ANÁLISIS DE CONTINGENCIAS DE LA CIUDAD DE PEREIRA

ANÁLISIS DE CONTINGENCIAS EN EL SISTEMA ELÉCTRICO DE PEREIRA

JULIÁN RINCÓN BETANCURTH

1088008960

PRESENTADO A: ANTONIO ESCOBAR ZULUAGA

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA

FACULTAD DE TECNOLOGÍA ELÉCTRICA

PROGRAMA DE TECNOLOGÍA ELÉCTRICA

2015

OBJETIVOS

• Realizar en NEPLAN el sistema eléctrico de Pereira con la carga demanda en la hora 19.
• Colocar una potencia de 20 MW en el generador de Cartago (PV).
• Realizar contingencias simples N-1.
• Realizar contingencias dobles N-2.
• Realizar contingencias triples N-3.
• Darle solución a las tres contingencias más severas.

ANALISIS DE CONTINGENCIAS

La contingencia es el evento que ocurre cuando un elemento de la red es  retirado o sale de servicio por causas imprevistas o programadas o en otras palabras es cuando se deja fuera de operación (N-1) ó varios (N-k) elementos del sistema.

Dentro de los elementos que pueden quedar fuera de servicio se encuentran los siguientes:

1- Líneas de transmisión.

2- Transformadores.

3- Generadores (excepto  el slack).

4- Cargas.

5- Condensadores, reactores de línea, compensadores estáticos.

Cuando un elemento sale del servicio puede producir sobre el sistema los siguientes efectos:

a) Sobrecargas en líneas y transformadores; (Pij>Pijmax; Iij>Iijmax).

b) Tensiones por fuera de los valores limites; (Vi>Vimax; Vi>Vimax).

c) Cambio en la abertura angular: ∆ij>∆ijmax (perdida de sincronismo de los generadores).

Un estudio de contingencias debe cumplir 2 requisitos mínimos:

1- Ser eficiente (muchos análisis en muy poco tiempo).

2- Ser confiable (se debe construir una lista de eventos por orden de seguridad).

1. PRUEBAS Y RESULTADOS

Se realizó el sistema eléctrico de Pereira en NEPLAN con demanda de potencia (MW) de la hora 19  como se puede observar en la figura 1

[pic 1]

Figura 1.  Caso base de sistema eléctrico de Pereira

Tabla1. Demanda de potencia en la hora 19.

 Este sistema se construyó el sistema de acuerdo a cada elemento que lo compone, como generadores, transformadores de potencia, bancos de condensadores, líneas  de transmisión y cargas.

Luego se modificó cada uno de estos elementos de acuerdo con sus características; para obtener el caso base se colocaron todos los taps de los transformadores en  alguna posición conveniente que va de -5 a 5  y se modificó la tensión del nodo en donde se encuentra el generador de Cartago la cual  es de 100.33% para que la entrada de reactivos por esta zona no supere los límites establecidos (el cual la potencia reactiva es aproximadamente la mitad de la potencia activa) 20Mw (activa) y 10.053 MVAR (reactiva).

Se inyecto en el sistema  una potencia reactiva con tres bancos de condensadores de 5 MVAR cada uno sobre nodos de alta tensión  como 13.2  kV y 13.8 kV. La ubicación en el caso base  de dichos bancos de condensadores nombrados anterior mente fue en los nodos de Cuba 13.2kV (2 Bancos) y  en el nodo de Ventorrillo 13.2 kV (1 Banco).

El nodo de La Rosa fue tomado como nodo compensador o slack ya que por él se importa la mayor parte de potencia activa al sistema de potencia de la ciudad de Pereira, y al mismo tiempo es el nodo más interconectado del sistema.

Se tuvo en cuenta que la tensión de los nodos tenía que mantener un límite determinado el cual está entre 95 % y 105% por esta razón se movió la posición de los taps de los transformadores hasta llegar a  un valor alejado de dichos limites en cada nodo del sistema y así de esta forma evitar sobrepasarlo a la hora de tener una contingencia de cualquier tipo.

 Para las contingencias simples se procedió a retirar de operación un elemento a la vez del sistema para identificar qué elementos salían afectados en el sistema en donde  la mayoría de casos el sistema se mantuvo estable excepto por siete casos donde se presentaron violaciones de límites, la mayoría produjo violaciones graves  de tensión en nodos con un valor de cero de cargabilidad y la salida de transformadores que estaban en paralelo con otros produjeron sobrecarga en dichos transformadores en paralelo .

Tabla 2. Contingencias simples

Para las contingencias dobles se  retiraron de operación todas las posibles combinaciones dobles de elementos del sistema.

Para las contingencias triples se obtuvieron de las cinco más severas de contingencias dobles y se tuvieron en cuenta los siguientes criterios:

• Nivel de tensión del nodo violado.
• Cargabilidad de la línea o transformador.
• Cantidad de elementos afectados
• Nivel o grado de violación

Las cinco contingencias dobles más severas fueron:

Tabla 3. Contingencias dobles más severas según criterios

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