Presentaci

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EQUIVALENTES ESTATICOS DEL SISTEMA
ARGENTINO Introducción     Síntesis de la
teoría     Síntesis del procedimiento para
obtener los equivalentes     Resultados obtenidos
sobre el sistema argentino
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INTRODUCCION -Mediante los métodos de
coherencia lenta descritos en la presentación
anterior se ha obtenido un equivalente dinámico
del sistema argentino.   -Las 192 máquinas del
modelo del sistema conjunto argentino-uruguayo
se han reducido a 60 máquinas -17 uruguayas -6
Salto Grande Argentina -26 argentinas que oscilan
en forma coherente con las uruguayas -10
máquinas equivalentes del resto del sistema
argentino (8 de ellas propiamente equivalentes,2
reales) -Máquina slack (Embalse Nuclear)
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-La cantidad de nodos de la red original es
1773,y de la red equivalente es 1781 (se agregan
los 8 nodos en que las máquinas equivalentes se
conectan a las barras PV originales de las
máquinas equivalentadas)   -Se desea ahora
buscar un equivalente que permita reducir los
nodos de carga y algunos nodos de generación
poco importantes del sistema externo,de forma
que el tamaño del sistema equivalente sea más
manejable.   -El nuevo equivalente se forma a
partir de la linealización de las ecuaciones
algebraicas del sistema en torno al punto de
equilibrio inicial,de ahí que se hable de un
equivalente estático.
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-El criterio para construir el nuevo equivalente
es que se conserve en forma exacta el punto de
equilibrio inicial ,y en forma aproximada los
flujos de carga en el área en estudio (aun fuera
del punto de equilibrio inicial.)   -Al ser un
proceso de reducción lineal sobre las ecuaciones
algebraicas,es fácil?? ver que no debería
alterarse sustancialmente la precisión del
equivalente final en lo que tiene que ver con su
respuesta dinámica
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SINTESIS DE LA TEORIA Referencias   -Studies on
Power System Load Flow equivalencing
(Deckman,Pizzolante y otros,PAS-99,Diciembre
1980)   -Manual de uso del Programa CESI,Capitulo
2   -PSS/E Program Application Guide,Vol.1,Cap.8
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(No Transcript)
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Desarrollo básico   El equivalente estático se
forma a partir de las ecuaciones lineales
tensión-corriente de la red en el punto de
equilibrio.   Si denominamos b a los nodos
del área en estudio (excluyendo los nodos
frontera) f a los nodos frontera e a los
nodos del área externa podemos formular las
siguientes ecuaciones matriciales en el punto de
equilibrio  IbYbb.Vb Ybf.Vf 0.Ve
  IfYfb.Vb Yff.Vf Yfe.Ve   Ie0.Vb
Yef.Vf Yee.Ve
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ComentarioEn caso que se desee retener
explícitamente nodos del área externa,éstos se
tratan como si fuesen nodos frontera (sus
parámetros se incorporan a las variables
f)   Recordamos que en estas ecuaciones
tensión-corriente las potencias activas y
reactivas consumidas o generadas aparecen como
consumos o inyecciones de corriente, calculadas
a partir de las potencias y las tensiones en el
punto de equilibrio. Despejando Ve de la
última ecuación   Ve Yee-1 ( Ie - Yef.Vf )
y sustituyendo en la segunda ecuación
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IfYfb.Vb Yff.Vf en que   If If
Yfe.Yee-1 Ie   Yff Yff Yfe.Yee-1.Yef   Se
reduce así el orden del sistema de ecuaciones,a
costa de conectar a los nodos f fuentes de
corriente If (en vez de las fuentes If
originales) , de interconectar los nodos f por
ramas ficticias (representadas por los elementos
fuera de la diagonal de la matriz de admitancias
Yff ) en vez de las ramas originales,así como de
conectar admitancias shunt a tierra en los
nodos f ( calculadas a partir de los elementos
fuera de la diagonal y diagonales de Yff
)   Las ecuaciones del área en estudio (nodos
b) no se modifican.
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Se obtiene así un equivalente estático del área
externa que (como todos los equivalentes de los
sistemas de potencia) es exacto en el punto de
equilibrio en el cuál se calculó y aproximado
cuando se cambia el punto de equilibrio en el
área en estudio.   Recordar que esto se debe a
las no linealidades de las condiciones de borde
de la red de potencia   Ejemplo Cambian las
cargas en el área en estudio ? Cambian las
tensiones en las barras PQ del sistema ? Cambian
las inyecciones de corriente asociadas a las
cargas de potencia constante del área
externa? Cambia Ie ? Cambia If y,por lo
tanto,el equivalente externo.
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Variaciones de la teoría básica   En base a la
aplicación práctica de estas fórmulas,en la
literatura se recomiendan diversas variaciones a
la teoría básica para mejorar el desempeño del
equivalente fuera del punto de equilibrio de
cálculo,en particular   1) Retención de barras
PV importantes No eliminar del área externa las
barras PV importantes (con despacho grande de
activa o reactiva). Se trata así de evitar que
las tensiones en el área externa (y,por lo
tanto,el equivalente teórico del área externa)
cambien sensiblemente al cambiar las condiciones
en el área en estudio.
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2) Método de inyección de Ward Modelar las
impedancias shunt (capacitancias de líneas,
cargas de impedancia constante,reactores y
capacitores para compensar reactiva) importantes
como inyecciones de corriente en el punto de
equilibrio y no como impedancias. La idea es
evitar que en los equivalentes aparezcan shunts
muy grandes (de admitancia muy grande)
conectados a los nodos frontera,que inyecten
cantidades irreales de reactiva en el área en
estudio al cambiar las tensiones en los nodos
frontera.
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SINTESIS DEL PROCEDIMIENTO PARA OBTENER LOS
EQUIVALENTES 1)Se parte de un flujo convergido y
datos dinámicos en formato PSS/E, cuidando de
-eliminar las islas y las barras
aisladas -bloquear los automatismos (taps de
transformadores y shunts) - abrir los límites
de reactiva de las máquinas   2)Se convierte el
archivo PSS/E a PSAT   3)Se forma en PSAT el
equivalente dinámico. El procedimiento puede ser
iterativo,tanteando el número de clusters
adecuado en función del área en estudio elegida
y la precisión de respuesta a las frecuencias
bajas seleccionadas.
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4)Se procesa el equivalente dinámico de forma de
obtener un archivo de datos de flujo en que los
shunts del área externa se convierten en
cargas PQ (método Ward,paso opcional)   5)Se
convierte el archivo PSAT resultante a
PSS/E   6)Se forma el equivalente estático en
PSS/E (actividad EEQV)   7)Se convierte el
equivalente final PSS/E a PSAT y se verifica su
comportamiento ante perturbaciones y cambios de
flujo inicial en el área en estudio (paso
opcional)
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RESULTADOS OBTENIDOS SOBRE EL SISTEMA
ARGENTINO Red utilizadaRégimen hidráulico en
Uruguay, máximo invierno 2003.   Red original192
máquinas,1773 nodos   Red reducida53 máquinas,
344 Nodos   Nodos fronteraColonia Elia,S.Grande
Argentina 500 kV   Representación de la red
argentina en el equivalente 30 máquinas,50
nodos (excluyendo S.Grande)
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Todos los nodos externos son barras PVmáquinas
equivalentes, máquinas reales (clusters de 1
máquinamáquinas que oscilan con Uruguaymáquina
slack) y barras PV ficticias algunas de las
barras terminales de máquinas equivalentadas.
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Verificaciones hechas   Se probó el
comportamiento del equivalente en 3 escenarios
distintos de la red uruguaya  a)Escenario
originalmáximo hidráulico con la
Sexta. b)Posible régimen térmico (sin
Baygorria,con 1 máquina de Terra, con CTR y
Central Batlle) c)Carga reducida al 60
  1)Error cuadrático de las tensiones
(complejas) de barra entre el flujo de cargas
del sistema completo y el hecho con los
equivalentes -Régimen hidráulico
-Con método de Ward0.060
-Sin método de
Ward0.076
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-Régimen térmico
-Con método de Ward0.068
-Sin método de Ward0.077 -Carga
reducida -Con
método de Ward0,066
-Sin método de Ward0,14
2) Error cuadrático en las 11
frecuencias más bajas, régimen hidráulico
-Con método de Ward 7,8
-Sin método
de Ward 7,2     3)Falta trifásica y
apertura de línea Palmar-A 500 kV en los 3
escenarios. Se muestran resultados del
equivalente con Ward,ángulos de máquina
respecto a Salto Grande Uruguay.
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Sexta,Hidráulico
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Palmar,Hidráulico
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Sexta,térmico
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Palmar,térmico
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Sexta,carga reducida
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Palmar,carga reducida
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CONCLUSIONES -Se elaboró un modelo equivalente
de la red argentina, utilizable para realizar
estudios de estabilidad en la red uruguaya en
PSAT o PSS/E   -El modelo responde adecuadamente
frente a cambios del punto de equilibrio inicial
y perturbaciones en la red uruguaya, cuando se
modela el sistema sin reguladores de tensión y
velocidad.
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Aspectos pendientes -Evaluar los
equivalentes cuando se tienen en cuenta los
reguladores existentes -Rehacer el
equivalente para una red argentina más
actualizada -Documentar y mejorar los
programas desarrollados en MatLab.   Posibles
mejoras -Se centran en la parte de formación de
los equivalentes dinámicos, y la principal
sería -Elaborar máquinas equivalentes con
modelos de mayor orden y con reguladores de
tensión y velocidad.