Análisis de flujo de Carga

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA TAMAULIPAS NORTE[pic 1]

                  ENERGÍAS RENOVABLES

PRACTICA #7

ANÁLISIS DE FLUJO DE CARGA[pic 2]

ENSAYO

PROFESOR: ING. MÁXIMO GÓMEZ GUERRERO.

ALUMNO: OSCAR OMAR RIOS MATEOS

Reynosa, Tamaulipas.

30 de  Marzo de 2018

INDICE

ESQUEMA DE FLUJO DE CARGA        3

ALGORITMOS DE FLUJO DE CARGA        4

FLUJOS DE CARGAS EQUILIBRADOS        5

FLUJO DE CARGAS DESEQUILIBRADOS        7

CONCLUSIÓN        8

BIBLIOGRAFÍA        9

ESQUEMA DE FLUJO DE CARGA

El problema del flujo de carga es calcular las magnitudes de voltaje y ángulo de fase en cada bus de una red eléctrica de potencia en condiciones de estado estable. Los estudios de flujo de carga normalmente llamados estudios de flujo de potencia, son sumamente importantes para el diseño, planificación y control de los sistemas eléctricos de potencia, partiendo del diagrama unifilar y los datos de entrada de buses, líneas de transmisión y transformadores. Los buses están relacionados con cuatro variables de estado: magnitud de voltaje Vk, ángulo de fase δk, potencia activa Pk, y potencia reactiva Qk, que para un bus k se especifican como datos de entrada o incógnitas en pareja y en valores por unidad, para la aplicación del algoritmo de flujo de carga, donde por conveniencia la potencia es separada en generación (G) y carga (L).

Un bus k puede clasificarse como:

• Bus de compensación: Solo hay un bus de compensación para todo el sistema, al que regularmente se asigna el número uno. El bus de compensación es una referencia para la cual V1 ∠ δ 1 es generalmente 1.0∠ 0o como dato de entrada.
• Bus de Carga: Este tipo de bus se denomina PQ, para el cual Pk y Qk son datos de entrada y el algoritmo de flujo de carga calcula Vk y δk. Cuando un bus PQ no tiene generación la potencia del bus k es negativa Pk = - PLk, de la misma forma que pudiera ser la potencia reactiva Qk = -QLk.
• Bus de voltaje controlado: Este bus recibe el nombre PV, donde Pk y Vk son datos de entrada y el algoritmo de flujo de carga calcula Qk y δk. Como ejemplos de este tipo de bus se pueden mencionar los que están conectados a generadores, capacitores en derivación desmontables, sistemas de compensación estática VAR y transformadores con cambiadores de tap.

ALGORITMOS DE FLUJO DE CARGA

Los métodos de solución para el problema de flujo de carga se orientan por aspectos como el análisis y evaluación de seguridad, estudios de reconfiguración de las redes de transmision, localización de capacitores, evaluación condiciones iniciales en estudios de fallas, entre otros. Cada estudio requiere una buena combinación de tipos de solución, exacta, ajustable, en línea y de propiedades de los métodos, simplicidad, versatilidad, confiabilidad; a fin de encontrar resultados adecuados a las necesidades propias del problema y en tiempos de solución que permitan analizarlos.

 Los métodos iterativos de Gauss y Gauss-Seidel que utilizan la matriz de admitancias nodal, han resultado adecuados para resolver el problema de flujo de carga pues ocupan poca memoria para calculos, pero presentan problemas de convergencia lenta y en varios casos divergencia.

Las propiedades de convergencia del método de Newton-Raphson son superiores que las de los métodos iterativos de Gauss, pero presenta la desventaja de requerir más espacio de memoria. Sin embargo, estos métodos numéricos no son inequívocos para resolver el problema de flujo de carga, por lo que la búsqueda de algoritmos alternativos más eficientes y confiables continúa. Pueden mencionarse como métodos especiales los derivados del Newton-Raphson y los tipos de soluciones que se obtienen en estudios de flujo de carga convencionales, entre los que pueden mencionarse los métodos de segundo orden, los que calculan factores de aceleración óptimos de convergencia, y en este mismo sentido, los métodos de continuación con aplicaciones en la solución del problema de estabilidad de voltaje.

Método iterativo de Gauss-Seidel

El método iterativo de Gauss-Seidel se utiliza para obtener un valor mejorado del vector solución actualizando sus valores en cuanto se procede con su algoritmo. Para explicar éste método se tomará un sistema que contiene únicamente buses del tipo PQ y el bus compensador para posteriormente extenderlo a buses PV. Las ecuaciones de voltaje de bus Vbus, se expresan en función de los voltajes de buses vecinos a cada bus y su potencia inyectada.

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Método de Newton – Raphson

A pesar de que el empleo del método de Gauss – Seidel está muy implantado, recientemente se presenta gran atención a este método. Con algunos sistemas de una mayor seguridad de convergencia y al mismo tiempo más económico en tiempo de cálculo. Generalmente los programas iterativos comienzan con el método de Gauss-Seidel para conseguir un buen valor de comienzo para el método de Newton - Raphson.

Este método de gran robustez y tiene la ventaja de ser aplicable en redes activas con generación distribuida, aunque como desventaja presenta la necesidad de formación de matriz y bus y su inversión y los largos tiempos de convergencia.

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