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Diseño y Estudio Técnico-Económico de Switchgear de Media Tensión a 3.000 M.S.N.M

Rojas Jofré, Natalia Teresa January 2010 (has links)
No autorizado por el autor paea ser publicada a texto completo / En Chile muchas plantas mineras están ubicadas a más 1.000 m sobre el nivel del mar, lo que genera una complicación en la especificación de la aislación de equipos en sistemas de distribución de energía eléctrica en media tensión, porque las prescripciones técnicas de estos deben realizarse con mayores parámetros eléctricos, lo que involucra salas eléctricas de mayor superficie que lo tradicional. Como solución a este problema surge la tecnología GIS, que corresponde a celdas donde la barra principal está aislada en gas SF6 (hexafloruro de azufre), en lugar de la tecnología tradicional correspondiente a Celdas AIS, donde la barra principal está aislada en aire. Como primera parte de este trabajo se realiza una investigación bibliográfica, con antecedentes que involucran a las celdas de media tensión, dentro de los cuales están: su definición técnica como equipo, los parámetros eléctricos fundamentales y las componentes de maniobra, protección y medida que las conforman. Finalmente los detalles de equipamientos AIS y GIS. En la segunda parte de esta memoria se presenta un diseño de un switchgear de media tensión de 40 MVA a 23 kV a 3000 m.s.n.m., indicando las componentes a utilizar, teniendo dos opciones de equipamiento: AIS Y GIS. Se da conocer para las dos soluciones las especificaciones técnicas y los parámetros eléctricos. En el estudio técnico se destacan las ventajas y desventajas de los equipos GIS y AIS, enfocándose en factores como: seguridad, mantención, espacios y continuidad de servicio en caso de falla. Se analizan los efectos que genera la disminución de presión externa por causa de la altitud, indicando las condiciones que deben cumplir los fabricantes para implementar celdas GIS a altitudes mayores a 1000 m, sin recurrir a parámetros eléctricos mayores. Se evalúan los proyectos diseñados considerando costos de inversión, mantención, sala eléctrica, puesta en marcha e instalación, obteniendo el valor actual neto y así se obtiene la mejor solución desde el punto de vista económico. Finalmente, como conclusión, se destaca que las celdas GIS son la mejor opción, si no requieren aumento en la clase de aislación, y el cliente no considere la posibilidad de falla. La mayor ventaja de equipos GIS sobre AIS es la reducción de espacio, con una disminución mayor al 50%. Sin embargo se indican las desventajas por parte de estos equipos a largo plazo, como el alto costo de inversión que debe realizarse cuando termine su vida útil, requiera de reemplazo y un destino final para el equipo desechado sin dañar el medio ambiente.
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Interacción de Campos Electromagnéticos de Extra Baja Frecuencia con el Cuerpo Humano. Mediciones de Campo Magnetico en Instalaciones de Media Tensión

Concha Vielma, Germán Andrés January 2010 (has links)
La interacción de campos magnéticos y eléctricos con los seres vivos, en especial con las personas, ha sido un campo de investigación y últimamente de preocupación en diversos sectores científicos y medio ambientales. Muchas de estas investigaciones se han centrado en campos electromagnéticos de extra baja frecuencia, 50-60 [Hz], debido a que existe una exposición permanente de la comunidad a campos electromagnéticos de las frecuencias señaladas. Entre todas las publicaciones disponibles sobre esta problemática, hay un consenso que existe una interacción entre los organismos biológicos y los campos electromagnéticos, pero no se ha podido demostrar que esta interacción sea perjudicial para las personas. En este trabajo de memoria, que ha sido estructurado en 8 capítulos, se presenta primero una completa revisión de la teoría electromagnética que sientan las bases para comprender la interacción de los campos electromagnéticos con los seres vivos. En el tercer capítulo, se presenta una revisión de las fuentes de campos electromagnéticos, junto con las valores de magnitud de campos eléctricos y magnéticos radiados por las diversas fuentes. En el cuarto capítulo se exponen las bases teóricas de interacción de campos electromagnéticos con seres vivos, presentando modelos matemáticos computacionales que han sido desarrollados por diversos laboratorios, de manera de cuantificar los campos eléctricos y magnéticos inducidos al interior del cuerpo humano. Se resumen los principales asuntos de dosimetría a tener en consideración tanto para campos eléctricos como magnéticos inducidos en el cuerpo humano. En el capítulo 5 se realiza una completa revisión de la normativa internacional vigente sobre los valores máximos de exposición a los campos electromagnéticos, tanto para la población que trabaja en ambientes eléctricos como para la población en general. Es sabido que los campos eléctricos son fácilmente mitigados por todas las construcciones civiles donde se desenvuelven las personas, lo cual no se verifica para el caso de campos magnéticos; en el capítulo 6 se presenta una revisión de las técnicas de apantallamiento de estos campos electromagnéticos, aplicadas principalmente a sistemas de transmisión y distribución. Debido a la creciente demanda de energía eléctrica necesaria para el desarrollo del país, se incorporará próximamente la transmisión de electricidad usando tecnología de alto voltaje en corriente continua HVDC. La problemática medio ambiental asociada a esta tecnología se presenta en el capítulo 7. Por último, en el capítulo 8 se incluye una serie de medidas de campos magnéticos realizadas en instalaciones de media tensión y altas corrientes, lugares en los que se supone una magnitud de campo magnético alto y se contrastan estas medidas con los valores recomendados en la normativa. De esta manera, en el presente trabajo de titulo se presenta una revisión completa de los asuntos involucrados en la interacción de campos electromagnéticos con el cuerpo humano, desde una revisión teórica y las ecuaciones que rigen estos fenómenos físicos hasta mediciones experimentales de campos magnéticos producidos por fuentes de altas corrientes, pasando por el estudio de las principales fuentes y magnitudes de campos radiadas por estas, las normativas internacionales vigentes que determinan valores máximos de exposición dependiendo de las caracterízticas de los diversos campos y de las caracterízticas de la población expuesta, se revisan las técnicas de apantallamiento o mitigación de campos electromagnéticos y se revisan los principales asuntos medio ambientales involucrados en las nuevas tecnologías de transmisión de electricidad, representado por los enlaces HVDC.
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Fallas de Conmutación en HVDC: Origen, Efectos y Mitigación

González Farías, Alejandro Raúl January 2010 (has links)
Los nuevos proyectos energéticos que se planifica desarrollar en la XI región de Aysén han planteado el desafío de transportar grandes bloques de potencia a través de largas distancias, hacia los centros de consumo que se concentran en el SIC. La tecnología que permite viabilizar esto de manera eficiente es la transmisión en corriente continua en alto voltaje, conocida como HVDC (“High Voltage Direct Current”), que utiliza válvulas de tiristores para concretar la conversión AC-DC y viceversa. La tecnología HVDC se puede considerar como una tecnología madura. Sin embargo, en nuestro país es un tema nuevo que se debe abordar para entender el funcionamiento del enlace y los problemas asociados. Un aspecto importante del funcionamiento de los conversores HVDC es la ocurrencia de fallas de conmutación. Los tiristores usados en estos sistemas necesitan ser expuestos a un voltaje inverso por un tiempo suficiente para que dejen de conducir y permitir así una conmutación de corriente exitosa. Durante la falla de conmutación la transmisión de potencia es interrumpida, afectando de este modo al sistema AC conectado en el lado inversor. Esta memoria tiene como objetivo estudiar y mostrar las causas que originan las fallas de conmutación, discutir sus efectos en la calidad y seguridad de la potencia suministrada y entregar dos estrategias de mitigación de fallas de conmutación a nivel del control del enlace: la función de control VDCOL (“Voltage Dependent Current Order Limits”) y el módulo de mitigación CFPREV (“Commutation Failures Prevention”). Para lograr los objetivos planteados, se utiliza la plataforma MATLAB/SIMULINK que simula en tiempo discreto un enlace monopolar de 12 pulsos y 1000 MW (500 kV, 2 kA). A través de este enlace de prueba se estudian dos casos: sistemas AC interconectados fuertes y débiles. Ambos sistemas AC son caracterizados por su razón de cortocircuito efectivo, ESCR. Los resultados muestran que las principales causas que originan fallas de conmutación son: perturbaciones en el sistema AC conectado, especialmente las fallas monofásicas; y las operaciones de maniobra en la barra inversora. Los efectos en la calidad de la potencia suministrada dependerán de la duración de la falla de conmutación y de la razón de cortocircuito efectivo del sistema AC-DC. Con respecto a las estrategias de mitigación, se concluye que la función VDCOL ayuda a la recuperación del sistema cuando se producen las fallas de conmutación. El módulo CFPREV permite mejorar el desempeño del sistema pues mitiga las fallas de conmutación para caídas de tensión en la barra inversora, cuando ocurre una falla monofásica a tierra o una falla trifásica simétrica. Su desempeño es mejor cuando el sistema AC conectado en lado inversor es débil.
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Evaluación del Impacto de la Incorporación de Grandes Bloques de Energía Eólica en el Sistema de Transmisión del SIC

Aravena Rojas, Fabiola Andrea January 2011 (has links)
En el presente trabajo de título se analiza técnica y económicamente la incorporación de grandes bloques de energía eólica en el sistema de transmisión del SIC. El objetivo es estudiar los límites de transferencia en zonas que incluyen participación de bloques de generación eólica, actuales y proyectados a mediano plazo, en las zonas con mayor potencial eólico, es decir, las regiones de Coquimbo y Bío-Bío. Para estudiar el fenómeno se calculan las curvas de calentamiento de las líneas que se cree serán las más afectadas. Con esto se obtienen las capacidades máximas de transferencia según distintos criterios de seguridad y condiciones ambientales. Considerando los límites anteriores se realizan simulaciones computacionales de las líneas de transmisión con el software DigSilent ®, con las cuales se obtienen las potencias transmitidas por las líneas en escenarios de generación distintos. En estas simulaciones, se incluyen centrales eólicas generando teóricamente a su máxima capacidad, que es el más desfavorable de los casos posibles. Las simulaciones consideran casos de pre y post-falla en escenarios de demanda baja y media, casos en los cuales las líneas de transmisión se ven más sobrecargadas. Como forma de comparación se considera un escenario actual (año 2010) y un escenario futuro (año 2012) para la zona norte; y un escenario proyectado 2012 en el caso de la zona sur. En cada una de esas zonas, se tienen en carpeta proyectos que suman cerca de 200 MW, además de inversiones en el sistema de transmisión. Por otro lado, se realizan simulaciones dinámicas con la finalidad de comprobar que los escenarios simulados fuesen estables en cuanto a la operación y factibles en conformidad con las exigencias establecidas en la normativa vigente y las limitantes técnicas de los equipos de potencia. En el caso de la zona norte se busca encontrar aquellos límites más restrictivos en cuanto a la operación, mientras que para la zona sur sólo se busca comprobar la factibilidad de la operación y la estabilidad antes mencionada. Estos datos fueron empleados posteriormente en un análisis económico, que se realizó en base a simulaciones del software PLP, que permiten un análisis económico que se ajusta a las condiciones reales de operación en el largo plazo. Los resultados de las simulaciones, muestran que efectivamente ante ciertos escenarios de generación, en el caso de la zona norte; y sumando la presencia de contingencias, en el caso de la zona sur, existen situaciones de sobrecarga en las líneas estudiadas, si se considera una alta generación eólica en la zona. La solución propuesta corresponde a una recomendación de operación del sistema ante estas condiciones. Por lo cual, se propone el aumento de la capacidad operacional de transmisión de las líneas en estudio, mediante la desconexión inmediata de un monto de generación eólica ante la presencia de una contingencia. La evaluación económica realizada muestra que con el beneficio anual de la operación con estos nuevos límites es posible pagar un automatismo (EDAG) que permita la desconexión instantánea de un monto de generación eólica. Así también, este beneficio obtenido corresponde al valor máximo que el sistema estaría disponible a pagar a los generadores eólicos ante la desconexión de dichos montos de generación, en vez de la desconexión o disminución de generación proveniente de centrales térmicas de la zona, lo que podría dar origen a la prestación de un Servicio Complementario.
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Estudios Eléctricos para la Operación de un Sistema Colector de Potencia Conectado a una Rectificadora HVDC

González Carrillo, Christian Patricio January 2012 (has links)
Debido a la escasez de recursos energéticos cercanos a los centros de consumo y los avances tecnológicos de la electrónica de potencia es que la transmisión en corriente continua a altas tensiones (HVDC) ha ganado terreno en las últimas décadas. El objetivo general de esta memoria consiste en estudiar la operación de un sistema de generación AC -llamado sistema colector a lo largo del trabajo- que alimenta una estación rectificadora HVDC como única carga. La investigación realizada permite establecer que la naturaleza de una carga de este tipo, insensible a la frecuencia, obliga a realizar estudios estáticos y dinámicos para demostrar que los parámetros del sistema colector y que las medidas de control que pueden adoptarse ante contingencias permiten la operación del sistema AC bajo norma. El proyecto Energía Austral, que se encuentra aún en etapa de desarrollo, se usa como inspiración para crear un modelo sobre el cual se realizan estudios estáticos y dinámicos para observar su comportamiento ante los fenómenos que la literatura describe como relevantes. Los estudios estáticos se dividen en: flujos de potencia, que permite establecer un adecuado intercambio de reactivos entre los que aportan los filtros y los que provee el sistema colector para satisfacer los requerimientos de la estación rectificadora, además de verificar que los límites térmicos no son sobrepasados; autoexcitación, mediante el cual se determinan las reactancias de las unidades de generación con el fin de evitar este fenómeno; cortocircuitos, con los que se determina si el sistema es robusto ante interacciones AC/DC. Los estudios dinámicos permiten, mediante contingencias en el enlace, determinar rangos de parámetros para las inercias y reactancias subtransitorias con el fin de limitar las sobrefrecuencias y sobretensiones temporales respectivamente. Adicionalmente, mediante el control del enlace, es posible mitigar las caídas de frecuencia ante salidas intempestivas de generadores, dada la naturaleza aislada del sistema en que no existe reserva en giro y que la carga resulta insensible a la frecuencia. Finalmente, se propone una guía que permite establecer los estudios que demuestran la operación segura del sistema colector.
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Estimación del presupuesto de línea de transmisión óptima a nivel de prefactibilidad

Orellana Lineros, Diego Joaquín January 2013 (has links)
Ingeniero Civil Electricista / La presente memoria tiene por objetivo desarrollar una herramienta que permita estimar de forma simple y relativamente rápida el costo de un proyecto de línea de transmisión, dejando registrados en este documento los planteamientos matemáticos del problema de optimización que se modela, y los códigos computacionales usados en la herramienta. Para realizar la estimación se toman supuestos como, por ejemplo, el hecho de que la topografía de cada tramo de suspensión es similar a los demás, permitiendo repetir el tramo estudiado a lo largo de la ruta; además se supone que la línea no presenta singularidades en su trazado. Sirven al programa principal diversas rutinas computacionales menores que solucionan problemas geométricos, equilibrios térmicos en los conductores, cambios de estados mecánicos, además de otras rutinas específicas. En relación al modelo de cambio de estado, cabe mencionar que, para realizar estudios básicos de líneas de transmisión se suele ocupar el método del ruling span. Sin embargo, éste solo arroja resultados correctos para terrenos planos. En esta memoria, el modelo de cambio de estado utilizado es adecuado para todo tipo de terrenos y resulta ser una de las funciones más importantes dentro de la herramienta principal, ya que permite verificar las restricciones de distancias mínimas a tierra, las tensiones mecánicas máximas sobre los conductores en las condiciones climáticas más adversas, etc. En la memoria se valida el método de cambios de estado programado con el método del ruling span sobre un terreno plano bajo hipótesis idénticas arrojando un error de 0.035%. La herramienta desarrollada es probada mediante un análisis de sensibilidad para estudiar su comportamiento. Sobre el caso base (terreno plano, sin carga de hielo) las pruebas de sensibilidad corresponden a: terreno irregular, disminución del factor de seguridad de las torres y manguito de hielo de 20 mm2 de espesor alrededor del conductor. Se muestra cómo, cambiando sólo la forma del terreno, la herramienta desplaza 25 m la posición de una torre para salvar las distancias de seguridad; cuando se aumenta la capacidad de las torres (disminuyendo su factor de seguridad) se logra usar conductores de mayor sección disminuyendo las pérdidas y el costo en valor actual del proyecto; y cuando se tiene carga de hielo las pérdidas aumentan un 10% y se debe usar un conductor de menor sección. Como trabajo futuro se propone el estudio del uso de algoritmos de inteligencia computacional para explorar el espacio de soluciones factibles, y también se propone modificar la aplicación simplificando el modelo mecánico de cambio de estados en caso de que se requieran estudiar proyectos en terrenos exclusivamente planos.
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Planificación de sistemas de transmisión para cuencas de alto potencial hidroeléctrico

Mandiola Lagos, Samuel Rómulo January 2014 (has links)
Ingeniero Civil Eléctrico / La presente memoria tiene por objetivo el análisis de la planificación de la transmisión para un conjunto de generadores medianos ubicados en una zona particular. Esto se realizará por medio del desarrollo de una herramienta de optimización que entrega como resultado una topología de red económica y práctica, cumpliendo con restricciones técnicas establecidas previamente. Debido a la naturaleza combinatoria del problema de planificación de la transmisión, la resolución mediante un método determinístico en tiempos aceptables es inviable. Por esto la herramienta de optimización se basa en la utilización de heurísticas que buscan disminuir las dimensiones del problema, obteniéndose con éstas resultados cercanos al óptimo, los cuales son suficientes para una etapa de prefactibilidad en la planificación. En particular se utilizan técnicas de agrupamiento difuso o Fuzzy C-Means para agrupar proyectos de generación, de manera de que en vez de resolver el problema total se resuelva para cada uno de los subconjuntos de generadores un subproblema de optimización de dimensiones considerablemente menores. Luego para resolver cada uno de los subproblemas se utilizan algoritmos genéticos, ya que esta técnica de optimización tiene un muy buen desempeño en el problema de planificación de los sistemas eléctricos de potencia. La herramienta desarrollada es implementada en el software de modelación matemática GNU Octave (símil libre de Matlab) en un conjunto de computadores trabajando paralelamente con el fin de aumentar la velocidad de convergencia del algoritmo genético. Para analizar el desempeño de la herramienta, ésta es probada en cinco casos de prueba con distintas características y niveles de complejidad. Con estos casos se demuestra la correcta convergencia del algoritmo genético y el algoritmo de agrupamiento. Además se prueba la metodología propuesta para casos con múltiples puntos de inyección, existencia de zonas prohibidas y posibles subestaciones colectoras. Para optimizar las conexiones se utilizan cuatro tipos de líneas de diferentes características técnicas. Los resultados obtenidos no son óptimos globales del problema, pero sí son soluciones económicas, prácticas y de un menor impacto ambiental, debido al menor número de líneas a construir y el mayor orden de las topologías. Finalmente se demuestra que la metodología propuesta disminuye las dimensiones del problema y disminuye la aleatoriedad de los algoritmos genéticos, ya que la heurística de agrupamiento guía al algoritmo genético hacia soluciones lógicas y prácticas.
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Análisis de Impacto Dinámico de Pequeños Medios de Generación Sobre Redes de Distribución

Toro Blanca, Vannia Isabel January 2010 (has links)
El objetivo general del presente trabajo de título es determinar el impacto dinámico asociado a la conexión de Pequeños Medios de Generación Distribuida (PMGD) sobre un sistema eléctrico, identificando su dependencia con distintas condiciones de la red y de la operación del PMGD. Se espera contribuir al proceso de integración de PMGD, indicando aspectos críticos a considerar en los estudios de conexión. Las razones para la conexión de un PMGD pueden ser múltiples, por ejemplo: disminuir el consumo desde el sistema eléctrico, economizar el suministro de energía ó aumentar la confiabilidad. Adicionalmente estos medios requieren menor capital de inversión y facilitan el uso de energías renovables. A nivel estático su impacto es conocido, encontrando implicancias sobre el nivel de pérdidas, capacidad térmica de equipos y regulación de voltaje; no así desde el punto de vista dinámico. En la actualidad existen leyes y normativas que incentivan y promueven su inserción, siendo las chilenas similares a las internacionales; sin embargo, en ellas no se entregan mayores acotaciones dinámicas, y sólo se indica la desconexión de las máquinas ante condiciones anormales de tensión o frecuencia. La evaluación del impacto se realizó con el uso del software Power Factory de DigSilent, mediante simulaciones sobre un sistema de prueba que busca representar en forma simplificada la interacción entre la red de transmisión y distribución. La metodología de trabajo se basa en la aplicación de contingencias definidas, identificando niveles de tensión y frecuencia para determinar el efecto sobre la red. Se analizan comparativamente las respuestas dinámicas considerando distintos casos, entre ellos, la dependencia con la ubicación y penetración de PMGD en el alimentador, condiciones de generación - demanda, potencia generada y factor de potencia. La conexión de un PMGD en una red de distribución tiene un impacto positivo sobre el voltaje ante contingencias externas al alimentador, acentuándose el efecto cuanto más alejado a la subestación primaria de distribución se conecte; a su vez, repercute negativamente en la frecuencia, originando mayores desviaciones. Las fallas más riesgosas son las producidas aguas arriba del punto de repercusión, ya que generan una isla eléctrica momentánea que puede producir sobretensiones elevadas, que se incrementan en condiciones de demanda mínima y mientras más capacitivo sea el generador. Cuanto más pequeña es la impedancia del conjunto de conexión del PMGD, menor será la desviación de tensión, pero a su vez esto se traduce en un mayor aporte de corriente de falla, lo que atenta contra un funcionamiento adecuado de las protecciones preexistentes en el alimentador. Por otro lado, mientras mayor sea el nivel de cortocircuito en el punto de conexión, la respuesta dinámica es menos sensible a una variación de capacidad del PMGD. Se destaca que los efectos asociados a la conexión de un PMGD dependen ampliamente de las características del sistema, lo que dificulta una generalización. El análisis llevado a cabo, arroja que el impacto no resulta peligroso para el sistema bajo las condiciones de desconexión que se exigen en la actualidad. Las variaciones respecto del escenario sin generador, son por lo general inferiores al 5% del valor nominal. Lo anterior sumado a que la NT SyCS y la NTCO de PMGD no indican rangos transitorios para las variables eléctricas a nivel de distribución, lleva a que el estudio dinámico sea de importancia relativa. La rápida salida del PMGD ante una contingencia resulta práctica y positiva, pero si la penetración en Generación Distribuida es significativa, una perturbación en el sistema de transmisión originaría la desconexión de las máquinas en distintos alimentadores. Por ende, la práctica actual de desconexión no será sostenible y las nuevas normativas deberán determinar claramente en qué casos se deben llevar a cabo estudios dinámicos y definir los rangos admisibles para las variables eléctricas.
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Sistemas de monitoreo dinámico de la capacidad de líneas de transmisión

Soto González, Ulises Daniel January 2011 (has links)
Ingeniero Civil Electricista / En el marco de un estudio desarrollado por el Centro de Energía CE-FCFM, este trabajo persigue el estructuración e implementación de una metodología para evaluar la pertinencia de la instalación de dispositivos de monitoreo dinámico para la determinación de la capacidad de líneas de transmisión en un sector del sistema eléctrico chileno. Para ello, se desarrolla una revisión del estado del arte de los métodos de repotenciación existentes (tanto tradicionales como dinámicos) y las características de los dispositivos de monitoreo dinámico. A partir de la metodología desarrollada por el Centro de Energía para el estudio antes mencionado, se propone una extensión para establecer los efectos de implementar sistemas de monitoreo dinámico de la capacidad de líneas de transmisión, incorporando los métodos de repotenciamiento tradicionales. Esta metodología contempla tanto análisis de las condiciones meteorológicas (determinantes para la determinación de la capacidad de transmisión de líneas) como de los efectos económicos y de seguridad en la operación del sistema. Para la aplicación de la metodología se utilizan los datos obtenidos a partir del estudio del Centro de Energía. En este estudio se integran datos meteorológicos, proporcionados por el departamento de Geofísica de la Universidad de Chile, determinándose los sectores más críticos de la zona en estudio. Luego, con la información meteorológica más la demanda del sistema se simula la operación para cada hora en escenarios con capacidad dinámica y con capacidad estática, considerando 3 hidrologías, lo que involucra 17.500 despachos simulados. De los análisis se observa que las líneas cercanas a la costa son aquellas que poseen mayor capacidad dinámica, mientras que las líneas extremas que se internan en el continente son las de menor capacidad. Además, se determina la ubicación y número de sensores óptimos necesarios para estimar la capacidad dinámica de transmisión para cada línea del tramo. De las simulaciones se observa que existen impactos considerables en la seguridad del sistema y se hace un análisis para la implementación de repotenciación mediante métodos tradicionales. Finalmente, considerando las mejoras en la seguridad y los efectos en los costos de operación del sistema estimados en este trabajo, se concluye que es pertinente la instalación de dispositivos y se propone realizar una segunda iteración a la metodología, considerando repotenciación de algunos tramos con métodos comunes, para luego continuar con un estudio de factibilidad para un sistema de monitoreo de la capacidad dinámica de transmisión de la zona estudiada.
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Impacto de la generación distribuida en la estabilidad de sistemas de potencia

Castro Elgueta, Felipe Guillermo January 2013 (has links)
Ingeniero Civil Eléctrico / El actual interés mundial por incentivar el uso de energías renovables ha gatillado una apertura masiva a los medios de generación no convencionales, lo que conlleva a una evolución de los sistemas eléctricos de potencia (SEP). En efecto, ya no son sólo las empresas de generación quienes pueden proveer de energía al sistema, sino también los consumidores a través de medios de generación denominados Generación Distribuida (GD). En vista de los incentivos actuales a nivel país para la instalación de GD, como lo es la reciente ley de facturación NetBilling, sumado a la disminución de los costos de inversión de dichas tecnologías, es posible prever que en un futuro existan altos niveles de penetración de GD residencial conectados al Sistema Interconectado Central (SIC). En vista de lo anterior y la carencia de estudios que indiquen los efectos dinámicos de la GD sobre el SEP, resulta indispensable realizar estudios de estabilidad a nivel sistémico frente a escenarios de alta penetración de GD de forma tal de mantener la seguridad del sistema. En el marco anterior, el objetivo general del presente estudio es determinar el desempeño dinámico del sistema frente a altos niveles de penetración de GD residencial fotovoltaica conectados en el mayor centro de consumo del SIC: la Región Metropolitana. Asimismo, se busca establecer para qué tipo de estudios es adecuado modelar la GD de forma dinámica en vez de considerarla como carga negativa . De forma tal de alcanzar dichos objetivos, se llevan a cabo simulaciones dinámicas para diferentes escenarios de penetración de GD, mediante el programa computacional DigSilent Power Factory en un modelo del SIC proyectado al año 2020. Concretamente, se definen escenarios de penetración de GD del 0%, 10%, 20% y 30% con respecto a la demanda total del sistema. Adicionalmente se evalúa la respuesta dinámica para distintos requerimientos de desconexión de la GD durante contingencias en el sistema. Los resultados indican que la situación más crítica para la estabilidad de frecuencia del sistema se presenta cuando la GD es desconectada debido a fuertes caídas de tensión en la red. Se determina que en el escenario de 30% de penetración, la GD debe ser reconectada a más tardar 2,2 segundos después de que las variables del sistema (tensión y frecuencia) se restablezcan dentro de la banda de operación de los inversores de la GD, con el fin de evitar la inestabilidad de frecuencia. Con respecto a la modelación de la GD, se valida la pertinencia de considerar la GD como carga negativa en estudios donde ésta esté obligada a permanecer conectada durante el transcurso de una contingencia, aun cuando la tensión y frecuencia estén fuera de las bandas de operación de los inversores de la GD. Finalmente, como trabajo futuro se propone realizar estudios de estabilidad de ángulo de rotor frente a altas penetraciones de GD, como también considerar en detalle el efecto de los elementos que componen las redes de distribución. Se propone igualmente el estudio de estabilidad frente a eventos transitorios propios de la tecnología fotovoltaica, tal como variaciones abruptas de potencia debido a eventos meteorológicos que produzcan cambios intempestivos de la radiación solar.

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