Análisis de sistemas de energía eléctrica

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           Prof. Carlos Fuentes Parra

                                                                        Sección: 006D
                                     

                                                                    Farid Elfar Guajardo  
                                                                   Javiera Ruiz Sepúlveda
                                                                   Brian Reyes Neira

25  de Junio del 2019

INTRODUCCIÓN

En este informe daremos a conocer y explicar teóricamente el procedimiento para realiza un flujo de potencia. Además de explicar todo lo realizado en el código del programa de MATLAB, en este se solicitó lo siguiente: desarrollar un script en el programa permitiendo calcular el flujo de potencia en un SEP de 4 barras mediante el método Gauss-Seidel matriz admitancia de barras. Proponiendo nosotros mismo la topología del SEP y sus parámetros, pero considerando los siguientes elementos: 4 barras, 2 cargas tipo potencia constante, 2 generadores, 2 transformadores.

Por otra parte, para el buen funcionamiento de nuestro programa se tiene que lograr ingresar los datos de admitancias entre barras (ej: Y Y˙11, Y˙12, etc), los tipos de barras (libre, PV o PQ), variables conocidas en cada barra y condiciones iniciales de cada incógnita. También se solicitó iterar hasta que el error obtenido sea inferior al definido por usted (ej: 10 %).

Para que el programa se capaz de entregar la siguiente información:

• Matriz admitancia de barras de su SEP.
• Tipos de barra de su SEP.
• Voltajes (módulo y ´ángulo) de cada barra en [p.u] y [kV].
• Número de iteraciones realizada y error obtenido.

                                         MARCO TEÓRICO

Los estudios de flujo de potencia son de gran importante en la planeación y diseño de la expansión futura de los sistemas de potencia, así como la determinación de las mejores condiciones de operación de los sistemas existentes, debido a que nos permite determinar los voltajes en barra (módulo y ángulo), Corrientes en línea, Perdidas de potencia activa y cargabilidad (la sobrecarga que se encuentra en la línea).

Para lograr un correcto análisis del flujo de potencia se debe:

• Planificar: Realizar un proyecto y visualizar el funcionamiento en 10 años más, su demanda y si tiene sobrecargar.
• Operación: Si no obtiene suficiente potencia en la carga, se contacta al coordinador y se inyecta potencia activa.
• Estudios: Si una subestación no realiza su funcionamiento, se debe realizar un estudio.

 Pasos a seguir para calcular el flujo de potencia:

1. Determinar red equivalente del SEP:

-Matriz Admitancia de Barras

-Potencia compleja neta en cada barra (Generado – Consumido)

1. Determinar el tipo de Barra:

• Barras libres = Barra donde se conoce el valor del voltaje y el ángulo.
• Barras PQ= Barra donde se conoce la potencia activa y reactiva.
• Barras PV= Barra donde se conoce la potencia activa y el voltaje.

1. Aplicar métodos G-S [Yb]

• Realizar iteraciones.

1. Calcular lo especificado:

• Dependiendo de cuantas barras se tenga en el sistema será el tamaño de la matriz, Ej.: 4 barras – Matriz 4x4.
• Calcular toda la diagonal de la matriz, todo lo que está conectado a cada barra.

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• Calcular todas las admitancias que están conectadas entre barras.

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• Luego de calcular las admitancias se identifican los tipos de barras, según los criterios mencionados anteriormente
• Comenzamos a calcular los voltajes en cada barra, luego de calcular hay que iterar hasta que la diferencia absoluta entre el Vj (k) y Vj (K-1) sea menor al error (el error uno lo define).

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EXPLICACIÓN DE CÓDIGO

Paso 1°: Determinar red equivalente del SEP.                      

Circuito de Red SEP.                                                                   Circuito de Red equivalente.

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• Ingresar todos los valores en p.u. en la programación que se encuentra abajo para que esta realice los cálculos de la matriz a implementar.

Para pasar el valor base a p.u., se ocupa la siguiente formula:

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%Datos

clc

%Impedancia entre barras 1 y 2

Z1=input('Ingrese el valor de la Z entre barra 1 y 2: '); %Z1 = 0.01008+0.05040i;

%Impedancia entre barras 1 y 3

Z2=input('Ingrese el valor de la Z entre barra 1 y 3: '); %Z2 = 0.00744+0.03720i;

%Impedancia entre barras 2 y 4

Z4=input('Ingrese el valor de la Z entre barra 2 y 4: '); %Z4 = 0.00744+0.03720i;

%Impedancia entre barras 3 y 4

Z3=input('Ingrese el valor de la Z entre barra 3 y 4: '); %Z3 = 0.01272+0.06360i;  

%admitancia entre barra 1 y 2

Y1=input('Ingrese el valor de la admitancia entre barra 1 y 2: '); %Y1 = 0.05125i;

%admitancia entre barra 1 y 3

Y2=input('Ingrese el valor de la admitancia entre barra 1 y 3: '); %Y2 = 0.03875i;

%admitancia entre barra 2 y 4

Y3=input('Ingrese el valor de la admitancia entre barra 2 y 4: '); %Y3 = 0.03875i;

%admitancia entre barra 3 y 4

Y4=input('Ingrese el valor de la admitancia entre barra 3 y 4: '); %Y4 = 0.06375i;

%Calculo de admitancia, de la impedancia Z1

Yz1 = 1/Z1;

%Calculo de admitancia, de la impedancia Z2

Yz2 = 1/Z2;

%Calculo de admitancia, de la impedancia Z3

Yz3 = 1/Z3;

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