Análisis de Estabilidad de Voltaje en un Sistema de Subtransmisión, Mediante Curvas QV – PV y Análisis Modal

Contenido principal del artículo

Rogger Peña
Hólger Santillán
Juan Morales

Resumen

La inestabilidad de voltaje en un sistema eléctrico de subtransmisión de la Provincia de Manabí se puede presentar de diferentes maneras como: aumento de la carga, operabilidad del máximo rendimiento de la máquina, puntos de generación muy alejadas, potencias reactivas inductivas muy elevados, entre otros. Todos esto genera problemas en la subtransmisión de potencia eléctrica en los voltajes y ángulos de los nodos del sistema, mediante la obtención de las curvas PV se identificó que la barra de Chone de 69 kV es la más crítica y la QV la barra de Manta de 69 kV en condiciones normales de la red por medio del software de DigSilent. Con la carga aumentada de 0.1 Mvar se harán las proyecciones de demanda utilizando la matriz jacobiana reducida para obtener los factores de participación, en donde la más crítica de los ramales es la subestación de Quevedo que tiene 0.8986 y la generación de Daule-Peripa que llega a tener un valor de 1, en donde todas estas operaciones se la realizaron en Matlab. La necesidad de este análisis de estudio es de gran importancia, ya que con esos valores de proyección se crearán una inestabilidad de voltaje y llegaría a colapsar la red.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Métricas

Cargando métricas ...

Detalles del artículo

Cómo citar
Peña, R., Santillán, H., & Morales, J. . (2021). Análisis de Estabilidad de Voltaje en un Sistema de Subtransmisión, Mediante Curvas QV – PV y Análisis Modal. INGENIO, 4(2), 4–15. https://doi.org/10.29166/ingenio.v4i2.3165
Sección
Artículos
Biografía del autor/a

Rogger Peña, Instituto Superior Tecnológico Simón Bolívar, Guayaquil

Docente, Carrera de Electricidad y Carrera de Electromecánica

Hólger Santillán, Universidad Politécnica Salesiana, Guayaquil

Docente, Carrera de Telecomunicaciones

Juan Morales, Universidad Politécnica Salesiana, Guayaquil

Docente, Carrera de Electricidad

Citas

P. D. E. Distribución, “Voltage Stability Analysis in Power Distribution Feeder Reconfiguration,” vol. 33, no. 41, pp. 30–35, 2009.

ARCONEL 006/2020, “Resolución No. ARCONEL-006/2020,” pp. 1–58, 2020, [Online]. Available: http://www.cna-ecuador.com/wp-content/uploads/2020/06/Reg-Sust-Reg-ARCONEL001-20-Directorio-res-006-20-firm.pdf.

ARCONEL, “RESOLUCIÓN Nro. ARCONEL-053/18,” Arconel, pp. 1–40, 2018.

M. A. Joodi, I. K. Ibraheem, and F. M. Tuaimah, “Power transmission system midpoint voltage fixation using SVC with genetic tuned simple PID controller,” Int. J. Eng. Technol., vol. 7, no. 4, pp. 5438–5443, 2018, doi: 10.14419/ijet.v7i4.24799.

B. Brusiłowicz, W. Rebizant, and J. Szafran, “A new method of voltage stability margin estimation based on local measurements,” APAP 2011 - Proc. 2011 Int. Conf. Adv. Power Syst. Autom. Prot., vol. 3, pp. 2443–2447, 2011, doi: 10.1109/APAP.2011.6180655.

G. Chen, J. L. Moiola, and H. O. Wang, “Bifurcation control: Theories, methods, and applications,” Int. J. Bifurcat. Chaos, vol. 10, no. 3, pp. 511–548, 2000, doi: 10.1142/S0218127400000360.

Z. Wang, X. Yin, Y. Chen, J. Lai, L. Li, and Z. Qi, “DSTATCOM integrated with Y-y connection transformer for reactive power compensation,” Int. J. Electr. Power Energy Syst., vol. 117, no. September 2018, p. 105721, 2020, doi: 10.1016/j.ijepes.2019.105721.

T. Cui, Y. Shen, Z. Hu, J. Song, H. Guo, and X. Wang, “Voltage Regulation of Synchronous Condensers and Switching Capacitors in Power Grids with a UHV DC/AC System,” Proc. - 2018 3rd Int. Conf. Smart City Syst. Eng. ICSCSE 2018, no. 1, pp. 552–556, 2018, doi: 10.1109/ICSCSE.2018.00118.

V. F. Pires, A. V. Pombo, and J. M. Lourenço, “Multi-objective optimization with post-pareto optimality analysis for the integration of storage systems with reactive-power compensation in distribution networks,” J. Energy Storage, vol. 24, no. April, p. 100769, 2019, doi: 10.1016/j.est.2019.100769.

M. Hasani and M. Parniani, “Method of combined static and dynamic analysis of voltage collapse in voltage stability assessment,” Proc. IEEE Power Eng. Soc. Transm. Distrib. Conf., vol. 2005, pp. 1–6, 2005, doi: 10.1109/TDC.2005.1547182.

M. S. Saddique et al., “Solution to optimal reactive power dispatch in transmission system using meta-heuristic techniques―Status and technological review,” Electr. Power Syst. Res., vol. 178, no. August 2019, p. 106031, 2020, doi: 10.1016/j.epsr.2019.106031.

B. Singh and R. Kumar, “A comprehensive survey on enhancement of system performances by using different types of FACTS controllers in power systems with static and realistic load models,” Energy Reports, vol. 6, pp. 55–79, 2020, doi: 10.1016/j.egyr.2019.08.045.

S. Chansareewittaya, “Optimal Allocations of FACTS Controllers for Economic Dispatch using Evolutionary Programming,” ICSEC 2017 - 21st Int. Comput. Sci. Eng. Conf. 2017, Proceeding, vol. 6, pp. 1–4, 2018, doi: 10.1109/ICSEC.2017.8443901.

M. Tituaña and D. Carrión, “Análisis de inestabilidad de tensión en el sistema eléctrico de potencia usando el análisis modal,” p. 22, 2016.

P. Cao et al., “Analysis of electrical length compensation types for tuned half-wavelength transmission lines,” Int. J. Electr. Power Energy Syst., vol. 115, no. August 2019, p. 105520, 2020, doi: 10.1016/j.ijepes.2019.105520.

P. A. Löf, T. Smed, G. Andersson, and D. J. Hill, “Fast calculation of a voltage stability index,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 7, no. 1, pp. 54–64, 1992, doi: 10.1109/59.141687.

M. MIRANDA, “DISEÑO DE SISTEMA DE GENERACIÓN FOTOVOLTAICA PARA VIVIENDAS CONECTADAS A LA RED DE DISTRIBUCIÓN, EN EL CONTEXTO DE LA LEY N° 20.571,” 2016.

Á. A. Recalde, “Estabilidad De Los Sistemas De Potencia: Problemáticas en escenarios complejos,” ResearchGate, vol. 1, no. October 2014, p. 6, 2015, [Online]. Available: https://www.researchgate.net/profile/Angel_Recalde/publication/273450101_ESTABILIDAD_DE_LOS_SISTEMAS_DE_POTENCIA_PROBLEMATICAS_EN_ESCENARIOS_COMPLEJOS/links/550204b60cf2d60c0e62981f/ESTABILIDAD-DE-LOS-SISTEMAS-DE-POTENCIA-PROBLEMATICAS-EN-ESCENARIOS-COMPL.

A. Amer, “Voltage Collapse Prediction for Interconnected Power Systems,” Morgantown, West Virginia, 2000, [Online]. Available: http://www.wvuscholar.wvu.edu:8881/exlibris/dtl/d3_1/apache_media/L2V4bGlicmlzL2R0bC9kM18xL2FwYWNoZV9tZWRpYS80OTg5.pdf.

N. Manjul and M. S. Rawat, “PV/QV Curve based Optimal Placement of Static Var System in Power Network using DigSilent Power Factory,” 8th IEEE Power India Int. Conf. PIICON 2018, pp. 1–6, 2018, doi: 10.1109/POWERI.2018.8704441.

A. C. Zambroni De Souza, F. W. Mohn, I. F. Borges, and T. R. Ocariz, “Using PV and QV curves with the meaning of static contingency screening and planning,” Electr. Power Syst. Res., vol. 81, no. 7, pp. 1491–1498, 2011, doi: 10.1016/j.epsr.2011.02.012.

V. N. Sewdien, R. Preece, J. L. R. Torres, and M. A. M. M. Van Der Meijden, “Evaluation of PV and QV based voltage stability analyses in converter dominated power systems,” Asia-Pacific Power Energy Eng. Conf. APPEEC, vol. 2018-October, pp. 161–165, 2018, doi: 10.1109/APPEEC.2018.8566421.

M. A. Ríos, A. Torres M., and M. T. de Torres, “Estabilidad de voltaje en sistemas de potencia: Caso de aplicación a la EEB,” Rev. Ing., no. 8, pp. 19–24, 1997, doi: 10.16924/revinge.8.4.

H. G. P. Kesse, “C=min],” no. July, p. 9935, 1986.

M. Qemali, R. Bualoti, and M. Çelo, “N-1 Criterion , Albanian Power System Case,” pp. 1–8, 2016.

R. S. Moura, A. C. Zambroni de Souza, B. I. Lima Lopes, and F. W. Mohn, “Effects of QV curves in the dynamic behaviour of power systems,” IET Gener. Transm. Distrib., vol. 10, no. 12, pp. 2861–2870, 2016, doi: 10.1049/iet-gtd.2015.1042.

D. Eltigani, “Method of Computing Maximum Loadability , Using Continuation Power Flow ,” pp. 0–4, 2013.

A. Bonini Neto and D. Amancio Alves, “Singularities Analysis of the Jacobian Matrix Modified in the Continuation Power Flow: Performance Evaluation,” IEEE Lat. Am. Trans., vol. 15, no. 11, pp. 2137–2143, 2017, doi: 10.1109/TLA.2017.8070419.

K. Vu, M. M. Begovic, D. Novosel, and M. M. Saha, “Use of local measurements to estimate voltage-stability margin,” IEEE Power Ind. Comput. Appl. Conf., pp. 318–323, 1997.

D. Hau and A. Lee, “Equivalent Nodal Analysis,” vol. 31, no. 1, pp. 454–463, 2016.

N. C. Yang and H. C. Chen, “Decomposed Newton algorithm-based three-phase power-flow for unbalanced radial distribution networks with distributed energy resources and electric vehicle demands,” Int. J. Electr. Power Energy Syst., vol. 96, no. September 2017, pp. 473–483, 2018, doi: 10.1016/j.ijepes.2017.09.042.

T. Van Cutsem, “Voltage instability: Phenomena, countermeasures, and analysis methods,” Proc. IEEE, vol. 88, no. 2, pp. 208–227, 2000, doi: 10.1109/5.823999.

Y. Song, D. J. Hill, and T. Liu, “State-in-mode analysis of the power flow Jacobian for static voltage stability,” Int. J. Electr. Power Energy Syst., vol. 105, no. September 2018, pp. 671–678, 2019, doi: 10.1016/j.ijepes.2018.09.012.

O. D. Montoya, W. Gil-Gonzalez, and V. M. Garrido, “Voltage stability margin in DC grids with CPLs: A recursive Newton-raphson approximation,” IEEE Trans. Circuits Syst. II Express Briefs, vol. 67, no. 2, pp. 300–304, 2020, doi: 10.1109/TCSII.2019.2904211.

P. Li, H. Su, C. Wang, Z. Liu, and J. Wu, “PMU-Based estimation of voltage-to-power sensitivity for distribution networks considering the sparsity of jacobian matrix,” IEEE Access, vol. 6, no. c, pp. 31307–31316, 2018, doi: 10.1109/ACCESS.2018.2841010.

W. Xu, Y. Mansour, and B. C. Hydro, “Voltage stability analysis using generic dynamic load models,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 9, no. 1, pp. 479–493, 1994, doi: 10.1109/59.317575.

G. K. Morison, B. Gao, and P. Kundur, “Voltage stability analysis using static and dynamic approaches,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 8, no. 3, pp. 1159–1171, 1993, doi: 10.1109/59.260881.

M. K. Pal, “Voltage stability conditions considering load characteristics,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 7, no. 1, pp. 243–249, 1992, doi: 10.1109/59.141710.

B. Gao, G. K. Morison, and P. Kundur, “Voltage Stability Evaluation using Modal Analysis,” IEEE Power Eng. Rev., vol. 12, no. 11, p. 41, 1992, doi: 10.1109/MPER.1992.161430.