenciadefineprincipalmentelaspotenciasactivayreactivayelvectordetensinencadabusenelsistema,aunque

muchainformacinadicionalestardisponibleenlasalidaporimpresoradelordenadordelestudiodeflujodepotenciatpico.

Losprincipiosenlosestudiosdelflujodepotenciasonfciles,perounestudiorelativoaun

sistemadelpotenciarealslosepuedellevaracaboconunordenadordigital.Entoncesla

necesidadsistemticadeclculosnumricosrequierequeseejecutenpormediodeun

Procedimientoiterativo;dosdelosnormalmentemsusadossonelmtodoGauss Seidelyel mtodoNewtonRaphson.Antesdeconsiderarestosmtodosnumricos,seilustrael

conceptodelflujodepotenciaparaobtenerlasexpresionesexplcitasdelapotenciaque

fluyeenunalneacortadetransmisin.

Hayquereducirelnmerodeposibilidades:EstudiodeFlujodePotencia.

Resultado:

1.TensinyPotenciaentodaslasbarras

2.FlujodePotenciaentodaslaslneas.

Seprecisaresolverunsistemaquenoeslinealyaquelosvaloresdepotenciaprocedende

dosfactores,tensineintensidad,ysoloseconoceelproducto.Basadoenlafilosofadelos

sistemaslinealesdelanlisisdenudos,hechoenlaasignaturadeCircuitos,setratade

utilizarherramientasdeclculonumricoqueporprocedimientositerativosllegarala

solucin.

Desarrollo:

1.MtododeAnlisisnodaleselmsempleado.

2.ConstruirlaMatrizdeAdmitanciasdebarras:YBUS.

PiQiVi*Yi1V1Vi*Yi2V2...Vi*YinVn0

i1,2,...,n

3.Ajustarsealostiposdebarras:

TipoDatoIncgnitaDenominacin

1|V|,[V]P,QBarradereferencia

2P,|V|,Qmax,QminQ,[V]Barradetensincontrolada

3P,Q|V|,[V]Barradecarga

4.Modelizacindelaslneasmediantesuesquemaen.

MTODOS PARA CLCULO DE LA RED.

Se desarrollan unos mtodos para la solucin general que estn pensados

para la solucin por ordenador de los problemas sistemas de potencia. Se empieza con los teoremas bsicos de lneas.

TRANSFORMACIN DE LA FUENTE

La fuente del voltaje de la figura (a), se transforma a la fuente de intensidad de Fig. 7l (a). 7l

(b) y viceversa, con tal de que

Is = Eg/Zp (7 1) y

Zp=Zg (7.2)

(a) (b)

Fig. 7.1.

MATRIZ DE LA ADMITANCIA DEL BUS

El sistema de cuatro bus que corresponde al diagrama unifilar de la Fig. 7.1 (a) estara

representado por la red de la Fig. 7.1 (b). En cuanto a los voltajes de los nodos V1, V2, V3 y V4

y las admitancias dadas, por la ley de intensidades de Kirchhoff implica:

I1=V1y10+(V1V2)y12+(V1V3)y13

I2=V2y20+(V2V1)y12+(V2V3)y23+(V2V4)y24

I3=V3.y30+(V3V1)y13+(V3V2)y23+(V3V4)y34,

I4=V4y40+(V4V2)y24+(V4V3)y34

Fig.72

Reestructurarestasecuacionesyvuelveaescribirlosenmatrizforma,obtenemos:

Seescribelaecuacincomo:

Donde

Y11=y10+y12+y13

Y22=y20+y12+y23+y24

Y33=y30+y13+y23+y34Y44=y40+y24+y34

Y12=Y21=y12

Y13=Y31=y13

Y14=Y41=y14=0

Y23=Y32=y23

Y24=Y42=y24

Y34=Y43=y34

Cada admitancia Yii (i= 1, 2, 3, 4) se llama admitancia propia del nodo i y es igual a la

suma algebraica de todas las admitancias que terminan en el nodo i.

Cada trmino de la matriz triangular Yik (i, k= 1, 2, 3, 4) se llama la admitancia mutua

(o admitancia de transferencia) entre nodos i y k y es igual a la suma cambiada de signo de

todo admitancias conectadas directamente entre esos nodos. Ms all, Yik = Yki.

Para una red general con N nodos la ley de intensidades de Kirchhoff en cuanto a las

tensiones de nodo se escribe como:

I=Ybus.V

(7.6)

YbusSellamalamatrizdelbusdelaadmitancia,yVeIsonlasmatricesdelvoltajede

nodoymatricesdeintensidadnodo,respectivamente.

En(7.6),elprimersubndiceencadaYindicaelnodoalquelaintensidadest

expresado,yelsegundosubndiceindicaelnodocuyovoltajeesresponsableporun

componenteparticulardelaintensidad.Msall,lasadmitanciasalolargodelosdiagonales

sonlasadmitanciaspropias,ylasadmitanciasdeltriangularsonlasadmitanciasmutuas.Se

deducede(7.5)y(7.6)quelaintensidadqueentraenunnodokes:

Paraunsistemagrandelasmatricesde(7.3)y(7.6)seriandeunordengrande.Ental

casolasoperacionesconlasmatricessonmsconvenientescuandolasmatricessehayandividido,osubdivido.Comounejemplo,lamatriz

a11a12a13

A=a21a22a23

a31a32a33 (7.8)

esdivididaencuatrosubmatricestalese

(7.9

dondesedefinelassubmatricespor

(7.10)

Sedemuestralamultiplicacindematricesconsubmatrices,quepermitequeAde(7.8)se

puedapostmultiplicarporunamatriz

(7.11)

FLUJO DE POTENCIA EN UNA LINEA CORTA DE TRANSMISION

Se considera la lnea corta de transmisin como se muestra en Fig. 8, que tiene una resistencia despreciable y una reactancia de la serie en ohmios jX por fase. Las tensiones por fase del extremo emisor y del receptor son Vs y Vr, respectivamente. Para determinar la potencia activa y reactiva enviada del extremo emisor al receptor, dado que Vs se desfasa con Vr un Angulo .

LapotenciacomplejaS,envoltiamperios,sedaengeneralpor:

S=P+jQ=VI*(VA)(8.1)

dondeI*eselcomplejoconjugadodeI.As,enunabasedelporfase,elextremodel

emisortiene:

Ss=Ps+jQs=VsI*(VA)

DeFig.81(a),sedaIpor

CONCLUSIONES:

En el trabajo se present una introduccin al estudio de los sistemas elctricos de distribucin, de naturaleza radial. Esto permite adquirir conocimiento acerca de los sistemas elctricos, su caracterstica de desbalance y la importancia de llevar a cabo estudios de flujos de potencia y estudios de corto circuito en coordenadas de fase. Esto trae ventajas al tomar decisiones ante cambios en la demanda del sistema, y que las decisiones sean rpidas y correctas. Se cumple con la necesidad de contar con programas digitales que consideren las caractersticas de los sistemas de distribucin y el requerimiento de incluir el desbalance como parte fundamental dentro de las tcnicas de solucin. Se discuti lo publicado en la literatura abierta sobre los mtodos tradicionales de solucin del problema de flujos y la idea de que stos mtodos no tienen buenas caractersticas de convergencia, cuando se emplean en la solucin de redes de distribucin. Se mostr de manera grfica la exactitud de cinco mtodos de solucin, demostrando que son una buena opcin para el anlisis de sistemas elctricos de distribucin. Se emple para fines de referencia al mtodo Newton-Raphson, ya que este mtodo mostr que no tiene problemas de convergencia para resolver sistemas radiales de distribucin. Se present un sexto mtodo de solucin, sobre la base del mtodo Znodai implcita, el cual toma ventaja de modificaciones de su caracterstica por el manejo del empaquetamiento de la informacin; lo que lo hace un mtodo eficiente en el uso de los recursos computacionales como son: tiempo de ejecucin y memoria empleada. A este mtodo se denomin Znodai implcita empaquetada. Sobre las caractersticas del mtodo Zn0dai implcita empaquetada, al ser empleado para la solucin de flujos de potencia trifsicos, se explica la metodologa de solucin al resolver un sistema de prueba pequeo, pero que cuenta con todas las condiciones que se requieren como son: desbalance, topologa y demanda no balanceada. Se lleg a la conclusin de que el mtodo es adecuado ya que se obtuvieron resultados satisfactorios con un nmero de iteraciones. Se menciona, sin embargo, que el tiempo de ejecucin y el nmero de iteraciones se incrementa por el uso de tres veces el tamao del orden de los vectores al emplear una modelacin trifsica. Se present la formulacin para estudio de fallas, usando las matrices nodales de falla. Se presentaron las matrices nodales de falla ms comunes en un sistema elctrico y su correspondiente matriz de impedancia y/o de admitancia de falla. Se aplic el estudio de fallas al mismo sistema de distribucin que se us para la solucin del problema de flujos de potencia. Se lleg a la conclusin que deben emplearse formulaciones alternas para resolver la corriente de falla, en caso de que no se pueda escribir la matriz de impedancia nodal de la falla; por no tener conexin a referencia.

BIBLIOGRAFIA

STEVENSON,WilliamD.AnlisisdeSistemasElctricosdePotencia.EdicionesdelCastillo.

WILHELMI,JosRomn.SistemasElctricosdePotencia.E.T.S.IngenierosdeCaminos,CanalesyPuertos.Madrid

http://ai2.diee.unican.es/asignatura/ICCP/3369_SE_pdf/SE-513-TRANSPORTE%20DE%20ENERGIA%20ELECTRICA_20121203.pdf

Pgina 1