ESCUELA POLITECNICA NACIONALFACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICALABORATORIO DE INTRODUCCION A SEP

INFORME

Prctica # 08 Tema: Estudio de Flujos de Potencia

Fecha de Realizacin: 2014 / 04/014 Ao mes da

Realizado por:GR5

Alumno(s): Mauricio Cuichan Grupo: (Espacio Reservado)Fecha de entrega:

Sancin: ______________________________________________________________

INFORME N8Ttulo: Estudio de Flujos de PotenciaObjetivo: Utilizar el programa de simulacin de sistemas elctricos de potencia Power Factory de DigSILENT, para resolver los problemas planteados.Desarrollo:El diagrama unifilar de un pequeo sistema de potencia de 9 barras se muestra en la figura 1. Resolver los siguientes problemas utilizando el paquete computacional Power Factory.

Fig1. Diagrama Unifilar y Datos de Generacin y Carga.

CASOS:a) Correr un flujo de potencia para el sistema original. Determinar si existen violaciones en los niveles de voltaje, asumiendo que para condiciones normales de funcionamiento, los voltajes de barra deberan estar entre 0,95 y 1,10 p.u.b) Ajustar los voltajes de la barras PV hasta que todos los generadores trabajen con factor de potencia unitario.c) Con el sistema original, suponga que los trasformadores tienen cambiadores de taps, que pueden ser cambiados desde 0,90 hasta 1,10 p.u en pasos de 0.025 p.u. determinar los taps requeridos para lograr que los generadores trabajen con factor de potencia inductivo.d) Para el sistema de potencia original, encontrar los MVAr nominales de un banco de capacitores a instalarse en la barra 5 necesarios para incrementar el voltaje de dicha barra a 1,00 p.u.e) Suponer que la lnea entre las barras 5 y 7 es removida para mantenimiento, correr el programa otra vez y determinar si sera una condicin aceptable en la operacin del sistema. Si no es as, determinar la cantidad de carga que debe ser cortada en la barra 5 para mantener el voltaje sobre 0,95 p.u. (cortar el mismo porcentaje de MW Y MVAr).

INFORME1. Presente y analice los resultados convenientemente tabulados y referenciados.Caso a)BarrasVoltaje(Kv)Voltaje(p.u)Angulo(deg)

B117.161.040

B218.451.025-140.72

B314.1451.0254.664745

B4235.93131.025788-2.216789

B5228.99510.9956309-3.988807

B6232.91051.012654-3.6874

B7235.9271.0257693.719696

B8233.65291.0158820.7275324

B9237.44121.0323531.96671

LneasCargabilidad(%)Perdidas(MW)Perdidas(Mvar)

4_514.153860.2575141-15.79396

4_68.6091810.1664071-15.51354

5_721.449572.299971-19.69358

6_915.427141.353847-31.53156

7_818.941380.475336-11.50132

8_98.4552850.08799654-21.17657

Como se puede observar en la tabla todos los voltajes en las barras se encuentran entre 0,95 y 1,10 p.u, que son las condiciones normales de funcionamiento, por lo que se concluye que no existen variaciones de voltaje en este sistema.Caso b)

BarrasVoltaje(Kv)Voltaje(p.u)Angulo(deg)

B117.161.040

B218.510031.028335-140.9242

B314.489451.049964.316771

B4236.95021.030218-2.20488

B5230.34261.00149-3.983178

B6235.2031.022622-3.690757

B7237.61271.0330993.573047

B8236.50441.028280.5901551

B9241.73711.0510311.729759

LneasCargabilidad (%)Perdidas(MW)Perdidas(Mvar)

4_513.889670.2483493-16.05497

4_67.8579330.1488121-15.84098

5_721.291712.252662-20.3415

6_915.431821.335815-32.66983

7_818.754880.4693148-11.85353

8_99.575180.1091711-21.66869

Para lograr que los generadores PV trabajen con factor de potencia unitario se tuvo que aumentar el voltaje del generador 2 a 1.028335 p.u. y el generador 3 a 1.04996 p.u. En este punto los generadores no entregan potencia reactiva.Al hacer este cambio como se observa las prdidas de potencia activa disminuyen en cierto porcentaje, de la misma manera la cargabilidad de las lneas disminuyen.Tambin se puede concluir que los voltajes en las barras estn dentro del rango permitido por ende no existe ninguna violacin en los niveles de voltaje.Caso c):Transformadorat sidePosicin del TAP

T1HV5

T2HV6

T3HV7

BarrasVoltaje(Kv)Voltaje(p.u)Angulo(deg)

B117.161.040

B218.451.025-141.2161

B314.1451.0254.160991

B4238.69711.037813-2.18473

B5233.36611.014635-3.965564

B6238.35311.036318-3.691941

B7242.44391.0541043.237814

B8241.66361.0507110.3618685

B9247.00961.0739551.437774

LneasCargabilidad (%)Perdidas(MW)Perdidas(Mvar)

4_512.782540.2122049-16.73365

4_67.8375630.1449725-16.20862

5_721.263392.19003-21.73291

6_915.825881.324538-34.09574

7_818.486890.4530747-12.66513

8_99.6420050.1083643-22.67193

GeneradorP.Activa (MW)P.Reactiva(Mvar)fp

171.433185.309850.9972487

21632.3286210.999898

385.000025.8435350.9976452

Se escogi colocar los Taps en el lado de alta, por razn de un mejor entendimiento del procedimiento, ya que si se requiere aumentar el voltaje en cierta barra lo nico q tenemos que hacer es aumentar el nmero de Tap, el mismo procedimiento se lo realizo para cada transformador.Al analizar los voltajes en las barras se observa que estos se encuentran dentro del rango permitido.El porcentaje de cargabilidad de las lneas tambin sufre una disminucin en comparacin al caso a.Tambin las prdidas activas disminuyeron en comparacin al primer caso.Caso d):BarrasVoltaje(Kv)Voltaje(p.u)Angulo(deg)

B117.161.040

B218.451.025-140.73

B314.1451.0254.673923

B4236.39981.027825-2.211054

B5230.24231.000000-3.988647

B6233.28121.014266-3.673489

B7236.2371.0271173.71704

B8233.90011.0169570.735372

B9237.58241.0329671.977492

LneasCargabilidad (%)Perdidas(MW)Perdidas(Mvar)

4_513.444430.2330402-16.13407

4_68.6638110.1676067-15.5659

5_721.34792.286-19.97186

6_915.452571.350342-31.62802

7_818.927410.4740873-11.54878

8_98.3777580.08663111-21.22422

Para lograr que el voltaje en la barra 5 tenga un valor de 1.pu. se tuvo que colocar un banco de capacitores con un valor de 6Mvar.Lo primero que observamos es que los voltajes en todas las barras cumplen con el rango permitido.Tambin se observa que las prdidas totales en las lneas disminuyen por razn a que se garantiza un voltaje estable en las barras.La cargabilidad en la lnea tambin se reduce por lo que se podra decir que al inyectar reactivos en el sistema la cargabilidad de las lneas reducen su valor.Caso e)Al retirar la lnea entre las barras 5 y 7 se obtuvo los siguientes resultados.BarrasVoltaje(Kv)Voltaje(p.u)Angulo(deg)

B117.161.040

B218.451.025-119.7744

B314.1451.02517.19306

B4228.98550.9955891-2.557387

B5215.74270.9380116-8.829379

B6224.20660.97481130.309731

B7233.91631.01702724.61735

B8230.22231.00096618.05851

B9234.34361.01888514.45933

Por lo que se puede observar en la tabla, el voltaje de la barra 5 tiene un valor por debajo del permitido que es de 0.95 p.u. por lo que esta no es una condicin aceptable del sistema.La razn de que este voltaje baje, es que la potencia que debera fluir por la lnea deshabilitada tiene recorrer un camino ms largo, lo cual genera mayor cargabilidad debido a que la corriente aumenta.Para solucionar este problema y garantizar que al menos el voltaje en la barra 5 sea de 0.95 p.u. se procedi a disminuir en un 10% la cantidad de carga presente en dicha barra.Lo cual nos queda que la carga tiene un valor de P=112.5MW Y Q=45Mvar, este cambio nos arroja los siguientes resultados:BarrasVoltaje(Kv)Voltaje(p.u)Angulo(deg)

B117.161.040

B218.451.025-119.3936

B314.1451.02517.57818

B4230.10781.000469-2.134082

B5218.69330.9508403-7.679094

B6225.04790.9784690.7235277

B7233.96811.01725324.99944

B8230.33311.00144818.4435

B9234.52811.01968814.84661

2. Analice matemticamente los resultados obtenidos en cada caso.Al analizar matemticamente el problema si tiene un sistema de ecuaciones no-lineales de la forma:

La primera ecuacin se obtiene aplicando LCK (ley de corriente de Kirchhoff), mientras que la segunda nos indica las caractersticas de los elementos del pertenecientes al sistema.Para resolver dichas ecuaciones se tiene que utilizar mtodos de anlisis numrico, en este caso el programa DigSILENT utiliza el mtodo de Newton Raphson.

Estas dos ecuaciones representan un conjunto de ecuaciones no-lineales al expandir mediante serie de Taylor se obtiene la siguiente representacin.

Donde:Potencia activa (ngulo del voltaje).

Potencia activa (magnitud del voltaje).

Potencia reactiva (ngulo del voltaje)

Potencia reactiva (magnitud del voltaje)

Como se puede observar en las ecuaciones al variar un parmetro de cualquier parte del sistema, esta variacin va a provocar que todos los dems parmetros de las partes restantes tambin varen. Presente sus comentarios y conclusiones. Mediante este sistema y al analizar el flujo de potencia se estudi diferentes casos que podran presentarse. Se observ el efecto que puede producir en la cargabilidad de la lnea al quitar de funcionamiento a una de estas. Se conoci que el efecto que causa el colocar una compensacin capacitiva es reducir la cargabilidad de la lnea. El colocar a un trasformador con Taps nos da la facilidad de controlar el voltaje en las barras y por ende tener un sistema ms estable. El hecho de quitar de funcionamiento una lnea provoca que la cargabilidad del sistema aumente pudiendo llegar a superar el lmite permitido, razn por la cual una de las soluciones en la vida practica seria disminuir la carga, por ende disminuir la corriente y asi tratar de estabilizar el sistema.

BIBLIOGRAFA:[1]JOHN J.GRAINGER, 1996; Anlisis de Sistemas de Potencia, primera edicin (espaol), Mxico, McGraw-Hill.[2]Dr. CARLOS GALLARDO, 2013; Flujos de Carga, EPN.