flujo de potencia 21

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  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

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    FLUJO DE POTENCIA

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

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    5.Introducción

    5.1.1 DefiniciónConsiste en determinar el módulo y ángulo de fase de la tensiónde cada barra y los flujos de potencia activos y reactivos paracada línea por lo que es necesario fijar cantidades que deben sercantidades a priori para iniciar el estudio.

    5.1.2 Requeri iento! de un !i!te " de #otenci".

    _ Cuantitativos1.Entregar las magnitudes de potencia y energía definidas

    mediante acuerdos o contratos con:suarios independientes con otros sistemas en los cuales

    eventualmente pueden estar conectados.

    !. "ermitir cantidades de potencia y energía que sirvan dereserva para situaciones eventuales.

    #. $ue las previsiones de capacidad de la línea y los otroscomponentes garanticen los incrementos de acuerdo alcrecimiento de la demanda.

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    %Cualitativos

    1. &a energía debe enumerarse sujeta a restricciones en cuanto a:

    % &as variaciones de la tensión cuyas magnitudes dependen delnivel de esta 'ltima.

    % (ariaciones de la frecuencia en un ) * +,-#

    !. El sistema de potencia debe tener una alta confiabilidad se entiende

    como la seguridad de que aunque el sistema sufra perturbaciones demagnitudes apresiables/. &a probabilidad de que e0istan discontinuidaden la prestación de servicio tendra un valor ra onablmente bajo.

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    5.2 $ode%" iento de %o! co #onente! de% !i!te ". &as cargas son elementos variables2 no predecibles.

    5.2.1 &ener"dore! ' co #en!"dore! !(ncrono!

    3: 4e regula difícilmente más que todo es de referencia 3 5 ,

    P G Q G

    | V | , δ Barra de referencia

    Barra de referencia

    | V | , δ

    | V |P G ,

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    5.2.2 $ode%" iento de %o! tr"n!for "dore!.

    6mpedancia en corto circuito en serie y los de magneti ación enparalelo

    p

    pT

    p

    p

    I

    E Z I

    V

    10

    1=q

    qT

    p

    p

    I

    V

    a

    a Z I

    V

    /10/1=

    IqIpIpa : 1

    Vp

    +

    -

    Vq

    +

    -

    Ep

    +

    -

    ZT IqIpIpa : 1

    Vp

    +

    -

    Vq

    +

    -

    Ep

    +

    -

    ZT

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    a : fasor2 cuando el transformador es de fase cuadratura.a : 7'mero2 cuando el transformador es con relación de 89"4 fuera

    de la nominal.

    a : 12 cuando el transformador es sin 89"4.

    ase cuadratura: 4on aquellos que tienen como objeto2 tiene relaciónde transformación nominal.

    ;e la matri .

    9 5 a < 5 = 8 >a

    C 5 , ; 5 1>a

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    ).!.# ?odelamiento de líneas de transmisión.

    Y pq

    Y shun

    Z pq

    p q

    Y shun Y q Y p Vp

    +

    -

    Vq

    +

    -

    q pqqqq p V Z I V Y V ++= !"

    q pqq pqq p I Z V Z Y V ++= !1"

    qq p BI AV V +=

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    ).!.# @eactores y capacitores

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    ).# Clasificación de las barras

    1. Variables de Control:

    [ ] ==*

    *

    1

    1

    *

    1

    G

    G

    G

    G

    Q

    P

    Q

    P

    u

    u

    u

    u

    u

    2. Variables de Estado:

    [ ] ==

    *

    *

    1

    1

    *

    1

    V

    V

    x

    x

    x

    x

    δ

    3. Variables de Disturbio(incontrolables)

    [ ] ===

    *

    *

    1

    1

    *

    *

    1

    1

    *

    1

    D

    D

    D

    D

    L

    L

    L

    L

    Q

    P

    Q

    P

    Q

    P

    Q

    P

    P

    P

    P

    P

    P

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    +. -"rr"! Ti#o P/4*4&ener"ción3

    ;atos : P G, |V| ( conocidas);atos : P L, Q L6ncógnitas: Q G, δ

    c. -"rr" Ti#o 4*4 6Referenci"3

    ;atos : |V|, δ conocidas/;atos : P L, Q L6ncógnitas: P G, Q G

    #is e$ae%&c ric'

    P p, Q p P G, Q G

    | V | P ,

    #is e$ae%&c ric'

    P p, Q p PG, QG

    | V |, .

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

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    En barras P-V

    P*0 8iene la barra limites de operación en $ min D $ D $ ma0

    Ti#o! de -"rr"! D"to! Incó nit"!|V|, δP-|V|P - Q

    |V|, δ, P L, Q LPG ,|V|, P L, Q LPG, Q G, P L, Q L

    PG, Q GQG, δ|V|, δ

    d. *"ri"nte! de ti#o! de +"rr"!

    En barra P-Q

    P0* Cuando se tiene limites de operación (min

    D ( D (ma0

    P0R* Cuando de se tiene la barra a una tensión controladaremotamente y se controla a trav s de la potencia reactiva

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    ?98@6= 9;?6897C69 ;E

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

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    5.) For u%"ción de %" "tri7 "d it"nci" 89+u!:

    n

    !

    1

    q 4 p 6 p 6 pn

    6 pq

    6 p! 6 p1

    = pn

    = pq

    = p! = p1

    ( p "

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  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

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    nnnqnq pnpnnn V Y V Y V Y V Y V Y I ++−−−−−= **11

    −−−−

    −−−−

    −−−−−−−−

    =

    n

    p

    Y

    nnnqnp pn

    pn pq pp p p

    nq p

    nq p

    n

    p

    V

    V

    V

    V

    Y Y Y Y Y

    Y Y Y Y Y

    Y Y Y Y Y

    Y Y Y Y Y

    I

    I

    I I

    BUS

    *

    1

    *1

    *1

    ******1

    1111*11

    *

    1

    [ ] [ ][ ]V Y I BUS

    =

    [ ] = I ?atri de corriente de inyección (ector/

    [ ] =V ?atri de corriente de inyección (ector/[ ] =Y ?atri de admitancia de barras (ector F< 4/

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    [ ] =Y &a matri Fbus tiene las siguientes propiedades

    Es una matri cuadrada n Gn H de barras/.

    &os elementos de la diagonal son todos positivos.

    &os elementos fuera de la diagonal son todos negativos.

    4on sim tricos %F1! 5 %F!1 entonces2 %Fpq5 %Fqp2 a e0cepción decuando se tiene en ese elemento trafos con regulación bajo cargay con desfasamiento.

    Es altamente E4"9@49.

    Es una matri compleja2 sus componentes son todos complejos.

    &os componentes de la diagonal son la sumatoria de todas lasadmitancias que salen de dicIa barra.

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

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    Ejemplo2 plantear la matri admitancia del sistema el ctrico

    1

    * Z* / 0 01 + 0 *

    Z1 / 0 0* + 0 1 Z1* / 0 0 + 0 12

    0 0 0 0

    0 0*

    0 0*

    0 01

    0 01

    *C Y

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

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    0100*0100*0

    112000

    1!

    *"!

    *" 11*11*11 j j j j

    Y Y Y Y Y C C +++

    ++

    =+++=

    33212*020100*041233*1104*5*111 j j j j jY −=++−+−=104*5*11* jY +−=

    −∠∠∠∠−∠∠∠∠−∠

    =212516* 01543*33 61010150253

    543*33 615*2041101012 6*4

    11015025311012 6*444651 414

    busY

    −+−+−+−−+−+−+−−

    =24*3116*2*3562* 3041233* 11

    3566* 4*065112 121104*5*11

    41233* 11104*5*11332412*02*

    j j j

    j j j

    j j j

    Y bus

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

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    ).) Ecuaciones para JnK barras

    [ ]

    n

    n

    n

    n

    V

    V

    V

    x

    x

    x

    x

    x

    x

    x

    δ

    δ

    δ

    *

    *

    1

    1

    *

    1*

    *

    1

    ==

    [ ]

    Gn

    Gn

    G

    G

    G

    G

    n

    Q

    P

    Q

    P

    Q

    P

    u

    u

    u

    u *

    *

    1

    1

    *

    *

    1

    == [ ]

    Dn

    Dn

    D

    D

    D

    D

    n

    Q

    P

    Q

    P

    Q

    P

    p

    p

    p

    p *

    *

    1

    1

    *

    *

    1

    ==

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

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    4iendo las ecuaciones de potencia para un sistema de JnK barras

    ( ) 0,,,,,,, 1111111 = Dn Dn D DGnGnGGnn Q P Q P Q P Q P V V f δ δ

    ( ) 0,, *1*1*11 =nnn p puu x x f

    ( ) 0,, *1*1*1* =nnn p puu x x f

    •••

    ( ) 0,, *1*1*1* =

    nnnn p puu x x f

    ( ) 0,, = pu x f p n p *1=

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

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    "ara un sistema de JnK barras2 suponiendo que tiene JLK nodos degeneración2 entonces se tiene Jn M LK barras de cargas.

    G P k −−−−

    GQk −−−−

    V n −−−−

    δ −−−−n

    !"* nk +

    "otencias activas de generación

    "otencias reactivas de generación

    8ensiones de barra módulos/

    Nngulos de tensión de barra

    (ariables totales

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

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    4e tiene un n'mero de ecuaciones de !n que permiten calcular !nvariables o incógnitas2 por tanto es necesario preparar !L variablespara este fin.

    V k −−−−−1

    G P k −−−−−1

    V −−−−1

    δ −−−−1

    k *

    "otencias activas de generación

    "otencias reactivas de generación

    8ensiones de barra módulos/

    Nngulos de tensión de barra

    (ariables especificadas

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    24/113

    inalmente se tiene que determinar:

    GQk −−−−−1

    Gk δ −−−−−1

    G P −−−−1

    GQ−−−−1

    n*

    "otencia de generación de referencia activa."otencia de generación de referencia reactiva

    "otencia de generación reactiva en barra de

    generación.Nngulo de tensión en barra de generación

    (ariables de par determinadas

    V k n −−−−−

    δ −−−−− k n

    ?agnitud de tensión en barra de carga.

    Nngulo de tensión en barra de carga.

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

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    5.; $

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

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    [ ] [ ]!0"!1"!0"

    !0"

    9 x f x x

    x f Tan =

    −=θ

    [ ][ ]!0"!0"

    !1"!0"

    9 x f x f x x =−

    [ ][ ]!0"

    !0"!0"!1"

    9 x f x f

    x x −=

    [ ][ ]!"

    !"!"!1"

    9 k k

    k k

    x f x f

    x x −=+

    na función f 0/ se puede e0pandir mediante la serie de 8aylor

    [ ] [ ] [ ] 0!"999<

    1!"99

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

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    4e acostumbra truncar a partir de f OP 0 ,/ /

    [ ] 0!"9!"!" !0"!0"!1"!0" =−+= x f x x x f x f

    [ ] !"9!"!" !0"!0"!1"!0" x f x x x f x f −=− [ ][ ]

    !0"!0"

    !0"!1"

    9!"

    x x f

    x f x f x +

    −=

    [ ]

    [ ]!0"

    !0"!0"!1"

    9 x f

    x f x x −=

    ". P"r" un !i!te " de 2 ecu"cione!". P"r" un !i!te " de 2 ecu"cione!

    0!," *11 = x x f 0!," *1* = x x f

    [ ] [ ][ ] [ ] !,"

    *1

    !,"*1

    !,"!,"!,"!,"

    !0"*

    !0"11

    *1

    **!0"

    **!0"

    *!0"

    11*1

    **!0"

    11

    !0"

    *

    !0"

    11*

    !0"

    **

    !0"

    *

    !0"

    111

    !0"

    11

    !0"

    *

    !0"

    11*11

    +∂∂∂−+∂∂

    ∂−+∂

    ∂−+∂

    ∂−+=

    x x f x x

    x x x x f x x

    x x

    x x f x x x x x f x x x x x f x x f

    ∂∂

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    28/113

    [ ] [ ]

    [ ] [ ] !,"*1

    !,"*1

    !,"!,"!,"!,"

    !0"*

    !0"1*

    *1

    **!0"

    **!0"

    *!0"

    1**1

    **!0"

    11

    !0"*

    !0"1*

    *

    !0"**

    !0"*

    !0"1*

    1

    !0"11

    !0"*

    !0"1**1*

    +∂∂∂−+∂∂

    ∂−

    +∂∂−+∂

    ∂−+=

    x x f x x

    x x x x f x x

    x x

    x x f x

    x x x x f x

    x x x x f x x f

    !"!," 1*11 x f x x f =

    !"!," **1* x f x x f =

    !"!," !0"1!0"

    *!0"

    11 x f x x f =

    !"!," !0"*!0"

    *!0"

    1* x f x x f =

    1!0"

    11 x x x ∆=−

    *!0"

    ** x x x ∆=−

    !"!"*1

    !"!"*1

    !"!"!"!,"

    !0"1

    *1

    **

    *!0"

    1

    *1

    **

    1

    !0"1

    **

    !0"1

    11

    !0"1*11

    +∂∂

    ∂∆+∂∂

    ∂∆

    +∂∂∆+

    ∂∂∆+=

    x f x x

    x x f x x

    x

    x f x

    x x f x

    x x f x x f

    !"!"*

    1!"!"

    *

    1

    !"!"!"!,"

    !0"*

    *1

    **

    *!0"

    **1

    **

    1

    !0"*

    **

    !0"*

    11

    !0"**1*

    +∂∂

    ∂∆+∂∂

    ∂∆

    +∂∂∆+

    ∂∂∆+=

    x f x x

    x x f x x

    x

    x f x

    x x f x

    x x f x x f

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    29/113

    ( )( )!"!"

    !"!"

    *1

    !"!"

    !"!"

    !"

    !"!"

    !"*

    *

    *1

    *1

    0*

    *

    *1

    0*

    **1

    01

    *

    *1

    01

    *

    *

    1

    *

    0*

    1

    0*

    *

    01

    1

    01

    0*

    01

    *

    1 +∆∆

    ∂∂∂

    ∂∂∂

    ∂∂∂

    ∂∂∂

    +∆∆

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    += x

    x

    x x

    x f

    x x

    x f x x x f

    x x x f

    x

    x

    x

    x f

    x

    x f x x f

    x x f

    x f

    x f x f

    x f

    [ ] [ ] [ ] [ ] [ ][ ] [ ] *1

    !"!" 000 +∆∆+∆+= x H x x J x f x f

    +. P"r" un !i!te " de >n? ecu"cione!+. P"r" un !i!te " de >n? ecu"cione!( ) 0, *11 =n x x x f

    •••

    ( ) 0, *1* =n x x x f

    ( ) 0, *1 =n p x x x f

    ( ) 0,

    *1 =

    nn x x x f

    •••

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    30/113

    [ ]

    [ ]1

    !0"!0"1!0"

    1

    !0"!0"1!0"

    11!0"!0"

    1*1

    !, ,"

    !, ,"!, ,"!, ,,"

    x

    x x f x x

    x

    x x f x x x x f x x x f

    n pnn

    n pn pn p

    ∂∂−+

    +∂

    ∂−+=

    ∂∂

    ∂∂

    +=

    !0"

    !0"

    11

    1

    !0"!0"1

    1

    !0"!0"1

    1

    !0"!0"1

    1

    !0"!0"11

    !0"!0"1

    !0"!0"1

    !0"!0"1*

    !0"!0"

    11

    1

    1

    1*

    11

    !, ,"!, ,"

    !, ,"!, ,"

    !, ,"

    !, ,"

    !, ,"!, ,"

    !, ,"

    !, ,"

    !, ,"!, ,"

    nn

    nnnn

    nnn

    nn

    n p

    n

    n

    nn

    n p

    n

    n

    x x

    x x

    x

    x x f

    x

    x x f

    x x x f

    x x x f

    x x f

    x x f

    x x f x x f

    x x f

    x x f

    x x f x x f

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    31/113

    −−

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    +=

    !, ,"!, ,"

    !, ,"!, ,"

    !, ,"!, ,"

    !, ,"!, ,"

    !0"!0"11

    !0"!0"11

    !0"!0"1*1*

    !0"!0"1111

    001

    001

    01

    01

    1

    !0"

    !0"

    !0"*

    !0"1

    *

    1

    nnnn

    n pn p

    nn

    nn

    n

    nn

    n

    p p

    n

    n

    p

    n

    p

    x x f x x f

    x x f x x f

    x x f x x f

    x x f x x f

    L x

    f L

    x

    f

    L x f L

    x f

    L x f

    L x f

    x

    x

    x

    x

    x

    x

    x

    x

    [ ] [ ] [ ] [ ]!" !0"1!0" x f J x x ∆+= −

    [ ] [ ] [ ] [ ]9!" !0"1!0" x f J x x −+=

    ó d $ d d

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    32/113

    5.;.1 A#%ic"ción de% $

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    33/113

    Ejemplo !. ;ado las ecuaciones f 1 y f ! 2 calcular las raíces.

    **!,"

    10!,"

    1*1***1*

    *1*1*11

    −−+=−+=

    x x x x x x f

    x x x x x f

    −−

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    += 0**

    011

    *

    0*

    1

    0*

    *

    01

    1

    01

    0*

    01

    !"!"

    !"!"

    !"

    !"0

    0

    x x

    x x

    x

    x f

    x

    x f x

    x f

    x

    x f

    x f

    x f

    *1

    :

    0*

    01

    ==

    x x

    inicia $s Da!"s

    4olución

    0**

    010

    1*1**

    *1*1

    =−−+

    =−+

    x x x x

    x x x

    [ ] [ ] [ ] [ ][ ]000 !"0 x x J x f −+=

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    34/113

    [ ] [ ] [ ][ ]000 !" x x J x f −=−

    [ ] [ ][ ] [ ] !"0100 x f J x x −−=−

    [ ] [ ] [ ] !"0100 x f J x x −−=

    ∂∂∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    −=

    !"

    !"

    !"!"

    !"!"

    0*

    01

    1

    *

    0

    *

    1

    0

    *

    *

    01

    1

    01

    0*

    01

    1*

    11

    x f

    x f

    x x f

    x x f

    x x f

    x x f

    x

    x

    x

    x

    12*!1"*!*!"1"*!"

    610!*!"1"1!"*0

    *

    *01

    −=−−+=−=−+=

    x f

    x f

    1!"

    *!"

    1

    *

    01

    *11

    01

    ==

    =+=∂

    x

    x

    x f

    x x x x f

    6*!"

    *!"

    1*

    *

    0*

    *1

    0*

    =+=

    =−=∂

    x x

    x

    x f

    x x x f

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    35/113

    −−−=

    126

    6+1+

    *1

    1

    1*

    11

    x

    x

    −−

    −=−−

    −−

    −= 41141

    *1

    126

    14460144600 160*3160

    *11

    *

    1

    1

    x x

    =4

    14*1*

    11

    x

    x

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    −=

    !"

    !"!"!"

    !"!"

    1*

    11

    1

    *

    1*

    1

    1*

    *

    11

    1

    11

    1*

    11

    **

    *1

    x f

    x f

    x x f

    x x f

    x x f

    x x f

    x

    x

    x

    x

    −= −

    5*6

    53

    314100055

    14*1445

    4

    14* 1

    **

    *1

    x

    x

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    36/113

    −−

    −=5*6

    53

    0544005 50

    0*2401 640

    4

    14***

    *1

    x

    x

    =0155

    0 ****

    *1

    x

    x

    −= −

    2 30*420

    1 21*02460 **056

    01550 **

    1

    *

    1

    x x

    −−

    −=

    2 30

    *420

    0353003520

    0*501430

    0155

    0 **

    *

    1

    x

    x

    =0000

    000**

    *

    1

    x

    x

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    37/113

    −= −

    0010

    0010

    00041*00006

    000**0006

    0000

    000** 1

    *

    1

    x

    x

    − −−= 00100010

    03330033300*5401610

    0000000**

    *

    1

    x x

    −= −

    0

    10333*10000

    000**

    *

    1 x

    x

    x

    = *

    *

    1

    x

    x

    − −−=−= −

    00

    10100*5401610*

    00

    1*6*6*

    1

    2*

    2

    1

    x x

    = *2*

    21

    x

    x *2*

    21

    ==

    x

    x

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    38/113

    P"r" >n? iter"cione!P"r" >n? iter"cione!

    ( ) 0, *11 =n x x x f

    •••( ) 0, *1* =n x x x f

    ( ) 0, *1 =nn x x x f

    [ ] [ ] [ ]!"0100 x f J x −=∆

    [ ]

    1

    0

    *

    0

    1

    0

    1

    01

    *

    01

    1

    01

    10

    !"!"!"

    !"!"!"−

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    =

    n

    nnn

    x x f

    x x f

    x x f

    x

    x f

    x

    x f

    x

    x f

    J

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    39/113

    [ ] ••

    −••

    =

    −••

    •−

    =∆

    0

    01

    1

    11

    01

    01

    11

    0

    nnnn x

    x

    x

    x

    x x

    x x

    x

    [ ]

    ( )( )

    ( )•••=

    •••=

    00*

    011

    00*

    01*

    00*

    011

    0

    0*

    01

    0

    ,

    ,

    ,

    !"

    !"

    !"

    !"

    nn

    n

    n

    n x x x f

    x x x f

    x x x f

    x f

    x f

    x f

    x f

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    40/113

    5.;.2 Ne=ton R"#!on en coorden"d"! #o%"re!

    ∑=

    =n

    qq pq p V Y I

    1

    p j p p $V V

    δ =

    p p p p V I jQ P ==+ q jqq $V V

    δ =

    p p p p I V jQ P ==−

    pq j pq pq $Y Y

    θ =q pq p

    jn

    qq

    j pq

    j p p p $V $Y $V jQ P

    δ θ δ

    ∑=−

    =−1

    θ θ θ js$n$ j −=− c's[ ]!"1

    pqq p jn

    q pqq p p p $Y V V jQ P

    θ δ δ +−−

    =∑=−

    [ ]!"c's1

    pqq p pqqn

    q p p Y V V P θ δ δ +−= ∑

    =

    [ ]!"1

    pqq p pqq

    n

    q p p s$nY V V Q θ δ δ +−= ∑

    =

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    41/113

    For "ción de "tri7For "ción de "tri7

    ∆=

    ∆=

    V L J

    % H

    V J J

    J J

    Q

    P δ δ *1

    [ ] pqS$nY V V P H pqq p pqq pq

    p pq ≠→+−=∂

    ∂= !" θ δ δ

    δ

    [ ]∑≠=

    +−−=∂∂=

    n

    pqq

    pqq p pqq p p

    p pp S$nY V V

    P H 1

    !" θ δ δ δ

    [ ]!" pqq p pq p

    q

    p

    pq C"sY V

    V

    P % θ δ δ +−=

    ∂=

    [ ]∑≠=

    +−+=∂∂

    =n

    pqq

    pqq p pqq pp pp p

    p

    p pp C"sY V C"sY V

    V

    P %

    1

    !"* θ δ δ θ

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    42/113

    [ ]!" pqq p pqq pq

    p pq C"sY V V

    Q J θ δ δ

    δ +−−=

    ∂∂

    =

    [ ]∑≠=

    +−=∂∂

    =n

    pqq

    pqq p pqq p p

    p pp C"sY V V

    Q J

    1

    !" θ δ δ δ

    [ ]!" pqq p pq pq

    p pq S$nY V

    V

    Q L θ δ δ +−=

    ∂∂

    =

    [ ]!"*1

    pqq p pq

    n

    pqq

    p pp pp p

    p

    p pp S$nY V S$nY V

    V Q L θ δ δ θ +−+−=

    ∂∂= ∑

    ≠=

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    43/113

    Ejemplo #. ;eterminar la matri Qacobiana para el sistema

    11 ,δ V ** ,Q P

    , V P ,Q P

    A

    #

    ! 1

    Por determinar lacte |V 3| e o!"ioen la matri# $Q 3

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    44/113

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂ ∂

    ∂∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    =

    *

    *

    *

    **

    *

    *

    *

    **

    *

    **

    *

    *

    *

    *

    00

    00

    00

    00

    V

    V

    V QQQ

    V QQQ

    V P P P V

    P

    V

    P P P P V P P P

    Q

    Q

    P

    P

    P

    δ

    δ

    δ

    δ δ

    δ δ

    δ δ

    δ δ δ

    δ δ

    ∆∆∆

    =

    ∆∆∆∆

    *

    *

    *****

    **

    *****

    *

    *

    00

    00

    00

    00

    V

    V L J J

    L J J

    % H H % % H H H

    % H H

    Q

    Q

    P P

    P

    δ δ

    δ

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    45/113

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂ ∂

    ∂∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    =

    *

    *

    **

    *

    *

    *

    *

    *

    *

    *

    *

    *

    *

    *

    *

    00

    00

    00

    00

    V

    V

    V QQQV P P P V P P P

    V P P

    Q

    V

    QQ

    P V P P

    Q

    P

    P

    Q

    P

    δ

    δ

    δ

    δ δ

    δ δ

    δ δ δ

    δ δ

    δ δ

    ∆∆∆∆

    =

    ∆∆∆∆

    *

    *

    **

    ****

    *****

    *

    *

    00

    00

    00

    00

    V

    V

    L J J

    % H H

    % H H % H J L J

    H % H

    Q

    P

    P Q

    P

    δ δ

    δ

    ; $

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    46/113

    ;. $

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    47/113

    ( ) q pn

    qq pq p pq pq p p V V jS$nC"s jBG jQ P ∑

    =−+−−=+

    1

    !"!"!" δ δ δ δ

    [ ] q pn

    qq p pqq p pq p V V S$n BC"sG P ∑

    =−+−=

    1

    !"!" δ δ δ δ

    [ ] q pn

    qq p pqq p pq p V V C"s BS$nGQ

    ∑=−+−=

    1

    !"!" δ δ δ δ

    [ ] q pn

    pqq

    q p pqq p pq p pp p V V S$n BC"sGV G P ∑≠=

    −+−+=1

    *!"!" δ δ δ δ

    [ ] q pn

    pqq

    q p pqq p pq p pp p V V C"s BS$nGV BQ ∑≠=

    −+−+−=1

    *!"!" δ δ δ δ

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    48/113

    [ ] * p pp*

    p pp1

    VBVB!"!" −+−+−−==∂∂

    ≠=∑

    pQ

    q p

    n

    pqq

    q p pqq p pq pp p

    p V V C"s BS$nG H P

    δ δ δ δ δ

    *

    p pp p pp V BQ H −−=

    [ ]!"!" q p pqq p pqq p pqq p

    C"s BS$nGV V H

    P

    δ δ δ δ δ −+−==∂

    [ ]

    pp H

    q p

    n

    pqq

    q p pqq p pq p pp p

    p

    p V V C"s BS$nGV BV V

    Q ∑≠=

    −+−+−=∂∂

    1

    *!"!"* δ δ δ δ

    p p pp pp p p

    p QV B LV V

    Q +−==∂∂ *

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    49/113

    −−−=∂∂

    =≈≈

    10

    !"!" q p pqq p pqq pqq

    p pq C"s BS$nGV V V

    V

    Q L δ δ δ δ

    Como:

    *

    p pp p V BQ

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    50/113

    [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]V BV L B H ===

    Sub matriz

    [ ] [ ] [ ] [ ]V BV B 9 =

    [ ] [ ] [ ] [ ]V BV B 99 =

    [ ] [ ] [ ] [ ]V BV H 9=

    [ ] [ ] [ ] [ ]V BV L 99=

    [ ] [ ]δ ∆=∆ H P

    [ ]∆

    =∆V

    V LQ

    ∆∆

    =∆∆

    V

    V L

    H

    Q

    P δ La matriz

    [ ] [ ] [ ] pq pq L H B ==9[ ] [ ] [ ] pp pp L H B ==99

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    51/113

    [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] !"9 α δ ∆=∆ V BV P

    [ ] [ ] [ ] [ ] !"99 β ∆

    =∆V

    V V BV Q

    Con!ider"cione!Con!ider"cione!

    1. &a diferencia entre las matrices R

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    52/113

    #. El ángulo desfasador de los transformadores condesfasamiento fase cuadratura/ son omitidos en R/ son pasados al primermiembro RU"> ( S y la influencia de los reactivos sobre losángulos son despreciados2 así mismo el valor en %V& del ladoderec'o de la ec aci n (*) e a mido en 1 p.u. lamatri R(S del lado derecIo a 1 ". .

    [ ] [ ] [ ]δ ∆=∆ 9 B

    V P

    [ ] [ ] [ ]V B

    V Q ∆=∆ 99

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    53/113

    ). 9mbas sub matrices R

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    54/113

    -"rr" Ten!ión C"r "1 1.,!2 ,.! ,.,), ,.) ,.!)

    #

    ! 1 ,.,A j,.!,

    ,.,+ j,.A, ,.,W

    j,.#,

    j,.,W

    j,.,A j,.,A j,.,+ j,.,W

    j,.,+

    E e #%o

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    55/113

    1

    1

    1*

    1*11

    11S S Y Z

    Y Z

    Y +++=

    1 *456*5*5105000401

    00*0001

    11 j j j j jY −=+++++=

    *

    *

    *1

    *1**

    11S S Y Z

    Y Z

    Y +++=

    5136*6631 110400050

    100

    *0001

    ** j j j j

    jY −=++

    +++

    =

    *

    *

    1

    1

    11 S S Y Z Y

    Z Y +++=

    160*21344*10400050

    1050

    00401

    j j j

    j j

    Y −=++++

    +=

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    56/113

    −+−+−+−−+−+−+−−

    =+160*21344*111*05*3560+++35*446+011*05*35605136*6631+1150643+34120+++35*446+050643+341201 *456*5*51

    j j j

    j j j

    j j j

    Y bus

    −+−+−+−−+−+−+−−

    =+153021344*111*005*3560+++30*446+011*005*3560513406631+1150640+34120+++30*446+050640+341201 *206*5*51

    j j j

    j j j

    j j j

    Y bus

    50643+34120*00+0

    11

    1**11* j j Z

    Y Y +−=+−=−==

    +++35*446+0+0040

    11

    111 j j Z Y Y +−=+−=−==

    11*05*35600050

    11

    *** j j Z

    Y Y +−=+−=−==

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    57/113

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    58/113

    5201

    +0111

    *1

    j j j Z Z

    Y −=+=+=

    2*011

    1*1* j j Z Y −===

    2*+0

    11

    11 j j Z

    Y −===

    011

    ** j j Z

    Y −===

    501

    *0111

    *1*** j j j Z Z

    Y −=+=+=

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    59/113

    −−−− −−=

    522*52 2*2269 B [ ] =

    ****0055530055530122240

    9 1 B

    −−−−−−

    =+160*211*0+++35*

    11*05136*650643++++35*50643+1 *456

    99 B [ ] =−

    * 3 *0032*+0

    032*+014265099 1 B

    [ ] ||||||9 q pq p V BV B −=

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    60/113

    0*

    0***

    01*1

    0* V Y V Y V Y I ++= 00**0110 V Y V Y V Y I ++=

    823321360300* ∠= I

    134120013**00* j I +−=

    8**3*153000 ∠= I

    155530006 *00 j I +−=

    134120013**00* jS −−= 155530006 *00 jS −−=

    !"!"0

    * ca cu a&" p&"$sp$cifica p P P P −=∆ !"!"0 ca cu a&" p&"$sp$cifica p P P P −=∆

    !013**0"*00* −−−=∆ P !006 *0"200 −−−=∆ P

    1506500* −=∆ P +3*4500 −=∆ P

    150650|| 0*

    0* −=∆

    V P +3*450

    || 00

    −=∆V P

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    61/113

    !134120"0200* −−−=∆Q

    1+41200* =∆Q

    1+4120|| 0*

    0* =∆

    V Q

    !155530"*200 −−−=∆Q

    0411100

    −=∆Q

    041110|| 0

    0

    −=∆V Q

    [ ]

    =∆

    ∆ −

    ||

    ||9

    0

    0

    0*

    0*

    10

    0*

    V P

    V P

    B

    δ

    δ [ ]

    =∆

    ∆ −

    ||

    ||99

    0

    0

    0*

    0*

    10

    0*

    V Q

    V Q

    B

    V

    V

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    62/113

    −−=

    ∆∆

    +3*450150650

    *****0055530055530122240

    0

    0*

    δ δ

    −=∆∆

    0411101+4120

    * 3 *0032*+0032*+0142650

    0

    0*

    V

    V

    −−=−

    −=∆∆

    1361*+

    1*2220061310

    1500

    0*

    π δ δ

    x

    −=

    ∆∆

    −+0

    0*

    10022*6

    015+10

    xV

    V

    ∆ 001 δδδ

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    63/113

    −−=−−+= 136 1*+136 1*+0011

    *

    δ δ

    =−

    += − 333*30015+11

    10022*6

    015+10

    11

    +1

    1*

    xV

    V

    81*+015+111* −∠=V

    8136333*301 −∠=V

    ∆∆+= 0

    *0*

    1*

    δ δ

    δ δ

    δ δ

    ∆∆

    += 00

    *0

    0

    *1

    1

    *

    V

    V

    V

    V

    V

    V

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    64/113

    11*00!11*00"|||||| **** =−−=−== BV V L H

    11*00!11*00"|||||| **** =−−=−== BV V L H

    513406!513406"|||| **

    ***** −=−=−== BV L H

    +14302!+14302"|||| * −=−=−== BV L H

    1*

    1***

    11*1

    1* V Y V Y V Y I ++= 11**1111 V Y V Y V Y I ++=

    82416146501* ∠= I 8541262156*01 ∠= I

    132+40+50+501 j I +−=0155*601446601* j I +−=

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    65/113

    0043*01606501* jS −−= 1 4302005101 jS −−=

    !"!"1

    * ca cu a&" p&"$sp$cifica p P P P −=∆ !"!"1

    ca cu a&" p&"$sp$cifica p P P P −=∆

    0*3**01* −=∆ P 0005101 =∆ P

    0+ 0501* −=∆Q 11401 −=∆Q

    0*5430|| 1*

    1* −=∆

    V

    P 0005110

    || 1

    1

    =∆V

    P

    0+* 010|| 1*

    1* −=∆

    V Q 114 30

    || 11

    −=∆V Q

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    66/113

    −=∆∆

    00051100*5430

    *****0055530055530122240

    1

    1*

    δ δ

    −−=

    ∆∆

    114 300+* 010

    * 3 *0032*+0032*+0142650

    1

    1*

    V

    V

    −−=−

    −=∆∆

    1 250*2140

    00* 60000+ 310

    1501

    1*

    π δ δ

    x

    −−=

    ∆∆

    0 1550015030

    1

    1*

    V

    V

    ∆ 11* δδδ

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    67/113

    −−

    =−−

    +−−

    = 66+

    1 250*2140

    1361*+

    *

    **

    δ δ

    =−−+=

    346+10000 *1

    0 1550015030

    333*30015+11

    *

    **

    V

    V

    86+000 *11* −∠=V

    86346+101 −∠=V

    ∆∆+= 1

    *1*

    **

    δ δ

    δ δ

    δ δ

    ∆∆

    += 11

    *1

    1

    **

    *

    *V

    V

    V

    V

    V

    V

    B OLUCI N DE FLUJO DE POTENCIA

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    68/113

    B. OLUCI N DE FLUJO DE POTENCIA

    "ara la solución de flujo de potencia se puede utili ar lasadmitancias propias y mutuas que componen la matri admitanciade barra 9 barra2 o las impedancias de punto de operación y detransferencia que constituyen barra .Considerando una matri admitancia de barra de NxN 2 el elementoY ij tiene la forma:

    ijijijijijijijijij jBG s$nY jY Y Y +=+=∠= θ θ θ cos

    &a tensión en una barra típica i del sistema está dada encoordenadas polares por:

    )(cos iiiiii js$nV V V δ δ δ +=∠=?ientras que la tensión en una barra típica j se escribe de manerasimilar2 cambiando solo el subíndice i por j .

    … (a)

    … (b)

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    69/113

    &a corriente total que se inyecta a la red a trav s de la barra i ent rminos de los elementos Y in de la matri admitancia de barra estádada por:

    ∑=

    =+++= %

    nninniniii V Y V Y V Y V Y I

    1**11 ...

    4ean P i y Q i las potencias real y reactiva totales que ingresan a la reda trav s de la barra i 2 entonces el complejo conjugado de la potenciaque se inyecta a la barra i es:

    ∑=

    =− %

    nniniii V Y V Q P

    1

    *

    4ustituyendo las ecuaciones a/ y b/ se tiene:

    !"1

    inin

    %

    nniinii V V Y Q P δ δ θ −+∠=− ∑

    =

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    70/113

    Expandiendo la última ecuación e igualando las partes real reacti!a" se tiene:

    )cos( inin %

    nniini V V Y P δ δ θ −+=∑

    =1

    )( inin %

    nniini s$nV V Y Q δ δ θ −+−= ∑=1

    &as dos 'ltimas ecuaciones constituyen la forma polar de las

    ecuaciones de flujo de potencia2 las que dan valores calculados parala potencia real P i y la potencia reactiva Q i totales que entran a lared a trav s de una barra típica i .

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    71/113

    FLUJO DE L NEA 9PGRDIDA

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    72/113

    FLUJO DE L NEA

    Cuando las ecuaciones de flujo de carga estática se Ian resuelto2entonces ya podemos determinar la potencia a trav s de las líneas detransmisión del sistema de n%barras. Consideremos la línea queconecta las barras i y j

    i j Y i

    *

    9ijY

    V i V

    # i#

    i *

    9ijY

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    73/113

    &a corriente de línea I ij que va desde la barra i Iasta la barra j es

    ( ) *9ij

    iij jiij

    '

    V 'V V I +−=

    El flujo de potencia S ij de la barra i a la barra j es:

    =ijiijijij I V jQ P S =+=

    X a/

    X b/

    4ustituyendo a/ en b/ se tiene:

    ( )*

    9=*=== ijiij jiiijijij

    'V 'V V V jQ P S +−=+=

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    74/113

    Entonces2 para un n'mero L de líneas en el sistema de n%barras2 losflujos de línea están dados por:

    ;onde2 H (X,U) es el vector de las ecuaciones de flujo de línea

    =

    !,"9

    !,"

    !,"9!,"

    !,"

    1

    1

    U ( )

    U ( )

    U ( )U ( )

    U ( H

    L

    L

    ;onde:

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    75/113

    ( )

    ( ) *

    *

    1***1*1**1

    1**11**111

    ****

    ****

    '),('

    '),(

    'V 'V V V U ( )

    'V 'V V V U ( )

    +−=

    +−=LINEA 1

    ( )

    ( ) *9

    !,"9

    *

    9!,"

    =1*=

    1=

    1=

    *

    =1*

    1

    =

    1

    ==

    11*

    'V 'V V V U ( )

    'V 'V V V U ( )

    +−=

    +−=LINEA 2

    ( )

    ( ) *

    9!,"9

    *9!,"

    =**=

    *=

    *=

    =***

    =*

    ==**

    'V 'V V V U ( )

    'V 'V V V U ( )

    +−=

    +−=LINEA 3

    PGRDIDA

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    76/113

    PGRDIDA

    tili amos la matri impedancia de barra para e0presar la fórmula dep rdidas.

    @ecordemos que la potencia de barra S i inyectada a la barra i representa la potencia generada menos la carga de la barra. 9demás2para un sistema de n barras2 las p rdidas totales de la red son:

    ( )∑ ∑ ∑= = ==+==+n

    i

    n

    i

    n

    iiiiii L L V I jQ P S jQ P

    1 1 1

    *

    sando la matri impedancia de barra tenemos:

    ∑= ==n

    k k ik i ni I Z V

    1 ,,*,1

    H. Inc%u!ión de P"r@ etro! de Contro% Adicion"%e! en %o!H. Inc%u!ión de P"r@ etro! de Contro% Adicion"%e! en %o!$

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    77/113

    $

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    78/113

    re /I E #ort #otenci K #q

    re"/II I #ort" #otenci" / #q

    +−−+== q

    s)qqqp

    pq p

    a) pq

    qqqp

    pq pp

    Y Y Y

    Y Y Y Y Y

    Y Y Y

    −−

    =q

    p

    qp

    qqqp

    pq pq pp

    qp

    pq

    V

    V Y Y

    Y Y

    I

    I E%e ento! de %" di" on"%de %" "tri7 de %" %(ne" #/q pq

    ppY

    ( ) ( )p VYVYYI +=

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    79/113

    ( ) p s) p pqq p pq Y V Y V V I +−= ( ) q pq pY

    p s) pq pq V Y V Y Y I

    pq pp

    −+=

    == ?@ q pq p pq pp p pq p pq V Y V Y V I V S −==

    ==*

    q pq p pq pp p pq pq pq V Y V Y V jQ P S −=+= ∗

    pq pq j

    q j

    pq j

    p

    j

    pq pp p pq jQ P $V $Y $V $Y V S

    q pq p pq pp

    +=−= −−

    −δ θ δ

    θ *

    q pq p jq

    j pq

    j p

    p

    pq

    p

    pq $V $Y $V jQ

    j P δ θ δ

    δ δ

    −−−=∂

    ∂+

    !!"" qq p p p

    pq

    p

    pq jba jf $ jQ

    j P −+−=

    ∂∂

    +∂∂

    δ δ

    pqpq Q P ++∂

    +∂

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    80/113

    !?"@ q pq pq pq p p

    pq

    p

    pq b$a f jb f a$ jQ

    j −++−=∂+

    ∂ δ δ

    pqq pq p p

    pq H b$a f P =−=∂∂

    δ pqq pq p p pq J b f a$Q =−−=∂

    ∂δ

    pqq pq pq

    pq

    H a f b$ P

    −=−=∂∂

    δ pqq pq pq pq

    J b f a$Q

    −=+=∂∂

    δ

    !"!"

    **

    qq

    p pq

    p p

    p pq pp

    jba

    jq

    j pq

    jf $

    j p

    j

    pq pp p p

    p

    pq p

    p

    pq $V $Y $V $Y V V V

    Q jV

    V

    P

    −−

    +

    −−=

    ∂∂

    +∂∂ δ θ δ θ

    !!""?@**

    qq p p pq pp

    pq pp p p

    p

    pq p

    p

    pq jba jf $ jBGV V V

    Q jV

    V

    P −+−−=∂∂

    +∂∂

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    81/113

    pqq pq pqq

    pq % b f a$V V

    P =+=∂∂

    pqq pq pqq

    pq Lb$a f V V

    Q =−=∂∂

    q pq p pq pp p p

    p

    pq b f a$GV V V

    P −−=∂∂ *

    *

    q pq p pq pp p p

    p

    pq a f b$ BV V V

    Q −+=∂∂ *

    *

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    82/113

    Deter in"ndo e% J"co+i"no #"r" e% i!te " Interconect"do.El control se efect'a sobre la potencia activa y reactiva.

    AREA 2

    " A!

    $ A!

    " ! 2$ !

    C( 1 C 1

    ! AREA 1

    +

    A

    @ef. @ef.

    " A2$ A

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    83/113

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    84/113

    ||||

    ||||

    |||| ++

    +*+

    +

    +*+

    +

    +* V V

    Q jV

    V P

    V V

    S

    ∂∂+∂

    ∂=∂∂

    +*+**

    +*

    *

    +*

    *

    +* j% LQ

    j P S −=∂

    ∂+∂∂=∂

    ∂δ δ δ

    +*+***

    +**

    *

    +**

    *

    +*

    |||||||||||| jL % V V Q

    jV V P

    V V S

    +=∂∂

    +∂∂

    =∂∂

    −+

    +=∂

    ∂+*++

    *++*+*

    +*++

    *++

    +

    +* ||||*||||

    BV L j % GV V V

    S

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    85/113

    ∆∆

    ∆∆

    ∆∆

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂

    ∂∂=

    ∆∆∆∆∆∆

    ||

    ||

    ||

    00||||

    ||||

    00||||

    ||||

    00

    00

    44

    4

    **

    *

    ***

    *

    *

    *

    *

    ***

    *

    *

    *

    *44**

    44**

    ******

    ******

    *

    *

    V V

    V V

    V V

    V V

    QQV

    V QQ

    V V

    P P V

    V P P

    L J L J L J

    % H % H % H

    L J L J

    % H % H

    Q

    P

    Q

    P

    Q

    P

    I

    I δ

    δ

    δ

    δ δ

    δ δ

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    86/113

    Ejemplo: ;eterminar el Qacobiano del siguiente sistema

    AREA 2 " #!

    $ #!

    " ! 2$ !

    C( 1 C 1

    ! AREA 1

    " # 2$ #

    A

    #

    @ef. @ef.

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    87/113

    ∆∆∆∆∆∆

    ∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂

    =

    ∆∆∆∆∆∆

    ++

    +

    **

    *

    *******

    *******

    ++**

    ++**

    ******

    ******

    *

    *

    *

    *

    00||||||||

    00||||||||

    00

    00

    V V

    V V

    V V

    V V QQV V QQ

    V V P P V V P P

    L J L J L J

    % H % H % H

    L J L J

    % H % H

    Q

    P

    Q

    P

    Q

    P

    δ

    δ

    δ

    δ δ

    δ δ

    ∆∆∆∆

    ∆∆

    ∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂

    ∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂

    =

    ∆∆∆∆

    ∆∆

    ++

    +

    ,,

    ,

    **

    *

    ++,*+,*,,,*,,***,**,*

    ++,*+,*,,,*,,***,**,*

    ++,+,,,,,,**,*,

    ++,+,,,,,,**,*,

    ++*+*,,*,******

    ++*+*,,*,******

    *,

    *,

    ,

    ,

    *

    *

    0

    ||||||||||||

    ||||||||||||

    ||||||||||||||||||||||||

    ||||||||||||

    ||||||||||||

    V V

    V V

    V V

    V V QQV V QQV V QQ

    V V P P V V P P V V P P

    V V QQV V QQV V QQV V P P V V P P V V P P

    V V QQV V QQV V QQ

    V V P P V V P P V V P P

    Q

    P

    Q P

    Q

    P

    δ

    δ

    δ

    δ δ δ

    δ δ δ

    δ δ δ δ δ δ

    δ δ δ

    δ δ δ

    H.2 Contro% re oto de ten!ión

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    88/113

    En el sistema de potencia2 es posible controlar la tensión de una barradesde una fuente reactiva ubicada en una barra cualquiera de la red

    En el nodo P la potencia P# es fijada y * #4 es ajustada2 considerandola restricciones para controlar remotamente la tensión de la barra 0 y

    mantener la tensión en *# 2 donde además Pq y 0 q son fijados$a-$in p p p

    QQQ ≤≤"ara determinar los elementos del Qacobiano se debe considerar que * # es ajustado para mantener 0 # por lo que las derivadas respecto a la

    tensión de la barra 0 deben ser efectuadas sobre la barra P ósea:

    p p

    xq

    q

    x V V P

    V V P

    ∂∂=

    ∂∂

    p p

    xq

    q

    x V V Q

    V V Q

    ∂∂=

    ∂∂

    q p Z " s

    C( C

    8ambi n las derivadas de 0 & respecto a 3 y magnitud de ( son cero yque todos los nodos conectados a 0 son afectados por la sustitución de

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    89/113

    que todos los nodos conectados a 0 son afectados por la sustitución de(q mediante la magnitud de ( p

    EQE?"&[: ;eterminar el jacobiano del sistema que se muestra en la ig.11 ,δ V

    ,Q P +++ ,, V Q P

    ∆∆∆∆

    =

    ∆∆∆∆

    **

    +

    *

    ++++

    ++++

    *+*

    *+*

    ******

    +

    +

    *

    00

    00

    0

    V V

    V V

    J L J

    H % H

    L J L J J % H % H H

    % % H H

    Q

    P

    Q P

    P

    δ

    δ

    δ

    V P Ba##a −→!

    #

    1

    A

    Ref. (A 5 Constante

    (! 5 Controla $ A

    H., Tr"n!for "dore! con f"!e "ri"+%e +" o c"r ".

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    90/113

    8ransformador con 8aps variable bajo carga.

    p q = pq

    F pq aF 8

    F p 1%a/ F 8 F q a a%1/ F 8

    T pq aY Y =T p Y aY !1" −=

    T q Y aaY !" * −=

    Equivalente $ de un transformador en fase de taps variables

    a: @elación de 8ransformacióna: (ariable constante

    ?ediante estos transformadores se puede conmutar laó l l d d l f d

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    91/113

    tensión en cualquier lado del transformador.

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    92/113

    [ ] −

    −=

    +−

    −+=

    T T

    T T

    qqpqp

    pq p pq

    Y aaY

    aY Y

    Y Y Y

    Y Y Y Y *

    [ ] −+−−−+

    =T T T

    T T T

    Y aaaY aY

    aY Y aaY Y

    !1"

    !1"

    E0presiones del lado controlado

    ∑=

    =+=n

    k k pk p p p p V Y V jQ P S

    1

    ==

    ∑≠=

    +=n

    qk k

    q pqk pk p p V Y V Y V S 1

    ====

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    93/113

    ==

    ,1

    ===* !"|| qT p pn

    q pk k

    k pk p pp p p V Y aV V Y V Y V S −++= ∑≠=

    q pq p

    k pk p pp

    jq

    jT p

    j p

    n

    q pk k

    jk

    j pk

    j p

    j pp p p

    $V $Y a$V

    $V $Y $V $Y V S

    δ θ δ

    δ θ δ θ

    −−≠=

    −−−

    −+

    += ∑||!||"||

    ||||||||||,

    1

    *

    ∑∑ = −−= ==+n

    q

    jq j pq j p

    n

    qq pq p p p

    q pq p $V $Y $V V Y V jQ P 11

    == |||||| δ θ δ

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    94/113

    { k pk p ppn

    jk

    jk

    j j p p $V$Y$V$YVjQ

    j P δ θ δ θ −−− +=∂+∂ ∑ ||||||||||

    *

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    95/113

    {

    } ppq pq p j pp p jq jT p j pq pk

    k pk p pp p p p

    $Y V j$V $Y a$V

    $V $Y $V $Y V j j

    θ δ θ δ

    δ δ −−−

    −−+∂∂ ∑

    |||||||!"|||

    ||||||||||

    *

    ,

    [ ] pp j pp p p p p

    p

    p

    p $Y V jQ P jQ

    j P θ

    δ δ −−+=∂+∂

    |||| *

    [ ]!"|| * pp pp p p p p

    p

    p

    p jBGV jQ P jQ

    j P

    −−+=∂+∂ δ δ

    pp p pp p p

    p

    H V BQ P

    =−−=∂*

    ||δ

    pp p pp p p

    p J V G P Q

    =−=∂*||

    δ

    ;erivada 3 q

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    96/113

    q

    q pq p j

    q

    j

    T p

    j

    pq

    p

    q

    p

    $V $Y a$V jQ

    j P δ θ δ

    δ δ −−

    −−=∂+∂ |||!"|||

    q pq p jq

    j pq

    j p

    q

    p

    q

    p $V $Y $V jQ

    j P δ θ δ

    δ δ −−−=∂+∂

    ||||||

    [ ]!!"" qq p pq

    p

    q

    p jba jf $ jQ

    j P

    −+−=∂+∂ δ δ

    [ ]q pq pq pq pq

    p

    q

    p b f a jf b j$a$ jQ

    j P ++−−=∂+∂ δ δ

    p b$f P

    H ==

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    97/113

    q pq pq

    p pq b$a f H −=∂= δ

    [ ]q pq pq

    p pq b f a$ jQ j J +−=∂= δ

    q pq p

    q

    p pq a$b f

    Q J −−=

    ∂=

    δ

    ;erivada a p

    q pq p jq

    jT

    j p

    p

    p

    p

    p $V $Y $V a

    Q ja

    P δ θ δ −−−=∂+∂ ||||||

    q pq p j j j p p $V$Y$VQ

    j P δ θ δ −−=+ |||!"|||

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    98/113

    qpqp

    qT p p p p

    p p

    $V $Y a$V aa

    jaa

    −=∂+∂ |||!"|||

    q pq p jq

    j pq

    j p p

    p

    p p

    p

    p $V $Y $V aa

    Q jaa

    P δ θ δ −−=∂+∂ ||||||

    !!"" qq p p p p

    p

    p p

    p

    jba jf $aa

    Q

    jaa

    P

    −+=∂+∂

    pqq pq p p

    p

    p % b f a$a

    a

    P =+=

    pqq pq p pq

    p Lb$a f aa

    Q=−=∂

    b. Control del lado de envío q

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    99/113

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    100/113

    ∑=

    =+k

    k qk qqq V Y V jQ P 1

    ==

    qq pqpq

    k qk q

    j

    qqq

    j

    p

    j

    qp

    j

    q

    n

    q pk k

    jk

    jqk

    jqqq

    $Y V $V $Y $V

    $V $Y $V jQ P

    θ δ θ δ

    δ θ δ

    −−−≠=

    −−

    ++

    =+ ∑||||||||||

    ||||||

    *

    ,1

    [ ]qpqq pqpq

    k qk q

    jT

    jqqq

    j p

    jT

    jq

    n

    q pk

    jk

    jqk

    jqqq

    $Y a$Y V

    $V $Y a$V

    $V $Y $V jQ P

    δ θ

    δ θ δ

    δ θ δ

    −−

    −−

    −−

    ++−+

    =+ ∑

    **

    ,

    ||||

    |||!"|||

    ||||||

    p GV% P *||∂

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    101/113

    pq p p pq p p

    p GV aa % aa

    ||−=∂

    pq p p pq p p

    p BV aa Laa

    Q *||−=∂∂

    qp p p

    q % aa P =∂∂

    qp p p

    q Laa

    Q=

    0=∂∂ p pi a

    a P

    0=∂

    ∂ p

    p

    i aa

    Q

    "ara todo losnodosconectadosentre i M p.

    H.) Tr"n!for "dore! en f"!e cu"dr"tur".

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    102/113

    "ermiten controlar el . "ot. 9ctiva por deter electroducto.

    p q

    F qp 5 aF 8

    .1%a/ F 8 .1%a/ F 8

    F pq 5 aF 8

    F pq

    a :1 6 p q

    "

    ( p ( q

    6 q

    a: Complejo

    [ ]− TT aY Y pqaa φ || ∠=

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    103/113

    [ ] −=

    T T

    T T

    Y aaY Y * pq j$aa φ ||=

    [ ] −

    −=T T

    jT

    jT

    Y aY $a

    Y $aY Y

    pq

    pq

    *||

    ||φ

    φ

    "ara Considerar este parámetro de control en el Qacobiano esnecesario aumentar una fila y una columna2 con la finalidad deconsiderar las variables \ pq y " pq.

    &os nuevos t rminos de derivada parciales de filas y columnas son:

    E0presión barra de envío:

    ====qpqp

    n

    kpkppp V Y V V Y V jQ P +=+ ∑

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    104/113

    1q pq p

    q * k

    k pk p p p jQ ∑≠=

    ==

    1

    == !||" qT j

    p

    n

    q * k

    k pk p p p V Y $aV V Y V jQ P pqφ −

    ≠=

    −+=+ ∑== !||" qT

    j p

    pq

    p

    pq

    p V Y $a jV Q

    j P

    pqφ

    φ φ

    −−−=∂

    ∂+∂

    == ! q pq p pq

    p

    pq

    p V Y jV Q

    j P

    −=∂∂+∂

    ∂φ φ

    !!"" qq p p pq

    p

    pq

    p jba jf $ jQ

    j P

    −+−=∂∂+∂

    ∂φ φ

    QP ∂∂

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    105/113

    [ ]q pq pq pq p pq

    p

    pq

    p b f a jf b j$a$ jQ

    j P

    ++−−=∂∂+∂

    ∂φ φ

    ( ) ( ) pq pq pq pq pq

    p

    pq

    p f b$a j$b f aQ

    j P

    +−−=∂∂+∂

    ∂φ φ

    pqq

    p pq pq

    pq

    p H P

    $b f a P

    =∂∂=−=∂

    ∂δ φ

    ( ) pqq

    p pq pq

    pq

    p J Q f b$aQ =∂∂=+−=∂

    ∂δ φ

    E0presión barra de recepción:

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    106/113

    ==

    1

    == pqpq

    n

    p * k

    k qk qqq V Y V V Y V jQ P +=+ ∑≠=

    ==

    1

    == !||" pT j

    q

    n

    p * k

    k qk qqq V Y $aV V Y V jQ P pqφ −

    ≠=

    −+=+ ∑

    == ! pqpq pq

    q

    pq

    q V Y jV Q

    j P

    =∂∂+∂

    ∂φ φ

    !!"" p pqq pq

    q

    pq

    q jba jf $ jQ j P −+=∂∂+∂∂ φ φ

    [ ]qq $$Q P ++∂+∂

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    107/113

    [ ]q p pq pq pq pq

    q

    pq

    q f ba jf b j$a$ jQ

    j ++−−=∂+∂ φ φ

    ( ) ( )q pq pq pq p pq

    q

    pq

    q f b$a j f a$bQ

    j P

    ++−=∂∂+∂

    ∂φ φ

    qp p

    qq pq p

    pq

    q H P

    f a$b P

    −=∂∂−=−=∂

    ∂δ φ

    qp p

    qqqq p

    pq

    q J Q f b$aQ −=∂∂−=+=∂

    ∂δ φ

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    108/113

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    109/113

    { }!"!"!"||*||||

    *qpqpqpqpppppp$p

    pq b$a f jb f a$ jBGV +V P

    −+++−=∂∂

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    110/113

    |||||| q pq pq pq p pp pp p$ p p

    jjV ∂

    { }!"||*||||

    *q pq p pp p p

    p

    pq b f a$GV V V

    P ++=∂∂

    pq pp p p p

    pq % GV V V

    P +=

    ∂ *||*||||

    { }== q pq p$q

    pq V Y V j + P

    −=∂

    δ

    { }!!"" qq p p$q

    pq jba jf $ j + P

    −+−=∂∂

    δ

    { }!"!"$ pq fb$aj$bfa+

    P +−−=∂

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    111/113

    { }!! pq pq pq pq$q

    f b$a j$b f a ∂δ

    pq pq pqq

    pq H $b f a P =−=∂∂δ

    q j

    pq pq

    pq

    $Y V V

    P δ −=∂

    ∂=

    ||

    { } === |||||| q pq p

    jq pq p$q

    q

    pq V Y V $V Y V +V V

    P q ==∂

    ∂ − δ

    { }!!""|||| qq p p$qq

    pq jba jf $ +V V

    P −+=∂

    { }!"|||| pq pq pq pq$q

    pq $b f a j f b$a +V V

    P −++=∂

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    112/113

    || qV ∂

    { }==

    q pq p$ pq

    pq

    V Y V j + P

    −=∂∂φ

    { }!!"" qq p p$ pq

    pq jba jf $ j + P

    −+−=∂∂φ

    pq pq pqqq

    pq

    % f b$aV V

    P =++=∂

    ∂||||

    { }!" pq pq pq pq$ pq

    pq f b f ja$ jb$a j + P

    ++−−=∂∂φ

    ppq P P ∂∂

  • 8/15/2019 Flujo de Potencia 21

    113/113

    pqq

    p pq pq

    pq

    pq H $b f a =∂=−=∂ φ φ