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Funciones de Seguridad de un EMS para el Soporte de
la Operación y Mantenimiento del Sistema
Eléctrico de Potencia
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• Restauración más rápida durante la ocurrencia de apagones.
• Operación confiable durante el estado estable.
• Minimizar la ocurrencia de apagones.
• Realizar una operación segura.
• Alto grado de confiabilidad utilizando funciones de seguridad.
• Personal de mantenimiento se soporta en el listado de datos malos del
estimador de estado para direccionar en una forma adecuada el
mantenimiento ante fallos de equipos de medida, transformadores de
potencia (TP) o de corriente (TC), posiciones de cambiadores de
tap, equipos de corte, enlace de telecomunicaciones, etc.
Centro de control de energía
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• Poseen programas de manejo de energía que permiten realizar la
función de operación y supervisión de una manera segura y confiable.
• Estos programas validan la base de datos de tiempo real.
• Preventivamente, el personal de operación puede verificar el
comportamiento de la red en estado estable.
• Modelar posibles contingencias en el sistema eléctrico de potencia
(SEP) y efectuar acciones preventivas que mantengan el SEP en
estado normal o seguro.
Funciones de seguridad
5Sistema Eléctrico de Potencia
Un sistema moderno de manejo de energía se caracteriza por:
• Funciones de seguridad (supervisión y control) que han sido integradas al
esquema jerárquico de control.
• Funciones de pronóstico económico que son parte integral del sistema.
• El objetivo de la adquisición y procesamiento de datos es obtener una
estimación exacta del estado operativo del SEP.
• El procesamiento de datos en el EMS esta compuesto por la
topología de la red (configurador de la red), y el estado del sistema es
construido por el estimador de estado.
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Estimador de estado (ES)
• Las medidas son usualmente alteradas con errores.
• Tomar más medidas que el mínimo requerido para determinar el
estado el sistema (medidas redundantes).
• Teoría estocástica de estimación de estado se calcula la mejor
estimación del estado del sistema.
• La observabilidad es una característica que es definida como la
habilidad del estimador de estado para determinar el estado del
sistema desde las medidas disponibles.
Subsistema de adquisición y procesamiento de datos
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Los objetivos del ES son:
• Suministrar un modelo del sistema confiable en tiempo real.
• Suministrar una confiable reconstrucción de las condiciones de
operación del sistema.
• Identificar y rechazar los datos malos.
• Suministrar un modelo del sistema confiable en tiempo real para
otras aplicaciones.
• Capacidad de suministrar una calibración remota de las medidas.
Subsistema de adquisición y procesamiento de datos
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• En el apagón de año 2003 en Estados Unidos y Canadá la causa de este sedebió al congelamiento de las medidas de tiempo real, las cuales no fuerondetectadas por el operador debido a que el ES y el análisis de contingencia detiempo real estaban por fuera de servicio. Además se encontró que lineas deinterconexión importantes para el SEP, como la línea Dayton Power y Light’sStuart-Atlanta de 345 kV, no estaban incluidas en el ES, por lo cual se
recomendó incluirlas dentro éste.
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• La seguridad en un SEP esta definido como la habilidad del sistema
para resistir disturbios sin pérdida de sincronismo.
• La seguridad del SEP puede ser únicamente mantenida bajo una
supervisión y control continuo del sistema.
• El control de seguridad incluye la integración de un número de
operaciones de controles automatizadas y manuales, tales como:
CAG, despacho económico, redespacho económico, control de
voltaje, control de carga, análisis de contingencias, etc.
Subsistema de la seguridad del sistema de control y supervisión
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Las funciones de este subsistema se agrupan en dos grupos:
1. Supervisión de la seguridad.
2. Control de la seguridad.
Subsistema de la seguridad del sistema de control y supervisión
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Supervisión de la seguridad.
• Clasificar el número infinito de posibles condiciones de operación del
SEP en términos de seguridad.
a) Límites operativos tales como límites sobre la frecuencia del
sistema, límites de voltajes de barras, límites de carga de
circuitos, etc., y
b) Límites de cargas.
• La supervisión involucra el análisis de sí el estado del SEP es seguro
o vulnerable.
Evaluación de la seguridad debe ser efectuada en los tiempos de
intervalo apropiados.
La evaluación de seguridad involucra rango de contingencias y
análisis de contingencias.
• El Análisis de Contingencias (AC) se refiere al problema de
determinar el flujo de potencia y los voltajes de barras para unas
contingencias determinadas.
Subsistema de la seguridad del sistema de control y supervisión
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Control de Seguridad.
• El objetivo general de la operación del SEP es mantener el sistema
de tal forma que opere en estado seguro durante todo el tiempo.
• Dependiendo del estado del sistema, diferentes controles deben ser
ejecutados:
• Preventivos.
• Correctivos.
• De emergencia.
• Restaurativo.
Subsistema de la seguridad del sistema de control y supervisión
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Control de Seguridad.
En la operación del sistema deben realizarse una lista o listas posibles
de contingencias esperadas en el SEP.
• Como lista principal de contingencias se debe preparar la lista de falla
N-1.
• Listas de contingencias de fallos N-2 y superiores.
• Lista de contingencias de fallos N-m (con m > 2), se debe considerar:
Cambios de estaciones.
Vulnerabilidad por envejecimiento de equipos.
Corredores compartidos por líneas de transmisión.
Estudios de probabilidades de aperturas de circuitos.
Condiciones de orden público, etc.
Subsistema de la seguridad del sistema de control y supervisión
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Control de Seguridad en tiempo real.
• Debe ejecutarse cíclicamente a intervalos máximos de una hora.
• Espontáneamente ante cambios de estado de equipos de corte del
SEP.
• Como lista principal de contingencias se debe preparar la lista de falla
N-1.
• Listas de contingencias de fallos N-2 de líneas que comparten
corredores de transmisión ejecutarlas durante las horas pico o de
mayor carga.
Subsistema de la seguridad del sistema de control y supervisión
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• Un ejemplo de la importancia de ejecutarse el AC en tiempo real fue elcaso del apagón de USA y Canadá en el 2003, en el cual encontraron queel personal a cargo no aseguro la ejecución del AC, violando la normaNERC política 2.
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Control de Seguridad de corto plazo.
El corto plazo en la operación se caracteriza por ser en un período
máximo de 24 horas.
Aquí los controles son caracterizados por ser preventivos o
correctivos.
Subsistema de la seguridad del sistema de control y supervisión
Información de entrada
Despacho de generación: tomada de la página oficial de XM.
Consignaciones programadas de mantenimiento.
Pronóstico de demanda activa.
Estimación de demanda reactiva.
Posición de taps.
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