J ORNADAS TCNICAS ISA - 2012 1 VALIDACIN DE MODELOS DE UNIDADES DE GENERACIN DEL SIN COLOMBIANO EMPLEANDO MEDICIN FASORIAL SINCRONIZADA Jorge Enrique Gmez C Especialista Planeacin Direccin Planeacin Operativa CTE Suroccidente XM-Colombia jegomez@xm.com.coRamn Alberto Len C. Especialista Planeacin Direccin Planeacin Operativa CTE Suroccidente XM-Colombia raleon@xm.com.co Categora Operacin en Sistemas de Potencia RESUMEN Lossistemaselctricosdepotenciaestnsometidosenlosltimosaos,aunprocesodemodernizacin, aprovechando los avances en las reas de materialesy tecnologas de informacin. Muchos investigadores enelmundoestntrabajandoeneldesarrolloeimplementacindesistemasWAMPAC(WideArea Monitoring ProtectionAndControl), basados en sistemas de medicin fasorial sincronizada, conelobjetivo de modernizar y perfeccionar la supervisin, proteccin y control de rea amplia. Sin embargo, los estudios de planeamiento de expansin y operacin de los sistemas elctricos continuaran siendo realizados teniendo como instrumento base programas de simulacin digitales. En estosprogramas, persistir la necesidad de usar modelos para representar cada uno de los componentes del sistema real. La calidaddelosmodelosesclaveparalaseguridaddelossistemas,puesconellossonsimuladosel desempeo dinmico del sistema y fijados los lmite de transferencia entre reas. El operador nacional de Colombia XM, Compaa de Expertos en Mercados S.A. E.S.P., cre en el ao 2007 elproyectoSIRENA(SistemadeRespaldoNacionalanteeventosdegranmagnitud),queenlaactualidad tiene adquisicin de datos fasoriales en doce subestaciones a 230 kV del Sistema Nacional de Transmisin. DentrodelproyectoSIRENAsebuscadesarrollaresquemasparalaproteccinintegraldelsistemaSIPS (SystemIntegrityProtectionSchemes),tambinconocidoscomoplanesdedefensa.Lavalidacinde modelos es otra de las tareas de inters de XM, cuyo objetivo es perfeccionar sus modelos de simulacin. En este trabajo son presentados resultados de la primera fase de este trabajo, en la cual son analizados los modelosdecontrolesutilizadosencuatroplantasmonitoreadasatravsdelatecnologademedicinfasorial sincronizada. La validacin deestos modeloses hecha cualitativamente usando simulaciones hbridas, en las cuales son inyectadas dos de las variable elctricas (PyQofyV) obtenidas de los registros fasoriales,del comportamiento real del sistema elctrico y analizada la coherencia en la respuesta de las otras dos variables. Es comprobada la capacidad de las simulaciones hbridas para verificar y validar los parmetros con ayuda delosregistrosrealesobtenidosatravsdeunsistemademedicinfasorialsincronizada.Tambinfue evidenciada la necesidad de desarrollar herramientas y metodologas para el ajuste de parmetros, al igual que para la identificacin de los tipos de modelos a ser utilizados en las simulaciones digitales. PALABRAS CLAVES. Medicin fasorial, Simulaciones hbridas, Validacin de Modelos, WAMPAC, proyecto SIRENA. J ORNADAS TCNICAS ISA - 2012 3 1.INTRODUCCIN Enestesiglo21lossistemaselctricosde potenciadebernmodernizarseparaenfrentarlos desafosimpuestosporlosconsumidores, entidadesreguladoresylosrequerimientosde sostenibilidad.Lamodernizacinnosolotendr queverconlarenovacindeequipos,sino tambinconlosprocesosdeplaneacin, supervisinycontrol.Unagranpartedeestos ltimosprocesosserabordadautilizandolos sistemas de medicin fasorial sincronizada. Losenormesprogresosalcanzadosenla tecnologa digital y el uso de materiales avanzados sernlasbasesdelascincoreastecnolgicas claves,quevansevanaconfigurarcomose presentaenlaGrfica1[2].Comunicacionescon ancho de banda suficiente, alto nivelde seguridad ybajalatenciaintegrarnlasotrascuatro vertientestecnolgicas,enlacualesestar presente la medicin fasorial. EnlossensoresymedidoresestarnlasPMU suministrandodatosconelevadastasasde actualizacin.Losmtodosavanzadosdecontrol conajustesadaptablesyesquemasdeproteccin integralconsiderandoladinmicadelsistema, utilizarndatosfasorialesentiemporeal.Los componentesavanzados,comoFACTS, transmisinenHVDCyequipospara almacenamientodeenerga,podrntenersus controlesbasadosendatosfasoriales.Porltimo, losalgoritmosyaplicacionesdeapoyoalatoma dedecisiones,ciertamenteutilizarandatos fasoriales e inteligencia computacional. Fuente: Tomado de [2] Grfica 1. Las cinco reas tecnolgicas claves en la modernizacin de los sistemas. Muchosinvestigadoresenelmundotienensu atencinorientadaalossistemasdesupervisin, proteccin y control de rea amplia WAMPAC. Los sistemasWAMPACpodrnneutralizar,enun futuroprximo,lapropagacindegrandes disturbios,reduciendoelnmerodeapagonesy mejorandolaconfiabilidadylaseguridaddelos sistemas de energa elctrica [8]. Apesardeeso,losestudiosdeplaneamientode expansinyoperacindelossistemaselctricos continuaransiendorealizadosteniendocomo instrumentobaseprogramasdesimulacindigital, enloscualespersistirelusodemodelospara representarcadaunodeloscomponentesdel sistemareal.Lacalidaddelosmodelosesclave enlaseguridaddelossistemas,debidoasu utilizacin para simular el desempeo dinmico del sistemayfijarloslmitesdetransferenciade energa [3]. Lmitesdeintercambiomenoresquelosreales, conocidostambincomopesimistas,provocanun incrementoenloscostosdelaoperacin,quese vanareflejarenmayorestarifasparalos consumidores.Porotrolado,lmitesmayoresu optimistasllevanalsistemaaoperarconniveles deseguridadyconfiabilidadbajos,resultandoen riesgo de apagones. Porestasrazones,lavalidacindemodelosha sidopreocupacindelosingenierosanalistaspor muchosaos,enlabsquedadeobteneruna representacin adecuada del desempeo dinmico enlassimulacionesdigitales.Enesteprocesoes esencialvalidarlosmodelosusandomediciones reales,tambinconocidascomoregistros. Tradicionalmente,estacomparacinhasidorealizada luegodelaocurrenciadegrandesperturbaciones o apagones como los referenciados en [6]. Lasprincipalesdificultadesasociadasaestos procesos son: Un gran esfuerzo, representado en trminos de personasespecialistasytiemporequerido, para obtener el caso base o punto de inicio de las simulaciones dinmica; Indisponibilidadderegistrosdeleventoen todas las reas del sistema; Faltadesincronizacintemporalenalgunos registros disponibles; Indisponibilidaddelasecuenciaexactadelos eventos ocurridos. Superadasestasdificultades,podrnsurgirotras aun mayores cuando nohubieseadherenciaentre losregistrosylosresultadosdelassimulaciones. Porejemplo,sernecesarioidentificarcualesde losnumerososmodelosempleadosenla simulacin estn en desacuerdo con la realidad. Lasimulacindinmicahbrida,consucapacidad deinyectarenlassimulacionesdigitalesseales J ORNADAS TCNICAS ISA - 2012 4 externasregistradas,posibilitahacer comparaciones rigurosas entre las mediciones y la simulacindigitalrealizadausandopequeos subsistemas[4].Deesemodosepuedevalidar, porejemplo,losmodelosdinmicosdelos generadores,sinnecesitardeconsiderarelresto delsistema,esdecir,evitandolasdificultades anteriormente mencionadas. EnelproyectodeinvestigacindeXMconel apoyodelasUniversidadFederaldeSanta CatarinaUFSC,FlorianpolisBrasil,lasimulacin dinmicahbridaempleandomedicinfasorial sincronizadaesabordadopretendiendocubrir aspectos tales como: Validacindelosmodelosdinmicosdeun sistema elctrico de potencia; Metodologasautomticasparaidentificarel modelo que mejor represente un subsistema; Metodologasautomticasparaestimarlos parmetros del modelo ya conocido o identificado. Enesteartculosepresentanlosresultados relacionadosalaprimerafasedeestetrabajo,en lacualsonanalizadoslosmodelosdecontrol empleadosparacuatroplantasendondesetiene medicin fasorial en el SIN colombiano. El artculo est estructurado as: en la seccin 2 es descritoelproyectodemedicinfasorial sincronizadaenColombia.Enlaseccin3se presenta la metodologa empleada en la validacin delosmodelos.Enlaseccin4sonmostradosy discutidos los resultados obtenidos.Por ltimo, las conclusiones son presentadas en la seccin 5. 2.LA MEDICIN FASORIAL EN COLOMBIA LuegodelapagntotalocurridoenColombiaen abrilde2007,eloperadornacionalXMcreel proyecto SIRENA (SIstema de REspaldo NAcional anteeventosdegranmagnitud).Enestecontexto elobjetivoesimplementaresquemasparala proteccinintegraldelsistema,conocidosporla siglaSIPS(SystemIntegrityProtectionSchemes). Los SIPS son estructurados con base en sistemas demedicinfasorialybuscancortaromitigarel impacto de lo eventos de muy baja probabilidad de ocurrencia, pero de gran magnitud [7]. Enlaactualidad,elproyectoSIRENAtiene instaladasPMUsendocesubestacionesdelSTN (ver Grfica 2) enviando 10 fasores/s de tensiones y corrientes a travs de las red corporativa. Fuente: Elaboracin propia Grfica 2. Localizacin de las PMUs en Colombia. Loscanalesactualesdecomunicacinsern sustituidos por canales exclusivos de XM, con el fin deviabilizarlaadquisicindedatosfasorialescon una tasa de 30 fasores/s o superior.Adicionalmente, ser ampliado el sistema actual de supervisinfasorialsincronizadamediantela instalacin de PMUs en el sistema a 500 kV, en el sistema de transmisin a 220 kV del rea Caribe y en algunas plantas de inters. LaGrfica3presentaunavisinconceptualdela arquitectura del sistema de medicin fasorial a ser implementado en el futuro prximo, para facilitar el intercambio de informacin entre las subestaciones y las diferentes empresas de energa. Fuente: Tomado de [7] Grfica 3. Arquitectura del sistema de medicin fasorial a ser implementado en el futuro. J ORNADAS TCNICAS ISA - 2012 5 Laarquitecturaestbasadaenlossiguientes conceptos: Procesamiento distribuido en subestaciones; ReddecomunicacintipoWAM,endondeser realizado el intercambio de datos e informaciones; Infraestructuradeconcentradoresdedatos fasorialesdealtodesempeoyconfiabilidad (superPDCs); Clientesdeaplicativosconectadosenuna barra local de datos fasoriales. Losestudiospresentadosenesteartculohacen partedelasactividadesdelproyectoSIRENAcon elapoyodelLaboratoriodePlaneamiento LABPLANdelaUFSC.Enelsonempleados registros reales del WAMS instalado en el sistema interconectado colombiano. 3.METODOLOGA PARA LA VALIDACIN 3.1. SIMULACIN HBRIDA Elobjetivodelassimulacioneshbridases incorporarregistrosrealesdentrodeunprograma desimulacindigital.Lamezclademedicionesy modelosdesimulacinpuedeayudara comprenderelcomportamientodelsistema, identificarlascausasdedesempeosindeseables y perfeccionar los modelos empleados. Paralasunidadesgeneradores,laestrategiaes considerar la respuesta de un pequeo subsistema como el mostrado en la Grfica 4. Fuente: Elaboracin propia Grfica 4. Subsistema de unidad generadora (a) registro fasorial en el sistema completo (b) simulacin hbrida del subsistema Deestamaneraesposibleaislarlainfluenciade losdiferentescomponentesdelsistemaexterno anteunaperturbacin,odichodeotramanera,la dinmicadelsistemaexternoesrepresentadapor medio del playback de los registros [4]. Ladinmicadeunsistemadepotenciapuedeser descrita por el siguiente conjunto de ecuaciones [4],[9]: {( )( ),(1) Endondef:vectordeecuacionesdiferenciales (dim M);g: vector de ecuaciones algebraicas (dim M);x:vectordevariablesdeestadoxT=[x1...xM]y y: vector de variables algebraicas yT=[y1yN]. Lasecuacionesdiferencialesmodelanladinmica delasmquinassincrnicasysuscontroles, mientras que las ecuaciones algbricas no lineales representanelsistemadetransmisin,los estatores de los generadores y las cargas. Selaevolucineneltiempo(registro)deunade las variables y* es conocida, la ecuacin (1) queda como: {(

)(

)(2) Elvectorgtendrlamismacantidadde ecuacionesqueelvectorgmenoslacantidadde variables conocidasinyectadas en elplayback. En cada paso de integracin t, un nuevo valor de y* es introducidoenlaecuacin(2)parareflejarla alteracin en las condiciones del entorno, como es descrito en el siguiente seudo-algoritmo, en el cual t es el paso de integracin [5]. i.Ent=tj,calculelasderivadasdx/dt=f(x,y,y*) con las variables x(j), y(j), y*(j) conocidas; ii.Calcularlasvariablesdeestadoparat=tj+t: x(j+1)=x(j)+(dx/dt)*t; iii.Adoptarunnuevovalordeyi,y*(j+1),conlos valores registrados; iv.Resolverlaecuacin0=g(x(j+1),y,y*(j+1)) paralasnuevasvariablesalgbricasy(j+1)en el instante tj+1 = tj + t; v.Avanzar el tiempo de simulacin a t = tj+1 = tj+tyactualizartodaslasvariablesx(j+1),y(j+1), y*(j+1); vi.Volver al paso i. hasta finalizar la simulacin. Lassimulacioneshbridaspuedenser implementadas de manera directa o indirecta, para forzarlaevolucineneltiempodeunaoms variablesdeacuerdoconlosregistros[9].El mtodo directo exige una intervencin directa en el esquemadesolucindelasecuacionesy,por tanto, es necesario disponer o desarrollar el cdigo fuentedelprograma.Enlaformaindirectase empleancomponentesexternos,como generadores,transformadoresocargasen arreglos especialmente definidos para cada caso. Enelpresentetrabajofueronempleadosmtodos J ORNADAS TCNICAS ISA - 2012 6 indirectosyelprogramacomercialPowerFactory deDigSILENT.Pararealizarelplaybackdedatos fasorialesfueronutilizadoslosmtodosdel generadorderespuestarpida[4],enelcualson forzadas la frecuencia y la magnitud de tensin (f y V)yelmtododeinyeccinforzadadepotencia propuestoen[1].Enesteltimosoninyectaslas potenciasactivayreactivaenelsubsistema(Py Q). Los dos mtodos son ilustrados en la Grfica 5 Fuente: Tomado de [1] Grfica 5. Mtodos indirectos empleados en las simulaciones hbridas. 3.2. LA VALIDACIN Enlasimulacindinmicadeunsistemaelctrico unabarrasecaracterizaporcuatrovariables: magnituddetensin,ngulo/frecuenciae inyecciones de potencia activay reactiva(V,/f,P, Q).Conocidasdosdeellas,lasotraspuedenser calculadas por simulaciones [4]. Enelmtododelgeneradorderespuestarpida soninyectadosvaloresdeVyf.Larespuestadel subsistemasereflejaenPyQ.Mientasqueenel mtodo de inyeccin forzada P y Q son impuestos, Vyfsonlasrespuestas.Mediantelasdiferencias entrelosvaloresregistradosylosobtenidosenla simulacinhbrida,sepuedeinferirlacoherencia entreelmodeloyeldesempeorealdel subsistema. Enesteartculoserealizaunprocesode validacin cualitativa a partir de la visualizacin de lasdiferenciasentrevaloresderegistrosyde simulacin representados en forma de grfica. 4.RESULTADOS OBTENIDOS Enelsistemademedicinfasorialactualde Colombiasetienenregistrosdecuatroplantas hidroelctricas:SanCarlos,Guavio,Chivory Betania.Parapreservarlaconfidencialidaddelos datos,lossubsistemassernreferidoscomo generadorosubsistema1,2,3o4,siendoqueesteordenespremeditadamentediferentedel orden usado en la descripcin anterior. Fueronbuscadosregistrosenelconcentradorde datosfasoriales(PDC),dedostiposdeeventos: frecuenciaytensin.Fueescogidouneventode frecuenciaparaelanlisisdeloscuatro subsistemas. En el caso de los eventos de tensin, fueron escogidos contingencias diferentes. Paralascuatroplantassetienenregistros fasoriales de las tres fases de tensin en el lado de altatensindeltransformadorelevador(230kV). Sinembargo,solamentelacorrientedelafasea estdisponibleenformadefasor,exceptoenla planta 2, en donde se tienen registros de corriente delastresfases.Cuandosetienelacorrientede solounafase,segeneranimprecisionesenel clculodelaspotenciasactivayreactivapara fallasdesbalanceadas,principalmenteenlos perodos subtransitrio y transitorio. 4.1. EVENTO DE FRECUENCIA A las 22h:21min del 5 de octubre de 2011 la planta PorceIIIquedaisladadelSINcuandogeneraba 550 MW, produciendo un evento de frecuencia con un valor mnimo de 59.38 Hz.Taleventofuereproducidoempleandosimulacin hbridaparacadaunodeloscuatrosubsistemas analizados, considerando inicialmente los controles existentes en la base de datos. Para el mtodo de inyeccin forzada de potencia P y Q, la Grfica 6 presenta la comparacin entre los registrosylarespuestadefrecuenciaobtenidaen lasimulacin.Porotrolado,enlaGrfica7se muestranlosregistrosyresultadosdela simulacin hbrida usando el mtodo del generador de respuesta rpida (forzando f y V). Cualitativamente puede observarse lo siguiente: Comportamientoinestabledelgenerador1 obtenidoenlassimulacioneshbridas(Grfica 6a y Grfica 7a); Razonableadherenciaparaelgenerador3, entrelosresultadosdelasimulacinhbriday losregistrosparaelperodotransitorio.Sin embargo,severificaunsignificativodesvo paraelrgimenpermanente(Grfica6cy Grfica 7c); Enlossubsistemas2y4esobservadauna razonable adherencia en la primera parte de la oscilacindelafrecuencia(Grfica6by6d)y potenciaactiva(Grfica7by7d),perotiene pocoamortiguamientoygrandessobrepasos en la frecuenciayamortiguamiento con mayor intensidad en la potencia activa. J ORNADAS TCNICAS ISA - 2012 7 Fuente: Elaboracin propia Grfica 6. Frecuencia registrada en el evento y obtenida en la simulacin hbrida forzando P y Q con los modelos de controles de la base de datos. Fuente: Elaboracin propia Grfica 7. Potencia activa registrada en el evento y obtenida en la simulacin hbrida forzando f y V con los modelos de controles de la base de datos. Enestetipodeeventos,elproblemaest fuertemente relacionado al modelo utilizado en las simulacionespararepresentarelregularde velocidaddelosgeneradores.Porestarazn, buscandoobtenerunamejorrepresentacindela dinmicadelsistemaenlassimulaciones,fueron hechoscambiosenlosparmetrosdelos reguladores de velocidad y fue sustituido el modelo asociado al generador 1. Enelprimercasofueronalteradas,porensayoy error, las constantes de tiempo y las ganancias de losbloquesdelossistemasdecontrol representados en la base de datos. En el segundo caso,fueutilizadounreguladortpico.Enambos se preservaron los parmetros de los generadores. EnlaGrfica8soncomparadoslosregistroscon lasrespuestasobtenidascuandosonforzadaslas potenciasPyQ.Porotrolado,enlaGrfica9se presentanlosresultadosparaelmtododel generadorderespuestarpidaenelqueson forzadasfyV.Aunquehayansidoobtenidas mejoras,nofueposibleeliminarlossobrepasos observadosenlosgeneradores2y4conlos modelos empleados. Quedaclaroquelasimulacinhbridaofreceuna manerarpidaysimpledecalificarlosmodelos querepresentanunsubsistema,peroqueel mtododeensayoyerrornoessuficientemente adecuadoparacorregirlos,especialmentecuando larespuestadelmodeloempleadoseencuentra muy distante del comportamiento real. Fuente: Elaboracin propia Grfica 8. Frecuencia registrada en el evento y obtenida en la simulacin hbrida forzando P y Q con los modelos de controles modificados. Fuente: Elaboracin propia Grfica 9. Potencia activa registrada en el evento y obtenida en la simulacin hbrida forzando f y V con los modelos de controles modificados. 4.2. EVENTOS DE TENSIN Fueronbuscadoseventosenloscualesse verificaracadadetensinsignificativaenlos subsistemasanalizados.Lascontingenciasson descritasacontinuacin,enlascualeselcircuito es desconectado por sus protecciones principales. San Carlos - Virginia 500 kV por falla en la fase c, a las 2h:15min del 3 de julio de 2011; Chivor - Guavio 1 y 2 a 230 kV por falla en las fases a y b, a las 14h del 18 de septiembre de 2011; Jamondino - Mocoa a 230 kV por falla en la fase a, a J ORNADAS TCNICAS ISA - 2012 8 las 15h:9min del 24 de septiembre de 2011. Taleseventosfueronreproducidosen simulacioneshbridasconsiderandolasalteraciones deparmetrosymodelosenlosreguladoresde velocidad relatados en la seccin anterior. En este tipo de eventos, son observadas alteraciones significativasdelamagnituddetensinVyla potenciareactiva.Siendoquelapotenciaactivay lafrecuenciasonpocoperturbadas,estas variables no son mostradas en los anlisis. EnlaGrfica10semuestragrficamentela comparacinentrelastensionesobtenidasenlos registros fasorialesdelos eventos escogidosy las obtenidas en las simulaciones hbridas, forzandoP yQ.IgualmenteenlaGrfica11sepresentala comparacin de la potencia reactiva cuando en las simulaciones hbridas son forzadas f y V. Elanlisisdeestascomparacionesindica cualitativamente lo siguiente: Loseventosdetensinmuestranunamejor adherenciaentrelosregistrosylosresultados obtenidosenlassimulacioneshbridas, excepto en el caso del subsistema 4; Lamejoradherenciaesobservadaenlos modelos que representan el subsistema 3. Elmodeloquerepresentaelestabilizador (PSS) del subsistema 4 introduce inestabilidad enlassimulaciones,comoseobservaenla Grfica 10d. Latensinmnimaalcanzadaenlasimulacin delsubsistema1(Grfica10a),esmucho menorqueelvalorregistrado.Estopuede estarasociadoalasimprecisionesenel clculodelapotenciareactivaduranteel perodosubtransitrio.Enestegeneradores registradasolamentelafaseadelacorrienteque fue justamente en donde ocurri el corto circuito. Enelsubsistema2latensinregistradaes mucho menor que la obtenida en la simulacin hbrida(Grfica10b).Sinembargo,enel mismo subsistema, una alteracin muy grande enlapotenciareactivaesobservadaenel perodo transitorio de la simulacin hbrida que fuerza f y V (Grfica 11b). Para este subsistema se tiene registro de las tres fases de corriente. Enestetipodeeventoslarespuestadelos generadoresesinfluenciadaporellazodecontrol detensin,representadoporelregulador automtico de tensin (AVR)ypor el estabilizador (PSS).Poreso,tratandodeobtenerunamejor representacin de la dinmica de los subsistemas en lassimulaciones,fueronrealizadasalteracionespor ensayo y error en los parmetros de estos modelos. Fuente: Elaboracin propia Grfica 10. Magnitud de tensin registrada en eventos y obtenida en la simulacin hbrida forzando P y Q con los modelos de la base de datos. Fuente: Elaboracin propia Grfica 11. Potencia reactiva registrada en eventos y obtenida en la simulacin hbrida forzando f y V con los modelos de controles de la base de datos ElPSSdelsubsistema4fuedeshabilitadoenlas simulaciones.Losresultadosobtenidosson presentadosenlaGrfica12yenlaGrfica13. Los parmetros de los generadores no fueron alterados. Aunquehayasidoobtenidaunaciertamejor adherenciaparalossubsistemas2y4(Grfica 12byGrfica12d),segn la simulacin hbrida en lasquesefuerzaPyQ,enelmtodoenquese fuerza f y V se obtuvo poca adherencia en los perodos subtransitrio y transitorio (Grfica 13b y Grfica 13d). Estasituacinfueindicadaen[1],endondese mostr que el mtodo en el cual son forzadas P y Q presentapocaadherenciaenelperodo subtransitrio.Porotrolado,enelmtodoenel cualsonforzadasfyV,seobservapoca adherencia tanto en el perodo subtransitorio como J ORNADAS TCNICAS ISA - 2012 9 transitorio.Estassituacionesrequierendeun anlisis ms detallado y cuantitativo. Fuente: Elaboracin propia Grfica 12. Magnitud de tensin registrada en eventos y obtenida en la simulacin hbrida forzando P y Q con los modelos de controles modificados. Fuente: Elaboracin propia Grfica 13. Potencia reactiva registrada y obtenida en simulacin forzando f y V con controles modificados. 4.3.EVENTOS DESEQUILIBRADOS Y LA TASA DE FASORES En Chivor se tiene instalada una PMU desarrollada por XM, que funciona de manera simultnea como medidordecalidadenelcualsonregistrados eventos de tensin. Seranalizadauna contingencia ocurrida el 18 de mayo de 2011 a las 18h:02m, sobre el circuito 2 de lalneaChivorGuavio220kVpordescarga atmosfrica con apertura definitiva de la lnea. EnlaGrfica14(a)sepresentalaoscilografade tensinde12cicloscon256muestras/ciclo.Se observa que el rayo alcanz la fase a e involucr la b,mantenindoseporpocomsde3ciclos.Por otrolado,enlaGrfica14(b)sonmostradoslos valores rms calculados cada ciclo, equivalente a 120valores/s.Duranteelperododepermanencia de la falla fueron obtenidos 7 valores. ComopuedeserobservadoenlaGrfica14(c), con 10 fasores/s, que equivale a un valor cada 100 ms,esobtenidosolamenteunfasorenelperodo del corto circuito, con magnitudes muy diferentes a los niveles mnimos alcanzados por el sistema real. Silatasafuerade60fasores/shubiesensido obtenidos 3 fasores en el perodo de la falla. Fuente: Elaboracin propia Grfica 14. Evento de tensin visto en Chivor 230 kV (a) Oscilografa, (b) Valores rms cada ciclo (c) Magnitud de tensin con 10 fasores/s. Paraestetipodefallasyteniendocomoobjetivo reproducirladinmicadelperodotransitorio,es necesaria una tasa de por lo menos 60 fasores/s. 5.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Lassimulaciones hbridas son un puente entre los mundosdelplaneamientoydelaoperacin.En esteartculofueverificadasupotencialidadpara validardemanerasimplelosmodelosempleados enlassimulacionesdigitales,conelauxiliode registrosdeunsistemademedicinfasorial sincronizada.Losmtodosindirectosutilizadosenlas simulaciones hbridas, forzandoPyQo forzandof y V, parecen ser complementarios en el proceso de validacin cualitativa de los modelos. Sin embargo, esnecesariorealizarunanlisismsdetalladoy J ORNADAS TCNICAS ISA - 2012 10 cuantitativo de los errores propios de cada uno de los mtodos. ParalascuatroplantashidroelctricasdelSIN colombiano,endondesetienemedicinfasorial sincronizada,fueanalizadoeldesempeo cualitativodelosmodelosempleadosenlas simulacionesdigitalesparaeventosdefrecuencia y de tensin. Loseventosdetensinpresentanunamejor adherenciaentrelosregistrosylosresultados obtenidos en las simulaciones hbridas. Esto indica queellazodecontrol,quetienequeverconla tensinylapotenciareactivaentregadaporel generador, se encuentra mejor representado en los modelos utilizados en las simulaciones. Porotrolado,loseventosdefrecuenciamuestran lanecesidaddemejorarenlosmodeloslos componentes del lazo de control que tiene que ver conlafrecuencia/velocidadylapotenciaactiva entregada por el generador. Lareproduccindelosperodossubtransitrioy transitoriodeuneventopresentanpoca adherencia,influenciadanosoloporlosmtodos empleadosenlassimulacioneshbridas(cuando sefuerzanfyV),sinotambinporlasfallas desbalanceadas, la ausencia de registro fasorial en lastresfasesdecorrienteylatasademuestreo actual en las PMU de Colombia de 10 fasores/s. Esnecesariodesarrollarmetodologasy procedimientosautomticosparavalidarde maneracuantitativalosmodelosyajustarlos parmetroscuandolosmodelossonconocidos, Sinembargo,elmayordesafoseencuentraen desarrollar una metodologa queestime el modelo quemejorrepresentauncontrologrupode controles,cuandonoseconocesuestructura terica. 6.REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS [1] GOMEZJorgeEnrique,DECKERIldemarC.y LEONRamnAlberto.HybridSimulations,a SmartWaytoPerformParameterValidationin PowerSystems.IEEEPESConferenceon Innovative Smart Grid Technologies (ISGT Latin America). Medelln, 2011. [2] HOROWITZStanley.H.,PHADKEA.yRENZ A.B.TheFutureofthePowerTransmission. IEEEpower&energymagazine,march/april.- 2010. [3] HUANGZ.,KOSTEREVD.yotros.Model ValidationwithHybridDynamicSimulation. ProceedingsoftheIEEEPowerEngineering SocietyGeneralMeeting.-Montreal,Canada, 18 de Junio de 2006. [4] HUANGZ.,YANGB.yKOSTEREVD. BenchmarkingofPlanningModelsUsing Recorded Dynamics. 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Jorge Enrique Gmez Castro IngenieroelectricistadelaUniversidadPontificia BolivarianaUPBMedelln-Colombia(1982)ymaestra en planeamiento de sistemas de energa elctricos de la UniversidadFederaldeSantaCatarinaUFSC Florianpolis-Brasil (1995). Ingres a ISA en el ao 1983 e hace parte de XM desde el ao de su creacin. En su vidaprofesionalsehadesempeadocomoanalistade planeamientodelargo,medianoycortoplazo. ActualmenteesestudiantededoctoradoenlaUFSCy trabaja en el proyecto SIRENA. (GOMEZ, y otros, 2011) Ramn Alberto Len Candela IngenieroelectricistadelaUniversidadTecnolgicade BolvarUTBCartagena-Colombia(1997)ymaestraen ingenieraelctricadeIowaStateUniversityen2005. Trabaja en el Centro Nacional de Despacho CND desde 1997 y actualmente en XM se desempea en el rea de planeamientocomoCoordinadordeProyectosde Investigacin y Desarrollo.