
En este libro se presentan de una manera sencilla los conceptos fundamentales para realizar estudios de estabilidad de voltaje, transitoria y de pequeña señal en sistemas eléctricos de potencia, por lo tanto se analizan las respuestas de las variables eléctricas de voltaje, frecuencia y ángulo de par después de ocurrido un disturbio. Para comprender y analizar estos fenómenos físicos se requieren estudiar las características de los diferentes elementos del sistema de potencia, su interrelación y utilizar las herramientas matemáticas específicas para el análisis de cada tipo de estabilidad. También se presentan los conceptos generales sobre el fenómeno físico asociado a cada tipo de estabilidad, su planteamiento matemático, ejemplos resueltos analíticamente en sistemas eléctricos de potencia pequeños, ejercicios de sistemas de potencia resueltos utilizando la herramienta computacional NEPLAN, y el análisis de cada tipo de estabilidad con el fin de comprender los aspectos que influyen en las variables eléctricas más importantes del sistema de acuerdo a cada tipo de estudio.
CONTENIDO
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Capitulo 1
Definición y clasificación de la estabilidad en sistemas eléctricos de potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Definición del régimen estacionario y transitorio de un sistema eléctrico de potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Definición de estabilidad en sistemas eléctricos de potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Relación entre confiabilidad, seguridad y estabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Clasificación de la estabilidad del sistema de potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Estabilidad del ángulo del rotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Estabilidad de frecuencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Estabilidad de voltaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Capitulo 2
Estabilidad de voltaje en régimen estacionario
en sistemas eléctricos de potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Conceptos de estabilidad de voltaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Técnicas de análisis de estabilidad de voltaje en régimen estacionario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Determinar la estabilidad de voltaje calculando los autovalores de la matriz jacobiano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Factores de participación en estabilidad de voltaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Causas de la disminución del margen de estabilidad de voltaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Inestabilidad y colapso de voltaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Compensadores en líneas de transmisión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Métodos de solución de estabilidad de voltaje [5] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Metodología para el mejoramiento de la estabilidad de voltaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Tutorial para analizar un sistema de potencia mediante flujo de carga y cortocircuito en NEPLAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Enunciado del ejemplo 2.5 Flujo de carga y cortocircuito en un sistema eléctrico de potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Solución del ejemplo 2.5 Flujo de carga y cortocircuito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Tutorial para analizar la estabilidad de voltaje de un sistema de potencia utilizando NEPLAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
Enunciado de la tarea de estabilidad de voltaje para el sistema eléctrico de potencia del ejemplo 2.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
Solución estabilidad de voltaje para el sep del ejemplo 2.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
Capitulo 3
Estabilidad transitoria en sistemas eléctricos de potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
Ecuación de oscilación en un generador sincrónico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
Potencia eléctrica entregada por un generador sincrónico en los bornes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
Potencia eléctrica entregada por un generador sincrónico de polos lisos a un barraje infinito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
Límite de estabilidad transitoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
Diferentes tipos de fallas al 50% de la línea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
Ecuaciones de potencia eléctrica transmitida en cada una de las fallas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
Factores que influyen en la estabilidad transitoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
Ecuación de oscilación para dos unidades [2] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
Tutorial de estabilidad transitoria NEPLAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
Reguladores avr y velocidad de la turbina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
Simulación dinámica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
Enunciado de la tarea de estabilidad del sistema eléctrico de potencia del ejemplo 2.5
Para estudio de estabilidad transitoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
Solución estabilidad transitoria para el sep del ejemplo 2.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
Capitulo 4
Estabilidad de pequeña señal en sistemas eléctricos de potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
Representación de estado [1] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
Linealización [1] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
Análisis de estabilidad [1] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
Autovalores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
Autovectores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
Factores de participación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
La estabilidad de pequeña señal de una máquina conectada a un barraje infinito – generador representado por el modelo clásico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
La estabilidad de pequeña señal de una máquina conectada a un barraje infinito – incluyendo el circuito de campo de la máquina sincrónica [1] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396
La estabilidad de pequeña señal de una máquina conectada a un barraje infinito – incluyendo el circuito de campo de la máquina sincrónica y el regulador de tensión (AVR) [1] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412
La estabilidad de pequeña señal de una máquina conectada a un barraje infinito – incluyendo el circuito de campo de la máquina sincrónica, el regulador de tensión (AVR) y el estabilizador de sistemas de potencia (PSS) [1] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422
Tutorial estabilidad de pequeña señal en NEPLAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435
Ejemplo de estabilidad de pequeña señal en un sistema eléctrico de potencia de la Figura 4.37 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460
Solución pequeña señal del ejemplo de la figura 4.37 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
Especificaciones por formato:
ISBN-13: 9789587658644
DOI: 10.25100/peu.7658637
Idioma del texto: Español
Número de edición: 1
País de publicación: Colombia
Año de publicación: 2018
Número absoluto de páginas: 508 páginas
ISBN-13: 9789587658637
DOI: 10.25100/peu.7658637
Idioma del texto: Español
Tamaño: 17 x 24 x 3 cm
Peso: 0.452 kg
Número de edición: 1
País de publicación: Colombia
Año de publicación: 2018
Número absoluto de páginas: 508 páginas
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