modelación y simulación de sistemas de potencia empleando digsilent powerfactory, 23-25 septiembre...

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Prof Francisco M. Gonzalez-Longatt PhD | [email protected] | Copyright © 2008-2015, Sevilla, España, 23 – 25 Septiembre de 2015 1/32

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Entrenamiento de DIgSILENT

PowerFactory

Prof. Francisco Gonzalez-Longatt PhD

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Prof. Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD

23-25 Septiembre de 2015

Universidad de Sevilla

Sevilla, España

mailto:[email protected]

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PowerFactory


Modelación y Simulación de

Sistemas de Potencia Empleando

DIgSILENT PowerFactory

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1. Introducción

Esta seccion presenta una breve introduccion al

entrenamiento.


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Introducción (1/4)

• El programa de cálculo DIgSILENT PowerFactory

es una herramienta computarizada avanzada para el

diseño asistido de ingeniería para el análisis de

sistemas eléctricos de potencia comerciales,

industriales y a gran escala.

• Este paquete computacional ha sido diseñado como

un programa avanzado, integrado e interactivo,

dedicado a los sistemas de potencia para lograr los

objetivos principales de planificación y operación.


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Introducción (2/4)

• La naturaleza actual de los sistemas eléctricos de

potencia es ser una extremadamente gran

estructura.

• Los sistemas de potencia actuales incluyen miles de

elementos: generadores, transformadores, líneas,

cargas etc., cada uno de los cuales tiene asociado

elementos de medición, control, etc…

• A futuro, la complejidad y las dimensiones de los

problemas asociados a los sistemas de potencia se

incrementarán.


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Introducción (3/4)

• En tal sentido, los análisis de estos sistemas

requieren de una poderosa herramienta como

DIgSILENT PowerFactory para acometer en forma

adecuada los estudios que la planificación y

operación de sistemas de potencia requiere.

• Este entrenamiento de nivel básico está diseñado

para personas que ejercen la función de

planificación y operación en grandes sistemas

eléctricos de potencia, que aunque no están

familiarizadas de manera directa con el uso del

DIgSILENT PowerFactory poseen los conocimientos

elementales sobre estudios elementales de sistemas

de potencia (flujo de potencia, cortocircuito, etc.).


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Introducción (4/4)

• Este entrenamiento de nivel básico está diseñado

para personas que ejercen la función de

planificación y operación en grandes sistemas

eléctricos de potencia, que aunque no están

familiarizadas de manera directa con el uso del

DIgSILENT PowerFactory poseen los

conocimientos elementales sobre estudios

elementales de sistemas de potencia (flujo de

potencia, cortocircuito, etc…).


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2. Objetivo:

Esta seccion presenta brevemente el objetivo del

entrenamiento.


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Objetivo (1/2)

• Los participantes en este entrenamiento disfrutarán

de una experiencia de aprendizaje única, en la cual

se presenta una introducción exhaustiva e

integral de las funciones básicas de software

DIgSILENT PowerFactory.

• El participante de este entrenamiento obtendrá una

visión completa de las principales

funcionalidades del programa de DIgSILENT

PowerFactory.


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Objetivo (2/2)

• Este entrenamiento incluye familiarizarse con el

manejo de entradas y salidas de datos, pleno

entendimiento teórico-práctico de tres estudios

básicos en la actividad de planificación de sistemas

de potencia: flujo de potencia, cortocircuito y una

introducción a la estabilidad.


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3. Contenido Indicativo

El contenido indicative es brevemente presentado.


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1. Intro a PF y Manejo de Datos (1/2)

• Introducción a DIgSILENT y PowerFactory.

• Entrando en el programa de simulación DIgSILENT

PowerFactory.

• Estructura y principios de operación de operación

DIgSILENT PowerFactory; ejemplos.

• Conexión, Control de usuarios, y ajustes del

programa.

• Descripción de la funcionalidad principal.

• Definiciones de barras de herramientas.

• Base de datos y el manejador de datos.


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1. Intro a PF y Manejo de Datos (2/2)

• Gestión de proyectos; iniciar un proyecto desde

cero.

• Interfaz Gráfica de Usuario (Graphical User

Interface)/ usar el diagrama unifilar, entrando en una

red o la definición de elementos de la red.

• Rellenar la base de datos / usando el Administrador

de Datos (Data Manager).

• Uso de la Biblioteca y construido en la creación de

una biblioteca de usuario.

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1. Ejercitación

Introduccion a PowerFactory y Manejo de Datos

• Creación del modelo de sistemas de potencia desde

cero (paso a paso).

• Consideraciones de los modelos y parámetros.

• Consideraciones en valores por unidad y valores

reales.

• Verificación del modelo de red.

• Configuración grafica del proyecto.


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2. Flujo de Potencia (1/4)• Definición del flujo de Potencia en sistemas de

potencia.

• Representación de la red en el análisis de flujo depotencia.

• Matriz admitancia de barra (Ybus).

• Cálculos de Flujo de potencia.• Repaso de estimación de la demanda y su importancia en

planificación.

• Especificación de escenarios.

• Problema de flujo de potencia en planificación.

• Formulación matemática de flujo de potencia.

• Ecuación de Balance de Potencias.

• Solución del Flujo de Potencia.


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2. Flujo de Potencia (2/4)• Introducción a la función de análisis de flujo de

potencia en PowerFactory (.ComLdf).

• Control de potencia activa (P) en sistemas depotencia

• Control de voltaje (V) y potencia reactiva (Q) ensistemas de potencia.

• Opciones avanzadas del flujo de potencia.

• Efecto de la dependencia de la temperatura encables y líneas.

• Efecto de la dependencia del voltaje y la frecuenciaen las cargas.

• Realización de flujo de potencia en DIgSILENTPowerFactory.


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2. Flujo de Potencia (3/4)

• Interpretación de mensajes de error para depurar los

datos del usuario.

• Uso de herramientas integradas para analizar los

resultados de flujo de carga (ComLdf).

• Modelos utilizados por DIgSILENT PowerFactory

para líneas, cables, transformadores, cargas,

máquinas sincrónicas y máquinas de inducción.

• Control de Voltaje, cambiadores de tomas (Tap).

• Control de voltaje, capacitores shunt.


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2. Flujo de Potencia (4/4)• Función de cálculo ComLdf:

• Opciones básicas.

• Control de la potencia activa.

• Opciones avanzadas.

• Control de iteraciones.

• Escalando la generación y demanda.

• Opciones avanzadas de simulación.

• Análisis de resultados del flujo de potencia enPowerFactory:• Resultados en el diagrama unifilar.

• Página de resultados flexible.

• Formatos de reportes predefinidos.

• Coloreando el diagrama unifilar.

• Convención de signos en el flujo de potencia.


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2. EjercitaciónFlujo de Potencia

• Calculo del flujo de potencia AC sobre redes deprueba.

• Control de voltaje (uso de los cambiadores detomas), fuentes de reactivos (uso del Static VarCompensation, SVC).

• Cambiador automático de tomas.

• Control automático de compensación de reactivos.

• Control de límites de potencia de generación.

• Efecto de la dependencia del voltaje en las cargas.

• Modelo ZIP: Impedancia constante, Corrienteconstante, Potencia constante; consideraciones enel uso del modelo e implicaciones.


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3. Corto-Circuito (1/3)

• Cálculos de corrientes de cortocircuito:

• Tipos de cortocircuito.

• Revisión de los Métodos de cálculo.

• Componentes simétricas.

• Estandarización en el diseño de componentes.

• Reducción de Red.

• Realización de cálculos de fallas en DIgSILENT

PowerFactory.

• Modelos utilizados por DIgSILENT PowerFactory

para líneas, cables, transformadores, cargas,

máquinas sincrónicas y máquinas de inducción.


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Corto-Circuito (2/3)• Función de cálculo de corrientes de falla en

DIgSILENT PowerFactory (ComShc):• Método IEC 60909/VDE 0102.

• Método ANSI.

• Método Completo.

• Método IEC 61363.

• Método IEC 61660 (DC).

• Método ANSI/IEEE 946 (DC).

• Tipos de fallas en PowerFactory:• Falla en una sola bus.

• Falla en todas las buses.

• Fallas múltiples.

• Fallas en las líneas.

• Tipos de fallas diferentes.


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3. Corto-Circuito (3/3)

• Análisis de resultados del flujo de potencia en

PowerFactory:

• Resultados en el diagrama unifilar.

• Página de resultados flexible.

• Configuración de las cajas o los resultados en

función de las necesidades de los usuarios.


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3. Ejercitación

Cortocircuito

• Escenarios típicos de análisis de fallas son

examinados a través de redes y casos de estudios

preparados por el facilitador.

• Consideraciones de nivel de carga en los niveles de

falla.

• Importancia de la conexión de tierra en el análisis de

fallas asimétricas.

• Cortocircuito en sistemas híbridos AC-DC.

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4. Simulaciones en Dominio Tiempo (1/3)• Estabilidad en Sistemas Eléctricos de Potencia

• Introducción. Definición de estabilidad. Problema deestabilidad

• Clasificación y descripción general.

• Formulación del problema.

• Modelación de componentes de sistemas depotencia

• Manejo de la función de simulación RMS/EMT enDIgSILENT PowerFactory.

• Inicialización (ComInc): Modelos y red.

• Simulaciones en el dominio del tiempo (ComSim):• Simulación de transitorios electro-mecánicos (RMS).

• Transitorios Eletro-magnéticos (EMT).


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4. Simulaciones en Dominio Tiempo (2/3)

• Simulación RMS balanceada.

• Simulación trifásica RMS.

• Simulación trifásica EMT.

• Preparando y ajustando la simulación: Setting Up a

Simulation:

• Opciones básicas.

• Tamaño del paso de integración.

• Opciones del método de solución.

• Opciones avanzadas.


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4. Simulaciones en Dominio Tiempo (3/3)

• Definición de eventos (IntEvt):

• Evento de despacho de generación (EvtGen)

• Evento de carga (EvtLod)

• Evento de contigencia (EvtOutage)

• Evento de parámetro (EvtParam)

• Evento de cortocircuito (EvtShc)

• Visualización de resultados.

• Instrumentos Virtuales:

• Subplots (VisPlot)

• Subplots with two y-axis (VisPlot2)

• X-Y plots (VisXyplot)


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4. Ejercitación

Simulaciones en el Dominio del Tiempo

• Análisis de estabilidad de sistemas de potencia

empleando simulaciones en el dominio del tiempo

(RMS): Sistema mono-máquina y sistema multi-

máquinas.

• Variables de interés, interpretación de resultados

• Estabilidad angular: Cálculo del tiempo crítico de

despeje de fallas.


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7. Pre-requisitos

Algunos pre-requisites del entrenamiento.


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Pre-requisitos (1/3)

• Por tratarse de un entrenamiento nivel básico, NO

es necesario experiencia previa en el uso de

DIgSILENT PowerFactory.

• Experiencia previa en el uso de Microsoft Windows 7

o 8.1 y Microsoft office es altamente deseable.

• Aunque se trata de un entrenamiento básico, un

conocimiento mínimo en el análisis de sistemas de

potencia puede ser de gran ayuda, incluyendo

nociones elementales de la actividad de planificación

en sistemas eléctricos de potencia.


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• Sin embargo los siguientes aspectos serán

reforzados durante el entrenamiento:

• Flujo de Potencia: Planteamiento del problema de

flujo de potencia, ecuación de balance de potencia,

métodos de solución (Newton-Raphson, Gauss-

Seidel, Desacoplado, Desacoplado Rápido, etc…).

• Interpretación de la solución del flujo de potencia.

• Control de potencia reactiva y voltaje.


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• Cortocircuito: Definición, tipos, clasificación,

métodos de cálculo (método de la FEM, método de

Thevenin), componentes simétricas, redes de

secuencia, métodos matriciales de solución.

• Especificación de interruptores y barras.

• Normas IEC 60909, ANSI C37.

• Estabilidad: Introducción al concepto de estabilidad,

modelación de elementos de red en el análisis de

estabilidad, método de análisis.


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PowerFactory


Preguntas

Ciclo de Preguntas y Respuestas

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modelación y simulación de sistemas de potencia empleando digsilent powerfactory, 23-25 septiembre...

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