Estudio de flujos óptimos y estabilidad transitoria en sistemas eléctricos de potencia desregulados

Abstract

RESUMEN: El proceso de desregulación del sector eléctrico trae consigo una serie de cambios en la operación del Sistema Eléctrico de Potencia (SEP). Cuando ocurre la desregulación en muchas ocasiones se hace poca o nula mención sobre la seguridad dinámica del SEP. Una correcta operación del sistema eléctrico de potencia implica garantizar que el suministro de energía eléctrica sea confiable e ininterrumpido, por lo cual es de suma importancia salvaguardar la confiabilidad, seguridad y calidad del servicio. En este trabajo de tesis se realiza una evaluación de diferentes modelos de despacho económico utilizados en mercados eléctricos y sistemas regulados en la seguridad dinámica del sistema. La evaluación se aplica a un sistema de 9 nodos, un sistema de 39 nodos y un sistema de 103 nodos con generación distribuida, considerando solo unidades de generación térmicas con una constante de tiempo de corto plazo. El proceso que se propone en este trabajo de tesis, es a través de un programa desarrollado en MATLAB® obtener diferentes condiciones de operación utilizando dos modelos diferentes de despacho económico basados en mercados centralizado, híbrido y un modelo basado en operación convencional, estimando de esa manera las potencias de generación activa, después resolver la red por medio de un estudio de flujos de potencia de corriente alterna por el método de Newton-Raphson calculando los voltajes nodales, ángulos nodales y el flujo de potencia activa, reactiva de transmisión. La herramienta Power System Toolbox (PST) versión 3.0 se utiliza para hacer el análisis de estabilidad transitoria angular y se observa cual sistema operado bajo qué modelo económico soporta una mayor cantidad de tiempo expuesto a un disturbio. ABSTRACT: The deregulation process of the electricity sector brings a number of changes that usually presented in the operation of the electrical power system (EPS). When deregulation occurs, there is often little or no mention of the dynamic security of system. A successful operation of EPS, depends on the ability to supply the electric power in a reliable and uninterrupted environment, which is the most important thing to safeguard the reliability and quality of the service. In this thesis, evaluation is made of the different economic dispatch models used in operation on wholesale electricity market environment and regulated system environment in the dynamic security of power system. The study considers a 9 nodes system, a 39 nodes system and 103 nodes systems with distributed generation, only thermal machines are contemplated with a short-term time constant. The process proposed in this thesis, is use a developed program in MATLAB® to obtain different operation conditions based in centralized, hybrid environment markets and a model based in the conventional operation, estimating in this way the active powers generation, next solving the system by means of a load flow study by Newton-Raphson method, which calculates nodal angles and voltages, reactive and active powers transmission. The Power System Toolbox (PST) is used to perform transient stability analysis and observes which system operated under which economic model supports a greater amount of time exposed to a disturbance.