Control de tensión y resonancia de frecuencia en redes eléctricas inteligentes.

Luna Alvarez, Miguel Angel (2018) Control de tensión y resonancia de frecuencia en redes eléctricas inteligentes. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Publicación No. Miguel Angel Luna Alvarez, Ing. Eléctrico. Universidad Autónoma de Nuevo León, 2016 Profesor asesor: Dr. Arturo Conde Enriquez La penetración de generación distribuida hoy en la actualidad es una realidad que va en aumento y evolucionando rápidamente; estas nuevas fuentes no regulables conformadas principalmente por generación eólica y solar presentan muchas ventajas tanto económicas como medioambientales, pero todo este desarrollo conlleva a desventajas en la operación de redes eléctricas. Se a demostrado que dichas fuentes interconectadas al sistema de distribución presentan problemas con el déficit de reactivos, ya que este tipo de generación no producen los suficientes reactivos para poder controlar el voltaje del sistema, aunado a esto con la carga de la demanda y la estructura topológica del sistema el problema de control de voltaje se torna complicado. Otro problema que se presenta en una red inteligente es el aumento de la electrónica de potencia y las cargas no lineales, las cuales tienen como efecto producir en el sistema puntos de resonancia. En este trabajo se analizará el problema de un sistema de prueba académico al cual se le agregará generación distribuida (eólica y solar) y cargas no lineales para obtener las condiciones de operación sujetas a un déficit de voltaje combinando la resonancia de frecuencia debido a la activación de sistemas de control. Después de analizar los problemas presentes en el sistema de prueba se propone un método para controlar el voltaje, el cual consiste en ubicar fuentes reactivas en diversos puntos del sistema determinando cual de ellos es la ubicación mas eficiente. Para realizar dichas ubicaciones se realiza un estudio de coeficientes de sensitividad para determinar los nodos mas susceptibles para poder lograr el control de voltaje determinando los nodos óptimos para la ubicación de capacitores se obtienen los nodos sujetos a control. Este escenario se considera de planeación. Debido a que la operación intermitente de las fuentes y la topología de las redes inteligentes puede ser altamente dinámica. La conexión de los bancos de capacitores deben ser considerados también dinámicos. Así se tendrá una conmutación dinámica de los capacitores en los nodos seleccionados sensibles , para las diversas condiciones de regulación de voltaje que requiera la red inteligente. Dentro de este estudio también se considera los puntos de resonancia que se presentan en el sistema al tener la ubicación de la fuente reactiva, este estudio de calidad de la energía consiste en determinar el THD de todos los nodos del sistema para poder ver el efecto de aumento de magnitud en las corrientes debido a la resonancia de frecuencia que dicha fuente reactiva puede ocasionar. Cuando se tenga los valores de THD del sistema se determinará si esa ubicación es la mejor opción para poder controlar el voltaje y a la misma vez cuidar la calidad de la energía; de no ser así, el programa buscar una nueva ubicación donde si cumpla con las condiciones que se le asignen. Los resultados obtenidos en los diversos escenarios operativos analizados demuestran que el sistema propuesto para el control de voltaje y resonancia de frecuencia logra mantener los voltajes dentro de los rangos operativos y los valores de THD sonmitigados a los rangos especificados.

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