curso básico power factory

CCAAPPAACCIITTAACCIINN EENN MMAANNEEJJOO DDEEDDIIggSSIILLEENNTT PPOOWWEERR FFAACCTTOORRYY

CCEESSAARR AAUUGGUUSSTTOO FFEERRNNNNDDEEZZ RRAAMMRREEZZDDIIRREECCCCIINN DDEESSAARRRROOLLLLOO DDEELL SSTTEE

Quito, Octubre de 2002

Capacitacin en DIgSILENT Power Factory

- 3 -Copy Right: Interconexin Elctrica S.A. E.S:P.

Contenido del Curso1 Creacin de un Sistema de Potencia ______________________________________ 7

1.1 Personalizacin de los Ajustes de Usuario. ___________________________________ 7

1.2 Creacin de una Carpeta de Proyecto _______________________________________ 7

1.3 Creacin de reas Adicionales _____________________________________________ 8

1.4 Creacin de los Elementos del Sistema de Potencia ____________________________ 81.4.1 Creacin de Subestaciones ____________________________________________________ 81.4.2 Creacin de Transformadores __________________________________________________ 81.4.3 Creacin de Generadores______________________________________________________ 81.4.4 Creacin de Lneas __________________________________________________________ 91.4.5 Creacin de Cargas __________________________________________________________ 91.4.6 Creacin de Compensaciones __________________________________________________ 9

1.5 Creacin de los Tipos de Elementos del Sistema de Potencia ____________________ 91.5.1 Creacin de los tipos de lneas__________________________________________________ 91.5.2 Creacin de los tipos de cargas ________________________________________________ 101.5.3 Creacin de los tipos de mquinas______________________________________________ 101.5.4 Creacin de los tipos de bidevanados ___________________________________________ 101.5.5 Creacin de los tipos de tridevanados ___________________________________________ 10

1.6 Asignacin del Tipo a Cada Elemento. _____________________________________ 10

2 Flujo de Carga ______________________________________________________ 112.1 Anlisis del Flujo de Carga_______________________________________________ 11

2.2 Ajuste del Flujo de Carga ________________________________________________ 12

2.3 Control Secundario _____________________________________________________ 13

2.4 Control de Subestacin __________________________________________________ 14

3 Creacin de Escenarios de Demanda_____________________________________ 153.1 Creacin de Escalas y Disparos ___________________________________________ 15

3.2 Asignacin de Escalas a las Cargas ________________________________________ 16

4 Creacin de Escenarios de Despacho ____________________________________ 18Ajustes en los generadores_____________________________________________________ 18

4.2 Ajustes en los transformadores ___________________________________________ 18

4.3 Ajustes en las compensaciones ____________________________________________ 18

4.4 Ajustes en las subestaciones ______________________________________________ 18

5 Expansin del Sistema ________________________________________________ 195.1 Creacin de Caso de Estudio _____________________________________________ 19

5.2 Creacin de Etapas del Sistema ___________________________________________ 20

5.3 Cambio de Demanda ____________________________________________________ 20



5.4 Modificacin de la Topologa _____________________________________________ 215.4.1 Adicin de Nuevos Proyectos _________________________________________________ 215.4.2 Reconfiguracin de Proyectos Existentes ________________________________________ 22

5.5 Reajuste del Despacho___________________________________________________ 22

6 Clculos de Cortocircuito ______________________________________________ 236.1 Ejecucin de Cortocircuitos ______________________________________________ 23

6.1.1 Clculo del Nivel de Cortocircuito en una Subestacin _____________________________ 236.1.2 Clculo del Nivel de Cortocircuito en una Lnea___________________________________ 23

6.2 Clculo del Nivel de Cortocircuito en un Varias Subestaciones _________________ 24

6.3 Clculo del Nivel de Cortocircuito para Varias Fallas Simultneas______________ 24

6.4 Impresin de Tablas ____________________________________________________ 25

7 Sincronizaciones _____________________________________________________ 268 Estabilidad__________________________________________________________ 28

8.1 Definicin de las Variables de Monitoreo ___________________________________ 28

Definicin de los Eventos ______________________________________________________ 29

8.3 Creacin de Grficas de Resultados________________________________________ 30

9 Modelos de Control___________________________________________________ 329.1 Creacin de un Composite Model _________________________________________ 32

9.2 Creacin de los Controles ________________________________________________ 32

9.3 Asignacin de los Controles al generador ___________________________________ 34

10 DSL______________________________________________________________ 3510.1 Introduccin ___________________________________________________________ 35

10.1.1 Trminos y Abreviaciones____________________________________________________ 3510.1.2 Estructura del DSL _________________________________________________________ 3510.1.3 Variables de DSL___________________________________________________________ 3610.1.4 Modelos DSL______________________________________________________________ 36

10.2 Metodologa de Modelamiento ____________________________________________ 36

10.3 Proceso de Modelamiento ________________________________________________ 3710.3.1 El problema del modelamiento ________________________________________________ 3710.3.2 Caractersticas del lenguaje de simulacin _______________________________________ 3810.3.3 Funciones Implementadas ____________________________________________________ 39

10.4 Elementos Bsicos ______________________________________________________ 4010.4.1 Composite Model (Modelo Compuesto) _________________________________________ 4010.4.2 Composite Frame (Marco Compuesto) __________________________________________ 4110.4.3 Blocks (Bloques) ___________________________________________________________ 41

10.5 Modelamiento de un Regulador de Tensin _________________________________ 4310.5.1 Proceso de Modelamiento ____________________________________________________ 4410.5.2 Pruebas de Funcionamiento___________________________________________________ 51

10.6 Modelamiento de un Regulador de Velocidad _______________________________ 52



Modelamiento de una Turbina de Vapor _________________________________________ 53

11 Armnicos ________________________________________________________ 5411.1 Parmetros Dependientes de la Frecuencia__________________________________ 54

11.2 Fuentes de Armnicos ___________________________________________________ 55

11.3 Variables de Resultado __________________________________________________ 56

11.4 Clculos de Armnicos __________________________________________________ 5711.4.1 Flujo de Carga Armnico ____________________________________________________ 5711.4.2 Clculo de Z(w)____________________________________________________________ 58

Anlisis Modal __________________________________________________________ 5912.1 Ejecucin _____________________________________________________________ 60

12.2 Resultados_____________________________________________________________ 60

13 Confiabilidad ______________________________________________________ 6113.1 Anlisis de Contingencia _________________________________________________ 61

13.2 Preparar Simulacin N-K ________________________________________________ 63

13.3 Modelos de Falla _______________________________________________________ 6413.3.1 Modelos de Falla para Subestaciones ___________________________________________ 6413.3.2 Modelos de Falla para Lneas _________________________________________________ 6413.3.3 Modelos de Falla para Transformadores _________________________________________ 6513.3.4 Modelos de Falla para Generadores_____________________________________________ 6513.3.5 Modelos de Carga Estocsticos ________________________________________________ 6613.3.6 Modelos de Carga de rea ___________________________________________________ 6713.3.7 Funciones de Costo de Interrupcin ____________________________________________ 6713.3.8 Transferencia y Reduccin de Cargas ___________________________________________ 6813.3.9 Mantenimiento_____________________________________________________________ 6813.3.10 Modos Comunes de Falla __________________________________________________ 69

13.4 Valoracin de Confiabilidad de Generacin-Demanda ________________________ 6913.4.1 Mtodo Montecarlo _________________________________________________________ 71

13.5 Valoracin de Confiabilidad de Redes______________________________________ 7113.5.1 Resultados Calculados_______________________________________________________ 72

14 Caso Real _________________________________________________________ 75



1 Creacin de un Sistema de Potencia

La secuencia de procedimientos a seguir son los siguientes:

1.1 Personalizacin de los Ajustes de Usuario.1) Men: Options

2) Submen: User Settings

3) En la caja de dilogo que aparece se selecciona la carpeta "Graphic Windows":

Link between Data and Graphic Objects: 1:m - leading data

4) Se selecciona la carpeta "Data Manager":

Browser: Sort Automatically

5) Se selecciona la carpeta "Functions":

Display functions in Dialogs/Data Manager: Scales

6) Presionar el botn "OK"

1.2 Creacin de una Carpeta de Proyecto1) Men: File.

2) Submen: New.

3) En la caja de dilogo New que aparece:

Name (Nombre del proyecto): Ecuador 2002.

Target Folder (UserName): Curso.

New: "Project

4) En la caja de dilogo Grid que aparece:

Name: Norte.

Nominal Frequency: 60 Hz.

Una vez concluido este procedimiento, en la raz de la carpeta del proyecto Curso, se crean trescarpetas llamadas Norte, Library y Study Case.

La carpeta Norte es el rea Elctrica, y dentro de ella se crea una hoja de grfico con el mismonombre del rea que se muestra automticamente en la Ventana de Grficos. Para diferenciarlo delnombre del rea, es posible renombrar este grfico, por ejemplo como GraphNorte. Dentro deesta carpeta del grfico a su vez se crea otra carpeta Settings, la cual contiene las opciones deajustes de la hoja de grfico las cuales pueden modificarse a conveniencia.

La carpeta Library es la que va a contener la librera de tipos de elementos del sistema y se creainicialmente sin ningn contenido.

La carpeta Study Case puede renombrarse (Caso Base) y contiene inicialmente cuatro elementos,de los que resultan relevantes por ahora el Summary Grid, que contiene un acceso directo a todoslas reas que referencia el Caso Base y el Graphics Board, que contiene un acceso directo a todaslas hojas de grficos de las reas pertenezcan al Caso Base.



1.3 Creacin de reas Adicionales1) Men: File

2) Submen: New

3) En la caja de dilogo:

Grid: Sur.

Target Folder: \Ecuador 2002\Curso

En la caja New seleccionar: Grid

4) Aparece la caja de dilogo Open Grid:

Seleccionar la opcin: Agregar esta rea al Caso Base activo.

5) Renombrar el grfico Sur como GraphSur para diferenciarlo del rea.

1.4 Creacin de los Elementos del Sistema de PotenciaHasta ahora, el nico elemento dentro del rea Norte es la hoja de grfico GraphNorte, as comodentro del rea Sur es GraphSur, ya que hasta ahora no se ha creado ningn elemento en elsistema. La creacin de los elementos del sistema puede hacerse, o bien directamente en el DataManager, o bien haciendo uso de las herramientas de dibujo de la ventana de grficos de las reas.En el segundo caso, adems de resultar ms sencillo el procedimiento de creacin del sistema,tambin se est creando un diagrama unifilar del mismo, cosa que no sucede con el primerprocedimiento indicado.

1.4.1 Creacin de SubestacionesDibujar las barras que vamos a emplear en nuestro sistema, teniendo en cuenta el rea (Grid) a laque pertenecen y especificando en cada barra lo siguiente:

Nombre.

Nivel de tensin.

1.4.2 Creacin de TransformadoresDibujar los bidevanados y tridevanados, teniendo cuidado que los devanados queden debidamenteconectados (devanados de alta, media y baja) y se debe especificar en cada uno lo siguiente:

Nombre

Nmero de transformadores en paralelo.

1.4.3 Creacin de GeneradoresDibujar las mquinas sincrnicas teniendo en cuenta el rea a que pertenecen y especificamos:

Nombre

Nmero total de mquinas en paralelo

Tipo de operacin: PQ, PV, SL.

Potencia activa a despachar (nodos PQ o PV) o ngulo de referencia (nodos SL).

Potencia reactiva (nodos PQ) o tensin (nodos PV o SL).



1.4.4 Creacin de LneasDibujar las lneas teniendo en cuenta el rea a la que pertenecen y especificando en cada una:

Nombre.

Longitud.

1.4.5 Creacin de CargasDibujar las cargas teniendo en cuenta el rea y barra a la que pertenecen y especificamos en cadauna:

Nombre.

Dos datos entre: potencia aparente, potencia activa, potencia reactiva y factor de potencia.

1.4.6 Creacin de CompensacionesDibujar las compensaciones teniendo en cuenta el rea y barra a la que pertenecen yespecificamos en cada una:

Nombre.

Tensin de la barra.

Tipo de compensacin.

Nmero de pasos de compensacin.

Paso actual de compensacin.

Valor de compensacin de cada paso.

1.5 Creacin de los Tipos de Elementos del Sistema de PotenciaTodos los elementos creados hasta ahora en los grficos pueden verse y editarse tambin desdeel Data Manager. Hasta este punto, los parmetros fsicos de las lneas, transformadores ymquinas no han sido definidos. Esto debe hacerse dentro de la carpeta llamado Library. Slopor motivos de organizacin de la informacin, resulta apropiado crear dentro de esta carpeta unacarpeta para cada tipo de equipo con el siguiente procedimiento:

1) Pulsar el botn derecho sobre la carpeta Library.

2) Men contextual New

3) Men contextual Folder

4) En Name se escribre Lneas

5) En Folder Type se selecciona Library

6) Con este mismo procedimiento se crean las siguientes carpetas: Cargas, Generadores,Bidebanados, Tridevanados.

1.5.1 Creacin de los tipos de lneas1) Dentro de la carpeta "Lneas" pulsar el icono New Object.

2) En Elements seleccionar Net Element Types

3) En Element seleccionar Line Type.

4) Especificar los parmetros del tipo de lnea que se est creando.



5) Repetir los pasos 1 a 4 para definir cada tipo de lnea.

1.5.2 Creacin de los tipos de cargas1) Dentro de la carpeta Load presionar el icono New Object.


3) En Element seleccionar General Load Type.

4) Se especifica la dependencia de la P y la Q con la Tensin de la carga.

5) Repetir los pasos 1 a 4 para cada tipo de carga.

1.5.3 Creacin de los tipos de mquinas1) Dentro de la carpeta Sym presionar el icono New Object.


3) En Element seleccionar Synchronous Machine Type.

4) Se especifican los datos de placa, impedancias y datos dinmicos de la unidad.

5) Repetir los pasos 1 a 4 para cada tipo de generador.

1.5.4 Creacin de los tipos de bidevanados1) Dentro de la carpeta Bidebanados presionar el icono New Object.


3) En Element seleccionar 2-Winding Transformer Type.

4) Especificar los datos de placa del transformador.

5) Repetir los pasos 1 a 4 para cada tipo de transformador.

1.5.5 Creacin de los tipos de tridevanados1) Dentro de la carpeta Tridebanados pulsar el icono New Object.


3) En Element seleccionar 3-Winding Transformer Type.

4) Especificar los datos de placa del transformador.

5) Repetir los pasos 1 a 4 para cada tipo de transformador.

1.6 Asignacin del Tipo a Cada Elemento.Editando cada elemento (lnea, carga, mquina,bidevanado o tridevanado) en el tem TYPE que apareceen las ventanas de edicin de todos estos elementosseleccionar la flecha gruesa hacia abajo. Esto abre unsubmen con 3 opciones. Seleccionando la opcinSelect Project Type, se abre un Data Manager ubicadoen Library. All se busca el tipo de elemento que se va adefinir dentro de la carpeta correspondiente.



2 Flujo de Carga

Una vez creados todos los elementos del sistema de potencia y asignado a cada uno susrespectivos parmetros elctricos, se est en condiciones de correr un flujo de carga del sistema.Para se selecciona el icono Calculate Load Flow. Las opciones que aparecen en la ventana dedilogo permiten correr el flujo de carga balanceado o desbalanceado con las siguientes:

Flujo de carga con ajuste de cambiatomas automtico. Mueve los cambiatomas buscando unatensin objetivo en la barra indicada. Requiere que previamente se haya habilitado esta opcinen los transformadores.

Flujo de carga con control del lmite de reactivos. Ajusta automticamente la tensin de las plantasque exceden su lmite de reactivos para que queden dentro de l.

Flujo de carga con convergencia automtica. Ejecuta flujos de carga sucesivos hasta encontrarconvergencia, variando en cada etapa el nivel de dependencia de las cargas con la tensin y, sies necesario, emplea un modelo lineal de flujo de carga.

Flujo de carga con el valor de la carga dependiente de la tensin en la barra. Ejecuta el flujo decarga considerando la dependencia de la carga con la tensin, de acuerdo con los coeficientesespecificados en el tipo de carga.

Flujo de carga con contingencias n-1. Evala flujos de carga considerando la indisponibilidad decada uno de los elementos previamente definidos.

Flujo de carga con verificacin de tensiones y sobrecargas. Reporta la lista de elementos que estnoperando fuera de ciertos lmites que se deben definir en la carpeta Verification/OutageSimulation.

Una vez concluido el flujo de carga, en el Output se reporta en cuntas iteraciones obtuvoconvergencia y todas las mquinas excedidas o ajustadas en potencia activa y reactiva.

2.1 Anlisis del Flujo de CargaPara verificar cul es la demanda y las prdidas totales del sistema:

1) Men Output

2) Men Load Flow/Short-Circuit

3) Men Analisys

4) En la ventana que se activa seleccionar:

Loadflow/Simulation: Total System Summary

Para verificar cul es la demanda y las prdidas de un rea en particular:

1) Men Output


3) Men Analisys


Loadflow/Simulation: Area Summary

En Selection: \Curso\Ecuador 2002\Norte

Para ver cul es el flujo de potencia que entra y sale de cada barra:



1) Men Output


3) Men Analisys


Loadflow/Simulation: Busbars/Terminals

Para ver un reporte de cada subestacin en la que se muestra su tensin y potencias de carga,generacin y compensacin:

1) Men Output


3) Men Analisys


Loadflow/Simulation: Complete System Report

Selection of Elements: Subestations

Para ver un perfil de tensiones en barras verticales de todas las subestaciones:

1) Men Output


3) Men Analisys


Loadflow/Simulation: Complete System Report

Selection of Elements: Voltage Profiles

2.2 Ajuste del Flujo de CargaDIgSILENT ejecutael flujo de cargaan cuando existanelementos aisladosdel sistema sinnecesidad deespecificarleninguna opcin.Para listarelementos noconectados:

1) Men Output

2) Load Flow/Short-Circuit

3) Check Network Topology

4) Search for: Unconnected NetElements

Cuando un flujo de carga no de convergencia con toda la demanda, usualmente se pruebaposteriormente si da convergencia con la carga dependiendo de la tensin. Los ndices queemplea en este caso se definen desde el tipo de carga.



Para ver una tabla con el despacho de cada mquina:

1) Seleccionar el icono Edit Objects Relevant for Calculation

2) Seleccionar: *.ElmSym

3) Seleccionar la hoja: Flexible Data

Adems de visualizar las potencias y tensiones de cada grupo generador es posible tambin desdeeste Filtro de Objetos cambiar los parmetros de ajuste, tales como el nmero de unidades, lapotencia activa o reactiva despachada, las tensiones de campo o incluso el tipo de operacin.

De esta misma manera se pueden realizar todos los ajustes en los transformadores ycompensaciones que sean necesarios. Ya que este filtro de objetos presenta slo elementos deun solo tipo en forma de un Data Manager, sta puede manipularse como si fuera informacin enExcel, es decir, entre otras cosas, puede ordenarse por cualquier columna o puede cambiarse unvalor a varios elementos en un solo paso.

Cuando un generador se despacha con potencia cero, la mquina queda conectada al sistemaentregando o absorbiendo reactivos. Por esta razn es necesario desconectarlo de la barraabriendo el Cubicle que lo conecta. Los Cubicle se encuentran dentro de la carpeta de lasubestacin. De igual forma, se debe proceder para desconectar las compensaciones de potenciareactiva.

La informacin que se muestra en la hoja Flexible Data puede personalizarse para cada uno de loselementos del sistema, de manera que es posible agregar o quitar columnas de informacin.

2.3 Control Secundario

El control secundario hace posible controlar el ngulo de una subestacin en particular controlandola potencia activa entregada por un grupo de mquinas sncronas.

En un control secundario, la cantidad de potencia activa necesaria para controlar el ngulo sedistribuye entre los generadores.



El control secundario permite dos maneras diferentes de distribuir la potencia activa requeridaentre los generadores participantes:

Segn la Potencia Nominal. La potencia activa requerida se distribuye entre las mquinassncronas de acuerdo con su potencia nominal.

Ajustes Individuales. La potencia activa requerida se distribuye entre las mquinas sncronasde acuerdo con las participaciones que el usuario defina manualmente.

2.4 Control de Subestacin

El control de subestacin hace posible controlar el voltaje de una subestacin en particularcontrolando la potencia reactiva de un grupo de mquinas sncronas.

El control de subestacin trabaja como un control maestro, con el voltaje de la barra (remoto) porun lado y un grupo de mquinas sncronas en el otro. La cantidad de potencia reactiva necesariapara controlar el voltaje se distribuye entre los generadores que participen en dicho control. Estafuncin puede ser descrita como un "controlador de voltaje distribuido.

El control de subestacin maneja tres maneras diferentes de distribuir la potencia reactivarequerida entre los generadores participantes:

Con igual Factor de Potencia. La potencia reactiva requerida se distribuye entre las mquinassncronas de manera que todas queden operando con el mismo factor de potencia.

Segn la Potencia Nominal. La potencia reactiva requerida se distribuye entre las mquinassncronas de acuerdo con su potencia nominal. Este mtodo es apropiado cuando se tratade mquinas con tamaos muy diferentes.

Ajustes Individuales. La potencia reactiva requerida se distribuye entre las mquinassncronas de acuerdo con las participaciones que el usuario defina manualmente.

En estos controles, el nmero de mquinas asncronas y las mquinas en s son de libre eleccin.



3 Creacin de Escenarios de Demanda

3.1 Creacin de Escalas y DisparosEs posible variar la demanda del sistema para simular varias horas de operacin (una a la vez). Esdecir que, de una manera, a partir de la demanda mxima del sistema, es posible obtener lasdemandas media y mnima tambin, sin necesidad de tener que representar el sistema tres veces,como sucede comnmente con otros programas. Teniendo en cuenta que los factores deconversin de cada rea pueden ser diferentes, es posible adems crear factores individuales paracada una. Para realizarlo inicialmente debe crearse un Discrete Sacale and Trigger en el cual sedefinen el nmero de cambios de demanda y en el que se seleccionar posteriormente cul casodesea utilizarse. Posteriormente debe crearse un Parameter Characteristic Vector para cada readel sistema, en el cual se definen los factores particulares de cambio de demanda para cada rea.

Para crear un Discrete Sacale and Trigger:

1) Seleccionar la carpeta del proyecto Ecuador 2002

2) Pulsar el icono New Object

3) Elements: Others

4) Filter: Scale and Trigger

5) Element: Discrete Sacale and Trigger. Se abre una nueva ventana:

Name: DST Ecuador

En la ventana Cases de la caja de dilogo que aparece escribir (separados conENTRADA): Mxima, Media, Mnima.



Para crear un Parameter Characteristic Vector para el rea de Norte:

1) Seleccionar la carpeta del reaNorte


3) Elements: Others

4) Filter: Characteristics

5) Element: Parameter Characteristic Vector. Se abre una nueva ventana.

Parameter: PCV Norte

Scale: Select - DST Ecuador

Values: 100, 80, 60.

Usage: Relative

Para crear un Parameter Characteristic Vector para el rea de Sur:

1) Seleccionar la carpeta del rea Sur


3) Elements: Others

4) Filter: Characteristics

5) Element: Parameter Characteristic Vector. Abre una nueve ventana.

Parameter: PCV Sur

Scale: Select - DST Ecuador

Values: 100, 75, 50.

Usage: Relative

3.2 Asignacin de Escalas a las CargasUna vez creados los Parameter Characteristic Vector se debe indicar cules cargas van a seguirel comportamiento especificado en ellos.



1) Seleccionar la carpeta del rea Sur

2) Pulsar el icono Detail Mode Class Select

Seleccionar el icono General Load

3) En la carpeta Load Flow seleccionar la columna Act. Pow.

4) Pulsar el botn derecho del ratn sobre la columna seleccionada

5) Seleccionar el men Characteristic

6) Seleccionar el men New Characteristic

7) Seleccionar el men Reference

Characteristic: Select - PCV Sur

1) Seleccionar la carpeta del rea Norte

2) Pulsar el icono Detail Mode Class Select

Seleccionar el icono General Load

3) En la carpeta Load Flow seleccionar la columna Act. Pow.

4) Pulsar el botn derecho del ratn sobre la columna seleccionada

5) Seleccionar el men Characteristic

6) Seleccionar el men New Characteristic

7) Seleccionar el men Reference

Characteristic: Select - PCV Norte



4 Creacin de Escenarios de Despacho

Al cambiar la demanda del sistema, es necesario hacer variaciones en los ajustes de algunoselementos del sistema tales como los generadores, los transformadores, y las compensaciones.

4.1 Ajustes en los generadores El nmero de unidades en lnea: NGNUM

La potencia activa despachada. PGINI

La potencia reactiva despachada: QGINI

La tensin en terminales: USETP

El tipo de nodo: IV_MODE

4.2 Ajustes en los transformadores El nmero de transformadores en lnea: NTNUM o NT3NM

La posicin del cambiatomas: NNTAP o N3TAP_H

4.3 Ajustes en las compensaciones El nmero de elementos en lnea: NCAPA

4.4 Ajustes en las subestaciones Conexin/Desconexin de equipos: ON_OFF



5 Expansin del Sistema

5.1 Creacin de Caso de EstudioPara expandir el sistema partiendo de lo que ya se tiene modelado y sin perder nada de laconfiguracin y el ajuste del sistema actual, es necesario crear un nuevo Study Case que puedellamarse Expansion1.

En el Data Manager se selecciona la carpeta del proyecto y posteriormente el icono NewElement.

Elemtens: Others

Filter: Other Elements

Element: Study Case

En la caja de dilogo del Study Case:

Name: Expansion1

En el Data Manager

Se selecciona la carpeta del Study Case que se acab de crear.

Pulsando el botn derecho del ratn sobre ella se selecciona Active en el men contextual. Estohabilita ste Study Case y desactiva el inicial.



Se debe proceder ahora a crear un System Stage en cada una de las reas, en la cual se van arealizar todas las variantes correspondientes a la expansin.

En el Data Manager se selecciona la carpeta Norte y posteriormente el icono New Object.

Elemtens: Others

Filter: Other Elements

Element: System Stage

En la caja de dilogo del System Stage:

Name: Norte03. Esta nueva carpeta debe quedar dentro de la carpeta Norte.

Se repite este procedimiento en Sur para crear otro System Stage llamado Sur03, que estar dentrodel rea Sur.

5.2 Creacin de Etapas del SistemaSeguidamente, lo que debe hacerse es agregar los dos System Stages que se acabaron de crear alnuevo Study Case.

Se selecciona el System Stage Norte03 y se presiona el botn derecho del ratn.

En el men contextual se elige Add to Study Case. Inmediatamente, todo el contenido de lacarpeta Norte se mueve a la carpeta Norte03.

Se repite el procedimiento para Sur03.

En este punto tenemos un Study Case idntico al original, es decir, con cualquiera de los dos setendran los mismos resultados. Sin embargo, la diferencia es que cualquier modificacin que sehaga en el Study Case Base se ver reflejada tambin en el Study Case Expansion1, pero en cambio,toda modificacin que se haga en el segundo no ser tenida en cuenta en el primero.

5.3 Cambio de Demanda En la barra de herramientas principal se

selecciona el icono Edit Relevant Objectsfor Calculatios y en la lista que sedespliega el icono General Load. Estomuestra una lista de todas las cargas detodas las reas que componen el sistema.



En la carpeta Load Flow, se selecciona la columna de Act.Pow. y pulsando el botn derecho delratn se selecciona Modify Value(s).

En la caja de dialogo se selecciona relative y un scale factor 103.86%.

5.4 Modificacin de la Topologa

5.4.1 Adicin de Nuevos Proyectos Para crear un nuevo circuito puede hacerse desde el Data Manager o desde el Graphic Windows

seleccionando el icono Line en la Barra de Herramientas de Dibujo.

Para crear una nueva carga se selecciona el icono de General Load en la Barra de Herramientasde Dibujo.

Para crear una nueva compensacin se selecciona el icono Shunt/Filter en la Barra deHerramientas de Dibujo.

Para crear una nueva subestacin en Sur, se selecciona el icono Terminal en la Barra deHerramientas de Dibujo y pulsa con el ratn sobre la hoja de grfico en el punto que deseadibujarse.



5.4.2 Reconfiguracin de Proyectos Existentes Para reconfigurar un circuito existente, se borra la lnea que va a ser reconfigurada y se

selecciona el icono Line en la Barra de Herramientas de Dibujo para dibujar sobre la hoja degrfico la nueva configuracin.

5.5 Reajuste del DespachoCon la modificacin de la demanda y los cambios en la topologa del sistema es inevitable que losflujos de carga para todos los escenarios definidos se desajusten, apareciendo nuevamentemquinas excedidas en reactivos, tensiones por fuera de los lmites operativos, transformadores ylneas sobrecargados y con el slack del sistema tomando todo el incremento de la demanda y lasprdidas.

Con el fin de iniciar el ajuste de cada despacho, la opcin de Verificacin del flujo de carga da unaorientacin inicial sobre las zonas con mayor problema por tensiones y sobrecargas.

Por otra parte, si en el icono Edit Relevant Objects for Calculation se selecciona SynchronousMachine, la carpeta Flexible Data muestra el resumen del despacho de cada mquina, permitiendover tambin los lmites que se estn excediendo.

Es importante resaltar aqu que:

Las modificaciones de potencia activa, potencia reactiva, tensiones, nmero unidades en lnea,y tipo de operacin en las mquinas sincrnicas deben realizarse en los VectoresCaractersticos definidos en el caso base. Igual ocurre con el nmero y posicin delcambiatomas de los transformadores, y con el nmero de bancos de compensacin.

Si por ejemplo, en el caso base una mquina siempre oper como PQ, no fue necesario en estecaso definirle un vector caracterstica para este parmetro. Pero, si en un caso posterior llega aser necesario utilizar la mquina como PQ en algunos escenarios y como PV en otros, serequiere la creacin de un vector caracterstico para este parmetro.

Hay una relacin no recproca entre los casos de los diferentes aos.

Las modificaciones y elementos nuevos que se creen en un ao se vern reflejadas en todos losaos posteriores, pero en cambio no afectan en nada los aos anteriores. Es decir, si se haceun ajuste del despacho de una mquina en el 2005, este ajuste va a aparecer en todos los aosdel 2006 al 2010, pero no en los aos del 2000 al 2004.

Cuando un elemento es modificado en un ao posterior se rompe el enlace con los aosanteriores. Es decir, si con el ao 2009 activo se cambia la potencia despachada de ungenerador, y posteriormente con el ao 2004 activo se ajusta la potencia despachada delmismo generador con un valor diferente al original y al definido en el 2009, este cambio se vereflejado slo en los aos 2005 al 2008, pero ya no en el 2009 y posteriores.



6 Clculos de Cortocircuito

6.1 Ejecucin de Cortocircuitos

6.1.1 Clculo del Nivel de Cortocircuito en una Subestacin

Para calcular el nivel de cortocircuito en una barra:

Se selecciona el icono Calculate Short-Circuit

Method: Se selecciona el mtodo con el cual se quiere calcular el nivel de corto. Si seselecciona Complete el nivel de cortocircuito se calcula tomando como condicin inicial elperfil de tensiones del flujo de carga del sistema.

Fault Type: Se selecciona el tipo de corto que se quiere calcular.

Calculate: Se indica si se va a calcular un nivel de cortocircuito mximo o mnimo.

User Selection: Abre un Data Manager en el cual se selecciona la barra en la que se quierecalcular el nivel de corto.

6.1.2 Clculo del Nivel de Cortocircuito en una LneaPara calcular el nivel de cortocircuito en una lnea, el procedimiento es el mismo que para unabarra, excepto que al seleccionar una lnea en User Selection, aparece un tem adicional en laventana de dialogo en el cual se debe especificar la distancia desde la barra i a la cual se quierecalcular el nivel de corto.



6.2 Clculo del Nivel de Cortocircuito en un Varias Subestaciones

Tambin es posible calcular el nivel de cortocircuito en varias barras sin tener que repetir elprocedimiento para cada una. Esto puede hacerse seleccionando las barras en las que deseahacerse el clculo (en el grfico o en el Data Manager) y pulsando el botn derecho del ratn sobreuna de ellas. En el men contextual se selecciona Calculate... Short-Circuit....

De esta manera se abre una ventana de dilogo de Short-Circuit Calculation, en la que en el temUser Selection aparece seleccionado un Short-Circuit Set que contiene todos los elementos en losque se quiere hacer el clculo de cortocircuito de una sola vez.

Para agregar ms subestaciones a la seleccin se debe seleccionar la subestacin y pulsando elbotn derecho del ratn sobre ella abrir el men contextual para seleccionar Add to... Short-Circuit Set....

Si se activa la opcin At all Busbars and Terminals se calculan los niveles de corto para todas lassubestaciones del sistema completo.

En todo caso, slo es posible calcular el nivel de cortocircuito de varias subestaciones de una solavez para un mismo caso que se defina. Dicho de otra forma, no es posible calcular de esta formael nivel de cortocircuito mximo trifsico para una barra y el mnimo monofsico para otra.

6.3 Clculo del Nivel de Cortocircuito para Varias Fallas SimultneasDe igual manera, es posible calcular el nivel de cortocircuito cuando se presentan eventos decortocircuito simultneamente en varias subestaciones. Esto puede hacerse simplementeseleccionando las barras que desea que participen en el clculo (en el grfico o en el DataManager). Pulsando el botn derecho del ratn sobre una de ellas aparece un men contextual enel que se selecciona Calculate... Multiple Faults....

De esta manera se abre una ventana de dilogo de Short-Circuit Calculation, en la que el mtodoseleccionado es Complete, la opcin Multiple Faults est habilitada, y en el tem User Selection



aparece seleccionado un objeto llamado Short Circuits, el cual contiene todos los elementos en losque se quiere hacer el clculo de cortocircuito simultneo.

Para agregar ms subestaciones a la seleccin se debe seleccionar la subestacin y pulsando elbotn derecho del ratn sobre ella abrir el men contextual para seleccionar Add to... MultipleFaults.

En este caso, es posible calcular el nivel de cortocircuito de varios tipos de fallas en variassubestaciones simultneamente. Es decir que, por ejemplo, es posible calcular el nivel decortocircuito que se presenta cuando en una subestacin se presenta un cortocircuito trifsico y enotra un cortocircuito monofsico. Para este caso slo es posible hacer el clculo a partir de losresultados del flujo de carga.

6.4 Impresin de Tablas

Para imprimir la tabla con los aportes de cada elemento conectado a la barra

En la ventana de dilogo de Short-Circuit Calculation, debe seleccionarse un formato desalida en el tem Output.

Para imprimir una tabla resumen que incluya las impedancias de las redes de secuencia y lascorrientes de cortocircuito para las barras falladas:

Pulsar el botn derecho del ratn sobre la barra en la cual se calcul el cortocircuito.

Men Output Data

Men Flexible Data



7 Sincronizaciones

Estos anlisis son necesarios para verificacin de las condiciones de cierre de lneas,principalmente cuando a travs de ellas se van a conectar dos sistemas grandes. Su finalidad esla de determinar cul es la secuencia ms adecuada de cierre de una lnea fundamentalmente conbase en dos aspectos:

La diferencia de tensiones. Diferencia entre la tensin que se tiene en la subestacin y latensin en el extremo de la lnea a cerrar debido al Efecto Ferranti.

La diferencia angular. Diferencia entre el ngulo del voltaje en la subestacin y el ngulo delvoltaje en el extremo de la lnea a cerrar.

Estos estudios pueden llevarse a cabo con la herramienta de flujos de carga, aunque de requerirseun anlisis mucho ms exhaustivo tambin podra emplearse la herramienta de simulaciones deestabilidad.

El procedimiento es el siguiente:

Abrir el interruptor del extremo que sequiere sincronizar.

En la barra de herramientas de laventana de grficos, se selecciona elpuntero Edit Data Object.

Se pulsa con el botn derecho del ratnsobre el extremo de la lnea a abrir (elprograma indica la seleccin de unextremo de la lnea).

En el men contextual se elige la opcin Open.

Crear un cuadro de resultados para quemuestre la informacin del extremo abierto dela lnea.

En el grfico y con el puntero en la opcinEdit Data Object seleccionar la lnea (estavez en el medio para que la seleccionecompleta) con el botn derecho del ratn.

En el men contextual se selecciona laopcin Create Textbox.

Se abre una ventana de Form Manager.Se selecciona la hoja Load Flow y en lalnea Forms se pulsa la flecha horizontal.

Se abre una nueva ventana Form. Sepresiona el botn Select Variables.

Se abre un dilogo de Variable Set. En el se seleccionan las seales de tensin (en PU yen kV) y el ngulo en el extremo de inters de la lnea (este procedimiento se explica conms detalle en las simulaciones de estabilidad).

Se pulsa OK en todos los dilogos que estn abiertos.



Al cerrarse todos los dilogos aparece una caja de resultados adicional que se muestra conectadaa la mitad de la lnea en la que se cre. Igual que todos los objetos grficos, esta caja puedecambiarse de sitio con el ratn una vez que se seleccione el puntero de edicin de grficos.

Si en este punto se ejecuta un flujo de carga, en la cajaque se acaba de crear se muestra la tensin (tanto enPU como en kV) y su ngulo (en grados).

Si posteriormente se quisiera ver las condiciones desincronizacin por el otro extremo de la lnea, slo debemodificarse la seleccin de variables de la caja deresultados ya creada, ya que ahora se necesitara lalectura del otro extremo de la lnea.

Para ello se selecciona la caja de resultados con elbotn derecho del ratn (teniendo el puntero en elmodo de edicin de datos) y se elige Format que es la nica opcin del men contextual. Estaaccin lo lleva de nuevo al Form Manager y a partir de all se repite el procedimiento ya descrito.



8 Estabilidad

8.1 Definicin de las Variables de Monitoreo

Para crear el elemento de seleccin de las variables de monitoreo:

Pulsar el botn derecho sobre el icono New Object.

En Elements se selecciona Others.

En Filter se selecciona Net Elements.

En Element se selecciona Results.

Aparece la ventana de dialogo del elemento Results.ElmRes. En ella se pulsa el botn Contentspara definir o listar las variables de monitoreo.



Para realizar la definicin de estas variables se selecciona el icono New Object. Esto despliega laventana de seleccin de variables de monitoreo: Variable Set.

La ventana de dialogo Variable Set tiene una carpeta para definir las variables que intervienendurante cada una de las funciones de simulacin disponibles.

La opcin Display values during simulation in output windows nos permite especificar cuales son lasvariables que se monitorean mientras se ejecuta la simulacin.

8.2 Definicin de los Eventos Para definir los elementos que se van a simular:

Pulsar el icono New Object.

En Elements se selecciona Others.

En Filter se selecciona Others Elements.

En Element se selecciona Simulation Events.

Aparece la ventana de dialogo del elementoSimulationEvents.IntEvt.

En ella se pulsa el botn Contents para definir o listar los eventos a simular.

Al pulsar el icono New Object, aparece la caja de dialogo de Element Selection, en la cual solamenteest activo para seleccin el tem Element, que contiene todos los posibles tipos de eventos quepueden simularse.



Una vez definidas las variables que se van a monitorear y los eventos que se van a simular, setiene todo preparado para correr las condiciones iniciales y empezar la ejecucin de la simulacin.

8.3 Creacin de Grficas de ResultadosPara graficar las variables de monitoreo:

Seleccionar la ventana de grfico.

Seleccionar el icono Insert New Graphic. De esta manera se crea una nueva hoja en la ventanade grfico activa.

Seleccionar el icono Append New VI(s).

En Object se selecciona el tipo de Instrumento Virtual que desee emplearse.

En Numbre of VI(s) se indica el nmero de grficas que se quieren tener en la hoja.



Puede tenerse una buena cantidad de grficas en una misma hoja. Incluso puede haber dediferentes tipos de grficas en una misma hoja. Esto se hace repitiendo los dos ltimos pasosanteriores. Tambin es posible borrar, reubicar o redimensionar cualquiera de las grficas dentrode la hoja.

Hasta ahora se tiene definido el papel sobre el cual se va a graficar. Para especificar lo que sequiere graficar:

Doble pulsacin sobre uno de los recuadros de grfico. Esto abre la ventana del SubPlot.

Con una doble pulsacin sobre la celda Results File ElemRes, seleccionar el Results File quecontiene las variables de monitoreo.

Con una doble pulsacin sobre la celda Element, seleccionar el equipo cuyas variables quierengraficarse.

Con una doble pulsacin sobre la celda Variable, seleccionar la variable monitoreada que quieregraficarse.

Para agregar ms variables a la grfica, pulsar el botn derecho del ratn sobre cualquier celdaen la ventana Curves y seleccionar Insert Cells en el men contextual.

Finalmente con el botn Scale se ajusta automticamente la escala vertical del grfico, demanera que todas las variables especificadas sean visualizadas.



9 Modelos de Control

El programa DIgSILENT (Digital Simulation and Network Calculation) en su versin Power Factory,tiene un mdulo de estabilidad dinmica y transitoria, el cual incluye una completa librera demodelos de diversos elementos de un sistema de potencia, entre los cuales se cuenta con modelosde reguladores de la mquina sincrnica. Adicional a esto, posee urna interfaz en la cual elusuario puede desarrollar sus propios modelos, bien sea basados en los bloques que l mismodesarrolle, o empleando mltiples bloques ya implementados en el DIgSILENT, que tambinpueden ser utilizados por el usuario para componer su sistema de control particular.

En esta parte se va a explicar cmo utilizar los modelos de control de la librera del DIgSILENT yen el tema siguiente se explica cmo implementar los modelos de usuario por medio del lenguajeDSL del DIgSILENT.

Para asignar modelos de control de mquinas sincrnicas de la librera del programa, elprocedimiento que se debe seguir se resume en los siguientes pasos:

Creacin de un Composite Model.

Creacin de los Controles.

Asignacin de los Controles al generador.

9.1 Creacin de un Composite ModelEl Composite Model es el objeto que permite hacerreferencia al Composite Frame. Este objeto, es elque permite seleccionar los modelos y elementosque quieren relacionarse definiendo as el efectode control que se quiere.

Para crear un Composite Model:

En un Data Manager, se selecciona el rea(grid) en la que est ubicado el generador.

Se pulsa el botn New Element.

En el men de opciones Elements seselecciona Composite Model.

Esto crea el Composite Model y abre su caja dedilogo:

En Type se selecciona de la librera local el Composite Type Sym. Esto cargaautomticamente los slots que componen este Composite Model.

En la celda al lado derecho del slot sym, se pulsa dos veces para seleccionar el generador alque se le van a asignar los modelos desarrollados.

9.2 Creacin de los ControlesEn la Advanced Technical Reference del manual del DIgSILENT se presenta el catlogo de todoslos tipos de modelos que incluye el programa en su librera global.



Para crear un VCO Tipo 7 de la librera:

En un Data Manager, se selecciona la opcinComposite Model en el que se quiere definir loscontroles.


En el men de opciones Elements seselecciona Controllers/PMU/MDM.

En el men de opciones Controller Type seselecciona Voltage Controller.

En el men de opciones Element seselecciona Vers. 10.31-Model vco__7 (ElmVco__7).

Esto crea un VCO_7 y abre su caja de dilogo:

Se selecciona la hoja RMS Simulation.

Se introducen los ajustes para todos losparmetros.

Para crear un PCO Tipo 4 de la librera:

En un Data Manager, se selecciona la opcinComposite Model en el que se quiere definir loscontroles.


En el men de opciones Elements seselecciona Controllers/PMU/MDM.

En el men de opciones Controller Type seselecciona Primary Controller.

En el men de opciones Element se selecciona Vers. 10.31-Model pco__4 (ElmPco__4).

Esto crea un PCO_4 y abre su caja de dilogo:


Se introducen los ajustes para todos los parmetros.

Para crear un PMU Tipo 1 de la librera:

En un Data Manager, se selecciona la opcin Composite Model en el que se quiere definir loscontroles.


En el men de opciones Elements se selecciona Controllers/PMU/MDM.

En el men de opciones Controller Type se selecciona Prime Mover Unit.

En el men de opciones Element se selecciona Vers. 10.31-Model pmu__1 (ElmPmu__1).

Esto crea un PMU_1 y abre su caja de dilogo:


Se introducen los ajustes para todos los parmetros.



9.3 Asignacin de los Controles al generadorHasta este momento se han definido los controles y sus ajustes, pero an no estn relacionados nientre ellos ni con el objeto que van a controlar. Para concluir con el procedimiento, se debe editarnuevamente el Composite Model y asignar los modelos que se acaban de crear a sus respectivosslot. La siguiente figura muestra como debe verse el Composite Model una vez que se hayaconcluido con este procedimiento.



10 DSL

10.1 IntroduccinEl lenguaje DSL se usa para programar modelos de control elctricos y otros componentes usadosen sistemas elctricos de potencia. Como cualquier otro lenguaje de simulacin o programacin,emplea una sintaxis especial para la formulacin de stos modelos.

10.1.1 Trminos y Abreviaciones expr = corresponde a una expresin aritmtica cualquiera que est claramente definida

usando:

Operadores aritmticos: +, -, *, /

Constantes: son nmeros tratados como nmeros reales.

Funciones bsicas.

Funciones especiales.

boolexpr = Expresiones lgicas

Relaciones Lgicas: , , =, =

Operadores binarios: and, or, nand, nor, eor

Parntesis: {Expresin lgica}

string = Se refiere a la expresin que va dentro de comillas sencillas.

10.1.2 Estructura del DSLTodos los modelos DSL se componen de tres partes:

Interface, que establece el nombre del modelo, el ttulo, la clasificacin y el juego devariables. Esta parte es definida en la primera pgina de la caja de dilogo del diagrama debloques.

Definicin del Cdigo, que se usa para definir las propiedades de los parmetros y lascondiciones iniciales.

Ecuaciones del Cdigo, dentro de las cuales se incluyen todas las ecuaciones necesarias paradefinir el modelo de simulacin, que no es otra cosa ms que un juego de ecuacionesdiferenciales acopladas que describen las funciones de transferencia entre las seales deentrada y las seales de salida. stas funciones de transferencia pueden ser desde simplesfunciones lineales (funciones de una entrada y una salida), hasta funciones no linealesaltamente complejas (funciones no continuas de mltiples entradas y mltiples salidas).

DSL se emplea para describir relaciones directas entre seales y otras variables. Puedenasignarse expresiones a una variable en si misma, o a la primera derivada de una variablede estado. Las ecuaciones diferenciales de alto orden son as transformadas en un arreglode ecuaciones de orden simple por medio de variables de estado adicionales.



10.1.3 Variables de DSLUn modelo de DSL puede usar 5 tipos de variables:

Seales de Salida. Las cuales, a su vez, quedan disponibles como seales de entrada paraotros modelos DSL ms complejos.

Seales de Entrada. Pueden originarse de otro modelo DSL o de un objeto del sistema depotencia. En el ltimo caso, las corrientes y los voltajes, as como cualquier otra seal delsistema de potencia analizado, estarn disponibles para el modelo DSL.

Variables de Estado. Son seales generadas dentro del mismo modelo que son dependientesdel tiempo y son usadas dentro del propio modelo DSL.

Parmetros. Son valores de slo lectura que se fijan para ajustar el comportamiento delmodelo DSL.

Variables internas. Son definidas y usadas en el modelo DSL para facilitar la construccin deun juego de ecuaciones en dicho lenguaje.

Una variable de estado no puede ser al mismo tiempo una seal de salida. De ser necesario esto,se recomienda el uso de asignaciones como y=x1.

Todos los parmetros son nmeros reales.

El parmetro especial "array_iiii" (con hasta 4 dgitos i), con 2*iiii elementos est disponible paradefinir caractersticas (procedimiento " lapprox'').

Slo las derivadas de las variables de estado pueden ser asignadas a una expresin.

10.1.4 Modelos DSLEn general, hay dos tipos bsicos de modelos de DSL posibles:

Modelos de dispositivos elctricos, como generadores, cargas o sistemas de HVDC. Estosmodelos son caracterizados por usar la corriente compleja del dispositivo como seal de salidaprincipal, la cual se inyecta al sistema en cierta barra. Adems de la corriente del dispositivoelctrico, puede definirse cualquier otra variable como seal de salida.

Modelos sin seales de salida, las cuales no son directamente inyectadas a la red (dispositivosgenerales). Entre estos tipos de modelos tenemos los PCUs, VCOs, rels, procedimientosde clculo, etc.

10.2 Metodologa de Modelamiento Recoleccin de la Informacin.Existen varias posibilidades para obtener la informacin de un modelo, una de ellas es el modeloque entrega el fabricante del equipo. Otra fuente son los grupos de investigacin, entre los cualesse destaca la IEEE, en especial en el campo de los dispositivos de control.

Modelamiento de la Informacin.

El punto de partida para realizar el modelo es la informacin recolectada (ecuacionesdiferenciales o funciones de transferencia). Para el caso de modelamiento en lenguaje DSL separte siempre de los diagramas de bloques (o ecuaciones de transferencia en trminos deLaplace), que es la forma ms comn de encontrar informacin acerca de dispositivos decontrol.



Como se menciono anteriormente, existen dos formas de desarrollo de modelos con elprograma DIgSILENT:

Desarrollo a travs del cdigo del lenguaje de simulacin DSL.

Desarrollo grfico empleando bloques predefinidos en el programa.

La diferencia bsica entre los dos mtodos, es que en el segundo caso no se tiene contactodirecto con el lenguaje de simulacin DSL, puesto que las ecuaciones y el lenguaje estninmersos en los bloques predefinidos en la librera del programa.

Proceso de Codificacin.

El proceso de codificacin busca que el usuario ingrese la informacin necesaria para que elmodelo sea identificado completamente. Esto supone ejecutar rutinas de verificacin desintaxis, de compilacin y dems, que complementan el acople del modelo dentro del mdulode estabilidad.

Proceso de Pruebas y Documentacin.

Este proceso consiste en realizar urna verificacin del funcionamiento del modelo desarrollado,buscando:

Comprobar la adecuada conectividad (flujo de seales), interfaz o comunicacin entre loselementos del sistema y los modelos desarrollados.

Verificar el adecuado funcionamiento del dispositivo modelado (velocidad de respuesta,forma de onda, no linealidades, etc.).

Generar documentacin que permita dar soporte a los posteriores usuarios para el usoadecuado del modelo.

10.3 Proceso de Modelamiento

10.3.1 El problema del modelamientoEs importante identificar la incidencia que tiene el adecuado modelamiento de un sistema elctricode potencia en el anlisis de estabilidad. En la medida que las modelos empleados reflejenadecuadamente el fenmeno que se quiere analizar, se tendr urna garanta en las resultadosobtenidos.

La estructura que se propone para el modelamiento de un sistema y las parmetros empleadas, sepueden evaluar de acuerdo a los siguientes criterios:

Tamao del sistema: Esta es una cualidad importante debido a que grandes y pequeossistemas tienen diferentes parmetros claves de influencia directa; as por ejemplo, para unsistema de potencia pequeo, la dependencia de las cargas con la frecuencia no es tanrelevante, como s lo es para sistemas grandes.

Tamao de la unidad: La importancia del tamao de una unidad de generacin radica en quetanto para los anlisis de estado estable como transitorios, las unidades grandesrepresentan para el sistema una mayor influencia en la respuesta final.

Estructura del sistema: Para el anlisis de una red en particular, independientemente deltamao del sistema y de las unidades, su estructura puede ser de mayor relevancia sobrecualquier otro factor, como es el caso por ejemplo de sistemas radiales.

Fallas en el sistema: Lo ms mi portante para las condiciones de modelamiento del sistemason las fallas aplicadas y las consecuencias asociadas con este fenmeno. Por ejemplo,para el caso de anlisis de sintonizacin de un estabilizador de potencia, no seria relevanteel modelamiento de controles lentos de reactivos o de las calderas de las unidades trmicas.



Tipo de estudio. En sistemas que estn en etapa de planeacin, se pueden emplear modelosy parmetros tpicos, mientras no exista informacin adicional disponible. Sin embargo, paraampliaciones del sistema puede ser necesaria una representacin ms detallada. En casosde anlisis de problemas operacionales y de optimizacin de la operacin es indispensablecontar con modelos detallados de los componentes ms importantes.

Algunos de las objetivos buscados en el modelamiento de un sistema pueden ser:

Anlisis de problemas o de mal funcionamiento de los controladores, especialmente bajocondiciones de perturbacin.

Modelamiento de sistemas no convencionales y de esquemas de control implementados enla red de potencia.

Ejecuciones de estudio durante las fases de diseo y especificacin de componentes yredes.

Independientemente del sistema analizado, si a la representacin del sistema no se le puedeaplicar un modelo de la IEEE o cualquier otro tipo de modelo estndar, se debe recurrir a lautilizacin de un mtodo flexible para la realizacin de modelos individuales que se adapten a lasnecesidades del sistema. En este punto el uso del lenguaje de simulacin ofrecido por el programacubre todas estas expectativas.

10.3.2 Caractersticas del lenguaje de simulacinLa filosofa de funcionamiento del lenguaje es proveer la posibilidad de interactuar con el programafuente durante una simulacin del sistema, a travs de elementos modelados y codificados por elusuario, los cuales buscan reflejar un comportamiento determinado del sistema.

Las principales caractersticas de la relacin entre la plataforma DIgSILENT con el lenguaje desimulacin DSL son:

Acceso a variables del sistema: voltajes, corrientes, ngulos, potencias., impedancias,variables lgicas, variables de posicin (cambiatomas) variables de tipo mecnico (torques)y otros.

Control de la ejecucin de la simulacin desde los modelos, va comandos de interrupcin osalida (Fault - Output).

Posibilidad de comunicacin directa entre los modelos mismos.

Revaluacin continua de las matrices del sistema, ante el uso de modelos que modifiquen laestructura del sistema de potencia (como por ejemplo, inductancias variables, fuentes decorriente, etc.).

Salida y monitoreo: La falla en los datos asignados al caso para el clculo del flujo de carga,el clculo de las condiciones iniciales o condiciones inadecuadas para el arranque de lasimulacin ofrecen al usuario un soporte a travs de diferentes mensajes que presentan lainformacin sobre el elemento y el tipo de talla en la simulacin. Otro error frecuente en losdatos de entrada es la asignacin de valores a los parmetros de los modelos que estn porfuera del rango permitido. Toda esta informacin se presente en la ventana de salida.



10.3.3 Funciones Implementadas

10.3.3.1 Funciones Estndarsin(x) seno sin(1.2)=0.93203 cos(x) coseno cos(1.2)=0.36236 tan(x) tangente tan(1.2)=2.57215 asin(x) arco seno asin(0.93203)=1.2 acos(x) arco coseno acos(0.36236)=1.2 atan(x) arco tangente atan(2.57215)=1.2 sinh(x) seno hiperblico sinh(1.5708)=2.3013 cosh(x) coseno hiperblico cosh(1.5708)=2.5092 tanh(x) tangente hiperblica tanh(0.7616)=1.0000 exp(x) valor exponencial exp(1.0)=2.718281 ln(x) logaritmo natural ln(2.718281)=1.0

log(x) logaritmo en base 10 log(100)=2 sqrt(x) raz cuadrada sqrt(9.5)=3.0822 sqr(x) potencia de 2 sqr(3.0822)=9.5

pow (x,y) potencia de y pow(2.5, 3.4)=22.5422, abs(x) valor absoluto abs(-2.34)=2.34

min(x,y) valor ms pequeo min(6.4, 1.5)=1.5, max(x,y) valor ms grande max(6.4, 1.5)=6.4,

modulo(x,y) residuo de x/y modulo(15.6, 3.4)=0.58823, trunc(x) parte entera trunc(-4.58823)=-4.0000 frac(x) parte fraccionaria frac(-4.58823)=-0.58823

round(x) redondear round(1.65)=2.000 ceil(x) entero superior ceil(1.15)=2.000 floor(x) entero inferior floor(1.78) = 1.000

pi () 3.141592... =3.141592...twopi () 6.283185... 2=6.283185...

e () 2,718281... e=2,718281...

10.3.3.2 Funciones Especiales maxminxlim ,,

Funcin limitadora no lineal. La seal asociada a esta funcin es igual a x siempre que se encuentreentre el lmite inferior (min) y el limite superior (max). En caso que la seal x exceda un lmite, lasalida es igual al lmite excedido.

Tdelayxdelay ,

Funcin de Retraso. Almacena el valor de x en el tiempo de simulacin actual (Tnow) y retorna dichovalor Tdelay segundos despus. Tdelay est en segundos y es mayor a cero. La expresin Tdelaydebe evaluarse a un tiempo constante independiente y puede consistir por consiguiente slo deparmetros constantes. La expresin x puede contener otras funciones.

0var,delay

Es un caso especial de la funcin delay, y regresa el valor del ltimo paso de tiempo.



yxrboolselect ,,exp

Funcin Condicional. Esta funcin entrega el valor x si la boolexpr es verdadera, de lo contrarioentrega el valor y.

,...2,2,1,1, yxyxXlapprox

Funcin Aproximacin Lineal. Retorna la aproximacin lineal y = f(X) donde f es definido por lospuntos (xi, yi)

iiiiarrayXlapprox _,

Funcin Aproximacin Lineal. Retorna la aproximacin lineal y = f(X) donde f es definido por unarreglo de datos (array_iiii). El ingreso de estos datos se hace en la segunda mscara de datos dela definicin del bloque.

,...1,1, yxYinvlapprox

Inverso de la Funcin lapprox. Devuelve x = f_inverse(Y).

iiiiarrayYinvlapprox _,

Inverso de la Funcin lapprox. Utiliza un arreglo de datos.

TdropTpickrboolpicdro ,,exp

Funcin Lgica pick-up drop-off. Es til para las paradas. Regresa el estado lgico interno: 0 1.

Cambia de 0 a 1 cuando boolexpr es verdadera, con un retardo de Tpick segundos.

Cambia de 1 a O cuando boolexpr es falsa, despus de transcurridos Tdrup segundos dehaber alcanzado dicha condicin.

time

Funcin Tiempo de Simulacin. Retorna el tiempo de simulacin actual

10.4 Elementos Bsicos

10.4.1 Composite Model (Modelo Compuesto)Un modelo compuesto es una mscara que se usa para "administrar los modelos asociados a unamquina o un sistema", en la cual se seleccionan todos los modelos y elementos que se quierenrelacionar.



La grfica anterior muestra un modelo compuesto que se usa para describir los elementosasociadas a una mquina sincrnica (controles). En l se pueden identificar los siguienteselementos constitutivos:

Mquina sincrnica (sym)

Regulador de tensin (VCO)

Regulador de Velocidad (PCO)

Unidad primo motriz (PMU)

Estabilizador del sistema de potencia (PSS)

Conexin con la red de potencia global (Grid)

10.4.2 Composite Frame (Marco Compuesto)Un Frame es una plantilla o estructura en la cual se definen las interfaces o vas de comunicacinde las distintas seales entre los bloques o modelos que van a definirse dentro de un CompositeModel.

La figura anterior muestra el Frame que emplea el DIgSILENT para unidades sincrnicas. En ellase pueden observar las seales que se conectan entre todos los modelos que componen el Frame.

10.4.3 Blocks (Bloques)Un composite block diagram es una representacin grfica de una funcin matemtica que produceuna o ms seales de salida como funcin de una o ms seales de entrada. Un block diagramtambin puede tener lmites (valores mnimos y mximos) como seales de entrada.

Los block diagrams constan bsicamente de los elementos siguientes:

Puntos de suma: que producen una sola seal de salida: y=(u0+u1+...)

Multiplicadores: que producen una sola seal de salida: y=(u0*u1 *...)

Divisores: que producen una sola seal de salida: y=(u0/u1 /...)

Selectores: que producen una sola seal de salida: y=u0 o y=u1

Lneas de seal: producen una o ms seales de salida a partir de una entrada: y0=y1=... =u

Bloques de Referencia: qu se usan para incluir otras definiciones de bloques.



10.4.3.1 MacrosExisten bloques que son empleados para definir urna funcin macro.

La figura anterior muestra un Bloque Integrador. La ecuacin que define su funcin detransferencia es la siguiente:

sTusGuy 1*)(*

TsyusTy *)()(*

syyxyx ..

uTx *.

Tux . , para T>0

Se puede observar que la variable de estado (x) asociada al bloque tiene correspondencia con laseal de salida (y). La derivada o el cambio de la variable de estado es igual al cambio en la salidadel bloque.

Para las dems macros de que se dispone en la base de datos, se tiene la definicin de lasseales de entrada y salida, sus limitadores, sus ecuaciones, sus parmetros y dems informacinasociada a la macro.

Las condiciones iniciales (condiciones de arranque) no estn definidas para ninguna de las macrosdentro de le librera. El proceso de definicin de las condiciones iniciales lo debe completar elusuario y depende del modelo y de las macros que se estn usando.

10.4.3.2 Funciones ComplejasExiste la posibilidad de tener ms de urna funcin bsica o primitiva dentro de un bloque. Unejemplo de ello sera un control PID el cual tiene en su interior tres bloques primitivos: un bloquederivador, un bloque proporcional y un bloque integrador.

10.4.3.3 Herramientas del diagrama de bloquesEl proceso para generar un nuevo blocks or slots diagram sobre el cual se crean los Frames, sepuede llevar a cabo, bien desde el Data Manager o bien desde el Graphic Windows.

Estos diagramas cuenta con su propia barra de herramientas con los siguientes botones:

Bloque

Slot

Sumador

Multiplicador

Divisor

u y1sT

x: Variable de Estado.G(s): Funcin de Transferencia



Selector

Conector

Ayuda grfica lnea

Ayuda grfica lnea abierta

Ayuda grfica lnea cerrada

Ayuda grfica rectngulo

Ayuda grfica texto

Ayuda grfica sector

Ayuda grfica arco

Ayuda grfica circulo

Editor de datos de objetos

Editor de grficos de objetos

10.5 Modelamiento de un Regulador de TensinEn la siguiente figura se muestra el diagrama de bloques del control de tensin que se quiereconstruir. Las caractersticas ms importantes de este control de voltaje son:

Manejo de la seal de entrada a travs de un filtro (constante de tiempo Tr).

Suma las seales de voltaje de entrada, voltaje de referencia y ajuste del PSS.

Suma las seales de error / correccin de voltaje y realimentacin de la tensin de salida dela excitacin a travs del lazo de estabilizacin (parmetros Kf y Tf).

Bloque del regulador, en el cual se definen la ganancia y la constante de tiempo del circuitoregulador (parmetros Ka y Ta).

Bloque limitador que cumple una funcin de limitacin de la seal del regulador (lmitesVRmax y VRmin).

Bloque del sistema de excitacin en el que se definen las constantes del sistema deexcitacin (Ke y Te).

Bloque de saturacin, en el que se modela la caracterstica de saturacin de la mquina(parmetro SE).



Los valores de los parmetros del modelo son los que a continuacin se detallan.Parmetro Descripcin Valor

Tr Constante de tiempo del filtro de entrada de regulacin (s) 0.015Ke Constante del excitador relacionada al campo autoexcitado (s) 1.000Kf Ganancia del circuito estabilizador del regulador (pu) 0.400Ka Ganancia del regulador (pu) 250.000Te Constante de tiempo de la excitacin (s) 0.980Tf Constante de tiempo del circuito estabilizador del regulador (s) 0.250Ta Constante de tiempo del regulador (s) 0.100SE Funcin de saturacin del regulador (pu) 0.500

Vrmin Valor mnimo de salida del bloque regulador (pu) -7.600Vrmax Valor mximo de salida del bloque regulador (pu) 7.600Vref Voltaje de referencia del regulador (pu) Consigna

10.5.1 Proceso de ModelamientoEl proceso de modelamiento en Power Factory se puede resumir de la siguiente forma:

Recolectar la informacin: bsicamente es la consecucin del diagrama de bloques delmodelo y de las valores de los parmetros de ajuste.

Generar una nueva hoja de diagrama de bloques.

Dibujar los bloques y los operadores

Asignar las macros a los bloques.

Hacer la conexin de todas las seales.

Definir las condiciones iniciales del modelo.

Hacer la comprobacin y compilacin.

Hasta este punto ya se ha completado el proceso de creacin del modelo. Una vez creado elmodelo en la librera, lo siguiente que debe hacerse es implementar su uso de la siguiente forma:

Generacin del objeto Composite Model.

Generacin del objeto Common Model.

Seleccin del Frame, los modelos y el objeto sobre el cual van a operar.

Pruebas de funcionamiento y documentacin.



10.5.1.1 Generacin una nueva hoja de diagrama de bloques Abrir el Data Manager

Ubicarse dentro de la librera en la carpeta que se va a crear el modelo.

Pulsar el botn derecho sobre esa carpeta.

En el men contextual seleccionar New y posteriormente Block/Frame Diagram.

Esto crea un objeto BlkDef y abre el siguiente dilogo.



Por el momento, lo nico que hay que introducir es el ttulo del modelo.



10.5.1.2 Creacin de los bloques y operadoresSobre la hoja de diagrama de bloquescreada se dibujan todos los bloques yoperadores del control que se va acrear. Esto se realiza pulsando elrespectivo icono (block reference ysummation point) y posteriormentepulsando sobre el espacio de trabajode la hoja de grficos de bloques en elpunto donde desea dibujarse.

Una vez realizado esto, el diagramadebe verse como se muestra en lafigura.

10.5.1.3 Asignacin de Macros a los BloquesLa construccin de un modelo de control completo requiere de varias funciones o modelos bsicoso primitivos (macros). Para tener un manejo integrado del modelo que se va a crear, es necesariogenerar una carpeta al interior delmodelo, y copiar en ella todas lasmacros que van a emplearse.

Para editar los bloques se pulsa dosveces sobre l. Esta accin abre la cajade dilogo que se muestra.

El campo Name se usa paraidentificar la funcin del bloque enparticular: Filtro de Medida.

En el campo Type se selecciona lamacro con la funcin detransferencia que se requiere enese bloque: 1/(1+sT).

Una vez se especifica el campo Type, elprograma identifica que el bloque tieneuna parmetro T y una variable deestado x.

De la misma manera se procede para los dems bloques del modelo. La misma macro puede serleda por tantos bloques como se necesiten.

10.5.1.4 Conexin de las sealesEn esta etapa se conectan todas las seales de salida con lasrespectivas seales de entrada. Esto se realiza con la ayudadel icono signal, pulsndolo y posteriormente pulsandosecuencialmente los puntos de entrada y de salida de cadaseal que se quiere conectar.

Es posible cambiar el nombre del conector pero no de las



seales de entrada y de salida, ya que stos los lee directamente de los elementos que estconectando. El dilogo para hacerlo se activa pulsando dos veces sobre el conector.

Los sumadores por defecto consideran que todas las seales de entrada se suman. Para hacerque una entrada se reste se debe especificar en su ventana de dilogo como una seal invertida.

10.5.1.5 Inicializacin del ModeloUna vez efectuada la labor de cableado, se procede a realizar las labores de verificacin delmodelo, los parmetros, los nombres asignados a las variables y finalmente sus condiciones dearranque.

El proceso de inicializacin de este modelo debe concluir con las siguientes ecuaciones:

Las condiciones iniciales de todas las variables de estado pueden introducirse en el BlockDefinition. Y esto es lo ms aconsejable, ya que de esta manera se pueden tener todas lasecuaciones de condiciones iniciales juntas.

En este caso la seal que se toma del PSS se inicializa en cero. Esto puede hacerse en el casoque la unidad que va a usar este VCO no tenga PSS. En caso contrario, esta seal no debe serinicializada, ya que su valor inicial es ledo directamente del modelo del PSS.



10.5.1.6 Ejecucin de la Rutina de PruebaUna vez introducidas las condiciones iniciales, se procede a chequear que el modelo est bienelaborado, que las sintaxis no presenten errores y, finalmente, a compilarlo.

Elementos constitutivos, ecuaciones y macros:

Las funciones de revisar los elementos constitutivos, chequear las ecuaciones del modelo yrealizar el reemplazo de las macros utilizadas en el modelo con el fin de comprobar su sintaxis,se llevan a cabo con los botones Contents, Equations y Macro Equat respectivamente, quetambin pertenecen a la ventana de dilogo del Block Definition.

Chequeo y verificacin de las condiciones iniciales:

Este proceso no es otra cosa que la comprobacin desde el software de que las condicionesiniciales definidas en el modelo y las calculadas a travs de las ecuaciones escritas en el mismosean iguales. Estas funciones se realizan con los botones Check y Check Inc.

Compilacin y carga en la librera de funciones:

Al ejecutar el botn Compile el programa genera en su carpeta de instalacin DSL tres archivoscon extensiones *.dig, *.cxx y *.def que agilizan la interaccin del modelo del usuario con elmdulo central del programa.

Proceso de compactacin de un modelo:

Esta funcin la realiza el botn Pack, y es til cuando el modelo emplea referencias de bloquesbsicos o primitivos que no se encuentren al interior del modelo mismo. Con esto se lograactualizar la librera interna quedando el modelo como un solo objeto integro, lo cual a su vezfacilita el proceso de exportacin.



Cuando en el desarrollo del modelo se emplean los bloques bsicos dentro del bloque queconstituye el desarrollo del modelo completo, este botn aparece como no disponible.

10.5.1.7 Creacin del Composite ModelEl Composite Model es el objeto que permite hacerreferencia al Composite Frame. Este objeto, es elque permite seleccionar los modelos y elementosque quieren relacionarse definiendo as el efectode control que se quiere.

Para crear un Composite Model:

En un Data Manager, se selecciona el rea(grid) en la que est ubicado el generador.


En el men de opciones Elements seselecciona Composite Model.

Esto crea el Composite Model y abre su caja dedilogo:

En Type se selecciona de la librera local el Composite Type Sym. Esto cargaautomticamente los slots que componen este Composite Model.

En la celda al lado derecho del slot sym, se pulsa dos veces para seleccionar el generador alque se le van a asignar los modelos desarrollados.

Las siguientes ventanas muestra la evolucin de la ventana de dilogo a medida que se vandesarrollando estos pasos.

10.5.1.8 Creacin del Common ModelCuando el proceso de condiciones iniciales y compilacin ha concluido satisfactoriamente, elmodelo ya est en condiciones de ser usado.

Para ello, el paso a seguir es crear un objetoque proporcione una interface decomunicacin con el usuario en la que steslo tenga que definir el valor de losparmetros de ajuste. Este objeto es elCommon Model.



Para crear este objeto:

En un Data Manager, se selecciona el Composite Model dentro del rea (grid) en la que estubicado el generador.


En el men de opciones Elements se selecciona Composite Model.

Esto crea el Common Model y abre una especie de Data Manager en el que debe seleccionarse elBlock Definition del VCO que se cre.

Al presionar el botn de aceptar aparece undilogo que es la interface de comunicacincon el usuario para que este defina all losajustes del modelo.

En Name colocamos el nombre con elque se quiera identificar el modelo.

En la columna Parameter se colocan losvalores de ajuste del modeloespecificados al principio.

Para concluir, se debe editar nuevamente elComposite Model para asignar este VCO en elvco slot, de la misma manera que ya se habahecho para asignar el generador. La siguiente figura muestra como debe verse el Composite Modeluna vez que se haya concluido con este procedimiento.

10.5.2 Pruebas de FuncionamientoPara probar la funcionalidad y los ajustes del modelo se ejecutan simulaciones de estabilidaddinmica. A continuacin se describen los tipos de fallas que comnmente se implementan paraprobar cada tipo de regulador.

Pruebas tpicas para reguladores de tensin:

Cortocircuitos



Cambio de carga (toma o prdida de carga)

Cambio en la seal de control del regulador (voltaje de consigna)

Pruebas para verificacin de la operacin de los limitadores (voltajes de techo, niveles desaturacin, corriente de excitacin, etc.)

Pruebas para verificacin de la seal de entrada al regulador.(cuando exista PSS)

Pruebas tpicas para reguladores de velocidad: Cambio de carga (toma o prdida de carga)

Cambio en el torque mecnico de la mquina

Cambio en la consigna del regulador (ajuste de la potencia o la velocidad)

Pruebas para verificacin de la operacin de los limitadores (control por aceleracin,carga mxima y mnima, tasa de cambio o velocidad de respuesta del regulador, etc.)

Pruebas tpicas para controles de primotor: Potencias mxima y mnima de salida

Verificacin de las no linealidades, dependiendo del tipo de turbina modelada.

Pruebas a otros modelos

Se realizan las pruebas especificas que sugiera el tipo de dispositivo bajo anlisis, as porejemplo, si se tratara de un modelo de control de teledisparo, sera conveniente verificarel esquema de disparo, los tiempos de disparo y las dems variables asociadas almodelo.

10.6 Modelamiento de un Regulador de Velocidad

Este diagrama de bloques corresponde al modelo de control de velocidad tpico para una turbina avapor. Las funciones implementadas en este modelo son las siguientes:

Bloque droop: Valor del ajuste de caracterstica de respuesta velocidad/carga en la mquina(parmetro droop en %).

Bloque del regulador: Bloque con la constante de tiempo del convertidor E/H (parmetro T1).

Bloque del servomotor: Estos bloques reflejan la dinmica del servomotor, es decir, lalimitacin en la velocidad de apertura y cierre (Parmetros T2, op_max, op_min).

Posiciones mxima y mnima de salida: Dinmica del bloque integrador que refleja la dinmicade la vlvula (Parmetros at_max y at_min).

Los parmetros de ajuste para este modelo se detallan en la siguiente tabla.



Parmetro Descripcin ValorDroop Droop (%) 5.000

T1 Constante de tiempo del regulador (s) 0.220T2 Constante de tiempo del servomotor (s) 0.250

op_min Velocidad mnima de cierre (pu/s) -1.000op_max Velocidad mxima de cierre (pu/s) 0.100at_min Posicin mnima de la vlvula (pu/s) 0.000at_max Posicin mxima de la vlvula (pu/s) 1.000

El proceso de modelamiento en Power Factory es el mismo que ya se indic para la creacin delregulador de tensin.

Las condiciones iniciales del regulador de velocidad dependen de las condiciones de la mquinavistas desde el flujo de carga. Estas condiciones se reflejan directamente como condicionesimpuestas a la unidad primomotriz (modelo de la turbina). A continuacin se presenta un modelode turbina, el cual puede ser asociado a este regulador de velocidad para completar as el procesode inicializacin del modelo.

10.7 Modelamiento de una Turbina de VaporEste diagrama de bloques corresponde al modelo de una turbina a vapor. Los elementos que lo

componen son los siguientes:

Bloque de cmara de vapor. Filtro que representa la dinmica del sistema de acumulacin devapor. Su constante de tiempo es T3.

Bloque del recalentador. Filtro que representa la dinmica del recalentador en el sistema deturbina de la planta. Su constante de tiempo es T4.

Bloque de tuberas. Filtro que representa el comportamiento del juego de tuberas detransporte de vapor para la seccin de baja presin de la turbina. Su constante de tiempo esTs.

Los parmetros de ajuste para este modelo se detallan en la siguiente tabla.Parmetro Descripcin Valor

T3 Constante de tiempo de la dinmica del sistema de acumulacin de vapor (s) 0.210T4 Constante de tiempo del recalentador (s) 11.000TS Constante de tiempo de tuberas (s) 0.400KLP Fraccin de participacin generacin de potencia etapa BP (pu) 0.335KIP Fraccin de participacin generacin de potencia etapa PI (pu) 0.404KHP Fraccin de participacin generacin de potencia etapa AP (pu) 0.261

El proceso de modelamiento en Power Factory es el planteado en el desarrollo del modelo delregulador de tensin.



11 Armnicos

11.1 Parmetros Dependientes de la FrecuenciaDebido al efecto piel y las variaciones de la inductancia interior, las resistencias e inductancias sonnormalmente dependientes de la frecuencia. Esto puede ser representado asociando unfrequency characteristic a estos parmetros en la pgina "Harmonics" de la respectiva caja dedilogo. Pueden usarse dos tipos de caractersticas: o una caracterstica polinmica (ChaPol), o unatabla de frecuencia definida por el usuario (TriFreq y ChaVec).

Para la caracterstica polinmica, se usa la frmula siguiente:

b

hh f

faafk

1

1

Las constantes a y b son los parmetros del polinomio caracterstico. La unidad de k(fh) es % delparmetro correspondiente. Por ejemplo, la resistencia de la lnea resultante se obtiene por:

hh fkRfR *

La siguiente tabla muestra los valores de stas constantes obtenidos empricamente y usualmenteusados para lneas, transformadores y mquinas. Los coeficientes para la inductancia de laslneas si pueden ser obtenidos por medio de la rutina Line Constants del ATP1, utilizando la opcinJMARTI.

Elemento Constante R La 0.08 1.050Lneas areas b 1.10 -0.135a 0.12 1.000Transformadores y mquinas b 1.50 -0.070

Para empezar a trabajar con el mdulo de armnicos, lo primero que debe hacerse es definir lospolinomios caractersticos, y posteriormente asignar a los parmetros de los equipos el respectivopolinomio caracterstico.

Procedimiento para crear los polinomios caractersticos:

1) Abrir el Data Manager y ubicarse en la razdel proyecto.

2) Presionar el botn "New Element" yseleccionar las siguientes opciones:

Elements: Others

Filter: Characteristics

Element: Frequency PolynomCharacteristic

1 Alternative Transient Program (ATP) Version of the EMTP Rule Book. Copyright 1987 by the Leuven EMTPCenter (LEC) - Last revision date: July, 1987.



3) En la ventana de dilogo:

Parameter: fpcL lneas

a: 1.05

b: -0.135

Procedimiento para referenciar los polinomio

curso básico power factory

Documents