CONTROL DE VOLTAJE Y POTENCIA REACTIVA

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1 ASIGNATURA MPIE: CONTROL E VOLTAJE Y POTENCIA REACTIVA 1. ATOS E LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Control de Voltaje y Potencia Reactiva Línea de investigación: Modelado, análisis, operación y control de sistemas modernos de energía eléctrica Clave de la asignatura: MPIEA-0209 Horas teoría-horas prácticas-horas trabajo adicional-horas totalescréditos HISTORIAL E LA ASIGNATURA Fecha Participantes revisión / actualización Mayo del 2011 COPIE Observaciones, cambios o justificación Actualización de Propuesta Preliminar Anualmente Consejo académico del COPIE En las revisiones anuales del temario general de esta materia se considera completo y vigente. 3. PRE-REQUISITOS Y CORREQUISITOS Pre-requisito: 1. Modelado de Sistemas Eléctricos en Estado Estacionario. 4. OBJETIVO E LA ASIGNATURA Proporcionar los conceptos fundamentales para el análisis de sistemas eléctricos de potencia en estado estacionario, desde un punto de vista de voltaje y potencia reactiva. Para ello, se establece el comportamiento de cada elemento del sistema de potencia ante estos parámetros y se formula la necesidad, desde un punto de visto operativo, de coordinar fuentes y reguladores de voltaje mediante el despacho de potencia reactiva y aplicación de acciones correctivas. Se plantea el problema de colapso de voltaje y algunas técnicas para establecer índices de

2 proximidad al colapso de voltaje. Finalmente, se plantea el problema de control de voltaje y potencia reactiva como parte de los servicios auxiliares en mercados de energía eléctrica y sus implicaciones económicas. 5. APORTACIÓN AL PERFIL EL GRAUAO La materia contribuye a la conformación de una actitud crítica, responsable y propositiva en el egresado, ante las implicaciones técnicas relacionadas con los conocimientos de vanguardia en el área de control de voltaje y potencia reactiva, específicamente en lo referente a la forma de contextualizar el problema desde un puntos de vista local, referente a cargas, así como a nivel sistema eléctrico. Particularmente, el curso coadyuva a: i. Analizar el problema de control de voltaje y potencia reactiva para la operación adecuada de cargas. ii. Modelar los distintos elementos que conforman los sistemas eléctricos de potencia, desde un punto de vista de voltaje y potencia reactiva. iii. Analizar y comprender los fenómenos relacionados con el voltaje y la potencia reactiva, ante diferentes condiciones operativas de los sistemas eléctricos de potencia, a través de diversas técnicas de análisis. iv. Planificar la operación de los sistemas eléctricos de potencia desde un punto de vista de voltaje y potencia reactiva. 6. CONTENIO TEMÁTICO POR Y UNIA 1 2 Tiempo: 2 hrs. Compensación reactiva local Compensación de líneas de transmisión 1.1 Objetivos de la compensación reactiva. 1.2 Concepto de compensador ideal. 1.3 Necesidades de compensación de carga. 1.4 Normas de aceptación de la calidad del suministro. Especificaciones de un compensador de carga. 2.1 Corrección de factor de potencia 2.2 Balanceo de fases 2.3 Regulación de voltaje 3.1 Comportamiento de la línea no compensada.

3 UNIA Tiempo: 6 hrs. Compensación reactiva en derivación Tiempo: 4 hrs. Compensación Serie Tiempo: 2 hrs. Modelado de elementos que influyen sobre el voltaje 3.2 Técnicas de compensación de líneas de transmisión. Control de voltaje de circuito abierto con reactancias en derivación. Reactores en derivación múltiples sobre una línea de transmisión de gran longitud. Reactor o capacitor en el punto medio. Objetivos y limitaciones prácticas. Línea simétrica con capacitores serie y reactores en derivación en el punto medio. iscusión final sobre compensación en derivación y serie. Transformador Cargas dependientes del voltaje Curvas de capabilidad de la máquina síncrona. 7 Principios de compensadores estáticos de potencia reactiva. Tiempo: 6 hrs. 8 al problema de inestabilidad de voltaje Propiedades de los compensadores estáticos de potencia reactiva. 7.3 Principales tipos de compensadores estáticos. 7.4 Capacitor conmutado por tiristores. 7.5 Compensador de reactor saturado.. El fenómeno de inestabilidad de voltaje. Respuesta ante contingencias severas de voltaje. Incidentes de colapso de voltaje. Estabilidad de voltaje en estado

4 UNIA 9 Efectos de elementos en la inestabilidad de voltaje. 10 Aplicaciones de compensadores estáticos de potencia reactiva 11 El problema del control de voltaje en sistemas eléctricos de potencia. 12 al problema de flujos óptimos y despacho de potencia reactiva. 13 Sistema experto para el control de voltaje en sistemas eléctricos de potencia estacionario. Herramientas de análisis para la estabilidad de voltaje. Análisis de estabilidad usando las curvas P-V y V-Q Transformador con cambiador automático de derivación. Cargas dependientes del voltaje. Curvas de capabilidad en máquinas síncronas. Compensador estático de VAr. Pérdidas en el sistema. Control de fluctuaciones rápidas de voltaje (efecto flicker) Control de voltaje/potencia reactiva en sistemas eléctricos. Requerimientos generales Clasificación de jerarquías de control. Prácticas actuales y tendencias futuras. Conclusiones.. Formulación del problema Formulación de la función lagrangiana. Simulaciones Sistema experto para control de voltaje. Selección de nodos críticos.

5 UNIA Tiempo: 2 hrs. 14 Control de voltaje y potencia reactiva en sectores eléctricos reestructurados Tiempo: 5 hrs. Reglas para definir acciones correctivas. Proceso de solución del sistema experto. Ejemplos de aplicación. Validación del sistema experto. Conclusiones.. Control de voltaje en mercados de electricidad. Propuesta para asignar cargos por servicios de regulación de voltaje y reservas de potencia reactiva. Aplicación de la metodología propuesta. 7. METOOLOGÍA E ESARROLLO EL CURSO Se impartirá el material del curso y en cada tema habrá trabajo extra clase del alumno, así como evaluaciones, de acuerdo a la cantidad de material de cada tema. 8. SUGERENCIAS E EVALUACIÓN I. A través de tareas de simulación II. Investigación bibliográfica. III. Exámenes. 9. BIBLIOGRAFÍA i. T.J. Miller (Editor), Reactive Power Control, John Wiley & Sons, ii. José Horacio Tovar Hernández, Notas del curso, versión iii. John J. Grainger, William. Stevenson Jr., Análisis de Sistemas de Potencia, McGraw-Hill, iv. P. Kundur, Power system stability and control, McGraw-Hill, v. E.W. Kimbark, Power system stability, over Publications, PRACTICAS E LABORATORIO 1. Se consideran solo practica con Paquete Matlab

6 11. NOMBRE Y FIRMA EL CATERÁTICO RESPONSABLE Comité de Posgrado