Algoritmos para el flujo de carga en circuitos de distribución secundaria

Transcripción

1 Algortmos para el flujo de carga e crcutos de dstrbucó secudara Autor: Arel López Collado Tutor: MSc José A López Sarmeto Sata Clara 1-11 "Año 53 de la Revolucó"

2 Uversdad Cetral Marta Abreu de Las llas Facultad de Igeería Eléctrca Departameto de Electroeergétca TRABAJO DE DIPLOMA Algortmos para el flujo de carga e crcutos de dstrbucó secudara Autor: Arel López Collado alcollado@uclveducu Tutor: MSc José A López Sarmeto jasarmeto@uclveducu Sata Clara 1-11 "Año 53 de la Revolucó"

3 Hago costar que el presete Trabajo de Dploma fue realzado e la Uversdad Cetral Marta Abreu de Las llas como parte de la culmacó de estudos de la especaldad de Igeería Eléctrca, autorzado a que el msmo sea utlzado por la Isttucó, para los fes que estme coveete, tato de forma parcal como total y que además o podrá ser presetado e evetos, publcados s autorzacó de la Uversdad Frma del Autor Los abajo frmates certfcamos que el presete trabajo ha sdo realzado segú acuerdo de la dreccó de uestro cetro y el msmo cumple co los requstos que debe teer u trabajo de esta evergadura referdo a la temátca señalada Frma del Tutor Frma del Jefe de Departameto dode se defede el trabajo Frma del Resposable de Iformacó Cetífco-Técca

4 Pesameto "La telgeca cosste o solo e el coocmeto, so també e la destreza de aplcar los coocmetos e la práctca" Arstóteles

5 Dedcatora A la memora de ms abuelos A ms abuelas A ms padres, y a m hermao

6 Agradecmetos A m madre, por apoyarme y guarme por el bue camo sempre A m padre, por su ejemplo y sus cosejos sempre oportuos A todos ms tíos y tías por su apoyo e todo mometo A ms prmas por su dsposcó y su ayuda ta valosa A m tutor, por su tempo y su cotrbucó a este proyecto A todos ms profesores, que me ha trasmtdo sus eseñazas durate la carrera y toda m vda estudatl, hacedo posble que llegara aquí A ms compañeros Daery y Fél, por su codcoaldad

7 TAREA TECNICA E este trabajo se persgue desarrollar los programas que será empleados como patró para la mplemetacó de los estudos de flujo de carga e los crcutos de dstrbucó secudara para la ueva versó del software RADIAL, e la cual se está trabajado actualmete e el Cetro de Estudos Electroeergétcos de la Uversdad Cetral de Las llas La tarea a realzar e este trabajo es la sguete: Programar e MATLAB los algortmos para el estudo de flujo de carga e crcutos de dstrbucó secudara, capaces de aalzar las dsttas posbles cofguracoes y estados de carga de los msmos Frma del Autor Frma del Tutor v

8 RESUMEN El software RADIAL ha sdo utlzado tradcoalmete para el trabajo co crcutos radales de dstrbucó prmara, brdado al usuaro la posbldad de realzar dversas tareas depedetemete de la complejdad del sstema E el presete trabajo, se realzaro los programas que se empleará como patró para el desarrollo del códgo fuete de la ueva versó del RADIAL, el cual cotempla u grupo de mejoras que se traduce cocretamete e la etesó de este software haca el trabajo co las redes radales de dstrbucó secudara E la ueva versó el usuaro podrá desarrollar la modelacó de estas de ua forma seclla, lo cual le permtrá profudzar su estudo medate la corrda de u flujo de carga e dchos crcutos El flujo de carga etrega u cojuto de varables de mucho terés para el dseño o aálss de estas redes como so: las pérddas de poteca actva y reactva e cada tramo de líea, los voltajes e cada odo del sstema, las corretes que crcula por cada fase e cada tramo, etc E la actual versó del RADIAL o es posble realzar el flujo de carga e los crcutos de dstrbucó secudara; solo se puede smular u baco de trasformadores co ua carga predefda, lmtate esta que motvó la realzacó del presete trabajo Además se eplca la metodología de cálculo utlzada para la elaboracó de los programas, los cuales se realzaro e el edtor para programacó del MATLAB v

9 TABLA DE CONTENIDOS Pesameto Dedcatora Agradecmetos TAREA TECNICA RESUMEN v INTRODUCCION 1 ORGANIZACION DEL INFORME CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA 3 11 METODOS GENERALES DE FLUJO DE CARGA METODO DE GAUSS-SEIDEL 4 11 METODO DE NEWTON-RAPHSON METODO DESACOPLADO RAPIDO 11 1 FLUJO DE CARGA PARA CIRCUITOS RADIALES 1 11 FLUJO DE CARGA MONOFASICO PARA CIRCUITOS RADIALES 13 1 FLUJO DE CARGA TRIFASICO PARA CIRCUITOS RADIALES SOFTWARE RADIAL 1 v

10 14 CARACTERISTICAS GENERALES DE LAS REDES DE DISTRIBUCION SECUNDARIAS 4 15 NECECIDAD DE EXTENDER EL RADIAL HACIA EL ESTUDIO DE LAS REDES DE DISRIBUCION SECUNDARIA 7 CAPITULO DESCRIPCION DEL ALGORITMO 8 1 BLOQUE DE DEFINICION DE LA TOPOLOGIA DEL CIRCUITO 8 BLOQUE DE DEFINICION DE LOS DATOS Y PARAMETROS DEL CIRCUITO 9 3 BLOQUE DE INICIALIZACION 3 4 BLOQUE DEL PROCESO ITERATIO 3 5 BLOQUE DE IMPRESION DE LOS RESULTADOS 3 CAPITULO 3 DESARROLLO FUTURO DEL RADIAL 4 31 EDICION DE LOS CIRCUITOS 4 3 ENTRADA DE LOS DATOS DE LAS CARGAS 44 CONCLUSIONES 49 RECOMENDACIONES 5 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 51 v

11 INTRODUCCION INTRODUCCION Co el paso de los años ha sdo varos los tetos e pos de lograr software cada vez más sofstcados, de seclla operacó y que de ua respuesta rápda a problemas propuestos La creacó de uevas mcrocomputadoras ha permtdo que e la dustra del software se desarrolle algortmos computacoales más efcetes para el trabajo e dversas ramas, como so: las telecomucacoes, la formátca, la medca y la electrcdad Dversos leguajes de programacó da como fruto ua lógca matemátca empleada precsamete para desarrollar software ecamados a tareas de cálculo, predccó o proóstco de sucesos, smulacoes o accoameto automátco de dferetes equpos U caso muy pecular e la rama de la electrcdad es e el trabajo co las redes de potecas de dstrbucó S e otras crcustacas el trabajador de ua empresa ecestaba de mayor tempo para el cálculo de dferetes parámetros e estos crcutos, hoy día solo requere de pocos mutos, pudedo resolver cluso problemas más complejos y obteedo resultados muy cercaos a los reales Ua de las característcas de las redes de dstrbucó que e su mesa mayoría so radales, es que solo preseta almetacó por u etremo, dvdédose e dferetes ramales a lo largo de ua zoa Esta partculardad hace que los cálculos de flujo de poteca e ellos sea muy dfícl y egorroso su procedmeto e caso de ser mauales Como respuesta a este coveete es que desde hace uos años e el Cetro de Estudos Electroeergétcos (CEE) de la Uversdad Cetral Marta Abreu de Las llas, 1

12 INTRODUCCION profesores de dferetes especaldades trabaja jutos e el desarrollo de ua herrameta computacoal para la operacó e estos crcutos Coocdo co el ombre de RADIAL, este software ha sufrdo modfcacoes desde su versó orgal y es cosderado e estos mometos como ua herrameta potete RADIAL detro de otros parámetros cueta co la vetaja de poder desarrollar el flujo de poteca e crcutos radales de ua forma seclla y muy vsual, pero a su vez preseta el coveete de que e la versó actual o este la posbldad de modelar y por tato desarrollar dcho procedmeto e los crcutos de dstrbucó secudara E la versó actual del software, solo es posble dseñar el tpo baco de trasformadores de dstrbucó, así como las característcas de la carga asocada a este utlzado u grupo de gráfcos de carga predefdos, procedmeto este que mpde u aálss más profudo de estas redes, y por tato lmta el alcace software solo al modelado y estudo a profuddad de los crcutos prmaros de dstrbucó Teedo presete etoces lo aalzado hasta el mometo, y co el propósto de cumplr co el objetvo prcpal de realzar los programas ecesaros e el MATLAB, que se empleará como patró para el uevo códgo fuete del software RADIAL, el cual cotempla u grupo de mejoras ecamadas a erradcar la lmtate ates mecoada, es que se cotúa co el desarrollo del trabajo ORGANIZACION DEL INFORME Capítulo 1: Flujos de carga Capítulo : Descrpcó del algortmo Capítulo 3: Desarrollo futuro del RADIAL

13 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA U flujo de carga es u cojuto de cálculos que se realza e u sstema eléctrco de poteca co el objetvo de ecotrar los voltajes, poteca actva y reactva e cada odo, y demás varables que descrbe su fucoameto durate el estado estable Este varos métodos geerales de flujo de carga, pero el más usado, por su carácter geeral, es el método de los odos, cuyo sstema de ecuacoes se resuelve por el método de Newto-Raphso o el de Gauss-Sedel, que será brevemete descrtos a lo largo de este capítulo També este otros métodos para tpos específcos de sstemas eléctrcos, como los crcutos radales [1] E este capítulo además, se epoe las característcas geerales del software RADIAL, dode se aborda la lmtacó que esta herrameta preseta al o poder realzar estudos de este tpo e los crcutos de dstrbucó secudara; así como ua breve reseña de los aspectos que caracterza estos 11 METODOS GENERALES DE FLUJO DE CARGA Este varos métodos geerales de flujo de carga; e ellos se cosdera que el sstema está balaceado A cada odo está asocadas cuatro varables: poteca actva (P), poteca reactva (Q), módulo del voltaje () y águlo del voltaje (δ), y se dvde e tres categorías, odos de carga (P - Q), odos de voltaje (P - ), y odo de balace, e cada ua de las cuales se cooce de atemao el valor de dos de esas varables y se determa, durate la ejecucó del estudo, el valor de 3

14 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA las otras dos E cada método se determa los valores de esas varables para así obteer la descrpcó de estado de operacó del sstema [1] Etre estos métodos más geerales se ecuetra, el de Gauss-Sedel, e l de Newto- Raphso y el Desacoplado Rápdo A cotuacó se hace ua breve descrpcó de estos 111 METODO DE GAUSS-SEIDEL El método de Gauss-Sedel, també coocdo como método de los desplazametos sucesvos se emplea, de maera geeral, para resolver de maera teratva, ecuacoes y sstemas de ecuacoes [] [3] [4] [5] Dada ua ecuacó o leal f (), que se reordea e la forma g(), y tomado () como el valor cal estmado de, se susttuye el msmo e () g, y se obtee u uevo valor de que luego se susttuye e la msma ecuacó obteedo u uevo valor de [] [4] [5] Se repte la msma secueca de cálculos hasta que el valor modular de de la teracó presete, meos el de la teracó ateror caga detro de u límte de toleraca prevamete establecdo O sea, se repte: ( 1) ( ) g( ) (11) hasta que ( 1) ( ) Tol (1) Se puede usar u factor de aceleracó, y e ese caso el método de Gauss- Sedel se coverte e: ( 1) ( ) g( ) (13) Para sstemas eléctrcos de poteca este método se usa de la sguete maera 4

15 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA Debdo a que el módulo y el águlo del voltaje e el odo de balace so coocdos de atemao hay 1 ecuacoes a resolver de forma teratva E los odos de carga (P-Q) se cooce de atemao la poteca actva (P) y reactva (Q) que cosume/geera la carga que se ecuetra e dcho odo, por tato se calcula el módulo () y el águlo (δ) del voltaje por la ecuacó: ( 1) P sch jq *( ) sch j y j j 1 y j ( ) j (14) tomado como voltaje cal estmado 1 + j pu e la prmera teracó E los odos de voltaje (P-)las varables cuyos valores se cooce de atemao so el módulo del voltaje () y la poteca actva (P) y se debe determar la poteca reactva (Q) y el águlo del voltaje (δ), lo que se hace calculado Q medate la ecuacó: Q ( 1) ( ) * ( ) j y j j 1 y j ( ) j (15) y luego se obtee el voltaje e forma compleja de la ecuacó(14), pero debdo a que solo se cooce el módulo del voltaje, se toma este para el cálculo de la parte magara de forma que se satsfaga: 1 1 (16) Los voltajes actualzados medatamete reemplaza a los valores prevos El proceso cotúa hasta que los valores de la parte real e magara del voltaje etre ua teracó y la ateror cae detro de la toleraca especfcada 5

16 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA 11 METODO DE NEWTON-RAPHSON El método de Newto-Raphso es el más amplamete utlzado para resolver flujos de carga Es u método más efcete, coverge más rápdo y meos propeso a dvergr [] [3] [4] [5] De maera geeral el método de Newto-Raphso cosste e lo sguete: Dada ua ecuacó udmesoal: f ( ) c (17) dode es el valor cal estmado de y de la solucó correcta, s se susttuye e (17) se tee: es ua pequeña desvacó f c (18) La epasó por ua sere de Taylor de la ecuacó (18) y cosderado que la desvacó es muy pequeña y se puede desprecar los térmos de la sere de orde superor queda como: c (19) df d dode: c c f (11) S se suma varable mejorado dado por: al valor cal estmado, se obtee u segudo valor de la 1 c df d (111) 6

17 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA 7 S se usa de forma teratva las ecuacoes aterores se rá obteedo sucesvas apromacoes a las solucoes hasta que e ua teracó dada llegue a coverger La ecuacó (19) puede ser rescrta de la sguete forma: j c (11) dode: d df j (113) Para el caso de sstemas de ecuacoes las ecuacoes aterores se escrbe: : f f f f f f f f f f c f c f c (114) ó X J C (115) y X X X 1 (116)

18 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA 8 dode: f f f f f f f f f J (117) 1 X (118) y 1 1 : f c f c f c C (119) La matrz J se llama matrz Jacobaa, sus elemetos so las dervadas parcales de f e cada teracó Para el caso específco de sstemas eléctrcos de poteca, el método de Newto- Raphso se aplca de la sguete maera Dado que e los odos de carga se cooce de atemao la poteca actva (P) y el módulo del voltaje () se hace coveete reescrbr la ecuacó de flujo de poteca e forma polar [1]

19 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA 9 j j j j j Y jq P 1 (1) Se separa las partes real e magara e: j j j j j Y P 1 cos (11) j j j j j Y Q 1 se (1) Las ecuacoes (11) y (1) so u cojuto de ecuacoes o leales que debe ser resueltas por el método de Newto-Raphso para obteer la solucó del flujo de carga de u sstema eléctrco de poteca dado Así, para sstemas eléctrcos de poteca la ecuacó (114) queda: Q Q Q Q Q Q Q Q P P P P P P P P Q Q P P (13)

20 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA La cual també se puede represetar como: P Q J J 1 3 J J 4 (14) dode los elemetos ΔP y ΔQ so la dfereca etre los valores de P y Q coocdos y los calculados e cada teracó P P c P (15) Q Q c Q (16) Los elemetos Δδ y Δ so la dfereca etre los valores de δ y de ua teracó y la ateror Por tato: 1 (17) 1 (18) El procedmeto para aplcar el método de Newto-Raphso a los sstemas eléctrcos de poteca es el sguete: 1 Cosderar el odo 1 como el de balace, y asgarle a cada odo de carga (P - Q) u valor cal de 1 + j A cada odo de voltaje (P - ), dode se cooce su módulo del voltaje, se le asga como valor cal este valor co águlo 1

21 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA E los odos de carga (P - Q) se calcula P y Q por las ecuacoes (1) y (13) respectvamete, así como P y Q por las ecuacoes (15) y (16) respectvamete Y e los odos de voltaje (P -) se calcula respectvamete P y P por las ecuacoes (1) y (15) 3 Se calcula los elemetos de la matrz jacobaa de acuerdo co la ecuacó (13) 4 Se calcula los elemetos y por la ecuacó (13) 5 Se calcula los uevos valores de águlo y módulo del voltaje de los odos de carga (P - Q) y los águlos del voltaje e los odos de voltaje (P - ) por las ecuacoes (17) y (18) 6 Se repte los pasos del al 5 hasta que los resduos so meores que la toleraca deseada P y Q P Tol (19) Q Tol (13) Falmete se calcula co las ecuacoes (11) y (1) los valores de P y Q del odo de balace y los valores de Q de los odos P [] 113 METODO DESACOPLADO RAPIDO El método desacoplado rápdo cosste e cosderar cero los elemetos J y J 3 de la matrz jacobaa e la ecuacó (14) Esto se basa e que e sstemas co ua relacó X/R alta la poteca actva es meos sesble a varacoes e el módulo del voltaje y la poteca reactva es meos sesble a las varacoes e el águlo del voltaje [] [5] [6] 11

22 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA Etoces la ecuacó (14) queda: P Q J 1 J 4 (131) La ecuacó (131) puede ser separada e dos ecuacoes desacopladas las cuales requere meos tempo para ser resueltas que la ecuacó (13) P P J1 (13) Q Q J 4 (133) La aplcacó de este método es gual que la del método de Newto Raspó covecoal o formal: prmero se calza los voltajes e los odos, luego se calcula P y Q, se calcula y, se chequea s hay covergeca, s o la hay se repte la secueca y s la hay se terma El método desacoplado rápdo requere más teracoes pero meos tempo por cada teracó; se obtee ua solucó cosderablemete más rápda Es muy útl para aálss de cotgeca [3] 1 FLUJO DE CARGA PARA CIRCUITOS RADIALES Los crcutos radales tee como característca fudametal que el flujo de poteca es e ua sola dreccó, ya que hay ua sola fuete, además como se usa e el vel de subtrasmsó y dstrbucó las trasferecas de poteca por ellos so relatvamete pequeñas comparadas co las de los sstemas complejos Otra de sus característcas es que e ellos se puede aprecar u grado de 1

23 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA desbalace relatvamete grade cuado las cargas se srve desde bacos de trasformadores moofáscos, como es el caso de la dstrbucó prmara [7] E prcpo e los crcutos radales so aplcables los métodos de flujo de carga geerales (Gauss-Sedel, Newto-Raphso, etc), pero es más factble usar para ellos u método específco Este método, al gual que cualquer otro, calcula los voltajes (módulo y águlo) e cada odo, las trasferecas de potecas actva y reactva e cada líea y trasformador, así como las pérddas de poteca y eergía e los elemetos por dode crcula la poteca De gual forma el método de flujo de carga a emplear puede ser moofásco o trfásco Los métodos de flujo de carga moofáscos cosdera el crcuto perfectamete balaceado, o toma e cueta los desbalaces troducdos por la carga moofásca combada co la trfásca, la asmetría de las líeas, los efectos provocados por los voltajes desbalaceados, metras que el flujo de carga trfásco sí lo hace [1] 11 FLUJO DE CARGA MONOFASICO PARA CIRCUITOS RADIALES El método de flujo de carga moofásco para crcutos radales, como ya se ha dcho, cosdera el crcuto balaceado A cotuacó se muestra e fgura 11, la represetacó crcutal, de ua líea eléctrca e u sstema radal Fgura 11 Represetacó crcutal e u sstema radal 13

24 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA Las relacoes de voltaje e u crcuto radal se descrbe por la sguete ecuacó: = + I Z e r (134) e IR r IX I r Fgura 13 Dagrama fasoral de ua líea eléctrca e u sstema radal E el dagrama fasoral Se cumple que: es la caída de voltaje logtudal IR cos IX se (135) y es la caída de voltaje trasversal, se cumple que: IX cos IR se (136) Normalmete el águlo es muy pequeño por lo que se despreca, etoces: e r (137) dode se despreca por lo que: e r (138) 14

25 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA Reordeado la ecuacó (138) y combado co la ecuacó (135) queda: e r IR cos IX se (139) Como: I cos P f (14) e I se Q f (141) dode P y Q so las potecas actva y reactva de evío respectvamete Por lo que la ecuacó (135) queda: f pero: RP XQ f (14) f RP XQ l 3 (143) arreglado la ecuacó ateror: 3 f RP XQ l (144) RP XQ (145) l 15

26 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA Por tato: r e RP XQ (146) La ecuacó ateror es la que se emplea para calcular las caídas de voltaje e el flujo de carga moofásco [7] [8] Las ecuacoes para calcular las pérddas e las líeas se obtee de la maera sguete: Sea dode: P 3 I R (147) I S 3 e (148) Susttuyedo (148) e (147) obteemos: P 3S 3 e R (149) P P Q e R (15) Sguedo u procedmeto aálogo se obtee la epresó para las pérddas de poteca reactva Q e las líeas Q P Q e X (151) 16

27 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA Como puede aprecarse, las pérddas de poteca actva de las pérddas de poteca reactva Q P so depedetes El prmer paso e este método es la calzacó, durate la cual se le asga a todos los odos de carga el msmo voltaje de la subestacó, ya que es el odo que se toma como refereca Luego se calcula las pérddas de poteca e los trasformadores Como e los crcutos de dstrbucó las cargas so los crcutos de dstrbucó secudara, que está almetados por trasformadores trfáscos, trasformadores de fase a eutro o etre fases o por bacos de trasformadores abertos o cerrados; las pérddas e los bacos de trasformadores se calcula e depedeca del caso, pero sempre partedo del voltaje e el odo y de la poteca actva y reactva que etra al baco Ua vez calculadas las pérddas e cada baco se calcula la poteca que etra a cada odo de carga por: P etra P dem P trasf (15) y Q etra Q dem Q trasf (153) Se calcula las potecas actva (P) y reactva (Q) que crcula por cada líea sedo la poteca que crcula por ua líea la suma de las potecas de las cargas más las pérddas Como ejemplo se puede ver la fgura 14 Fgura 14 Crculacó de poteca e u crcuto radal 17

28 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA dode: P 1 P1 P1 P P1 (154) Para aplcar esta ecuacó se debe calcular prevamete las pérddas de poteca actva ( P) y reactva ( Q) e las líeas por las ecuacoes (15) y (151) Falmete, se calcula los voltajes e cada odo para lo cual se calcula las caídas de voltaje e cada tramo por la ecuacó (145) o drectamete los voltajes e cada odo por la ecuacó (146) partedo desde el odo de la subestacó y avazado haca las parte más remotas del crcuto Ua vez que se ha calculado todo lo aterormete epuesto se chequea s hay covergeca restado el voltaje de la presete teracó del de la teracó ateror e todos los odos 1 Tol (155) S se cumple que el voltaje e todos los odos está detro de la toleraca deseada el problema ha quedado resuelto, e caso cotraro hay que repetr la secueca de cálculos hasta que haya covergeca E todos los odos el voltaje tede haca su valor fal co cada teracó y lo más comú es que e muy pocas teracoes este método arroje ua solucó válda [8] 1 FLUJO DE CARGA TRIFASICO PARA CIRCUITOS RADIALES El método de flujo de carga trfásco para crcutos radales toma e cueta los desbalaces e el crcuto Se realza por fase para calcular los voltajes por fase (módulo y águlo), las corretes y las potecas que crcula por cada fase Las corretes e cada odo so desbalaceadas y depede de la carga trfásca y 18

29 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA moofásca combadas e cada carga y de la coeó de cada baco de trasformadores A cotuacó se muestra el dagrama fasoral de los voltajes e ua líea asmétrca co corretes desbalaceadas IX IR 9 I Fgura 15 Dagrama fasoral de los voltajes e ua líea asmétrca co correte desbalaceada y smétrca balaceada (e trazos dscotuos) Como es coocdo para todo crcuto trfásco e todo mometo se cumple que: Ia Ib Ic I (156) por lo que los voltajes ducdos e cada coductor del grupo se epresa medate el sguete sstema de ecuacoes e forma matrcal: a b c X X X X aa ba ca a X X X X ab bb cb b X X bc X X ac cc c X X b X X a c I I I I a b c (157) 19

30 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA Evaluado cada ua de las ecuacoes del sstema se llega a: Δ a IX a β a (158) Δ b IX b β b (159) Δ c IX c β c (16) Δ IX β (161) Dode los térmos IX so el módulo y el águlo Como puede verse por comparacó etre el dagrama fasoral de la fgura 15 y el de la fgura 13 e el caso de ua líea desbalaceada o se cumple que: 9 debdo a la asmetría [7] [8] Los voltajes que se calcula so por fase, por tato se determa respecto al eutro y obedece al crcuto equvalete de la sguete fgura: R +jx e I r I P + jq R +jx Fgura 16 Crcuto equvalete por fase de ua líea desbalaceada se cumple que: r e j (16)

31 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA Al desarrollar más la ateror ecuacó queda: r j e I R se I R cos IX IX se cos I R I se R cos IX IX se cos (163) La ecuacó ateror es la ecuacó que se emplea e el método de flujo de carga trfásco o desbalaceado para crcutos radales para calcular los voltajes de fase a eutro de cada fase Las pérddas de poteca e las líeas se calcula por las epresoes: P I R (164) y Q I X (165) dode el térmo X tee e cueta las ductacas debdas a las cocateacoes de flujo propas y de los otros coductores de fase y el eutro [7] [8] El procedmeto algorítmco es práctcamete el msmo que e el flujo de carga moofásco, co la dfereca de que para el cálculo de las pérddas e líeas y trasformadores, y para el cálculo de las caídas de voltaje se hace por fase Además que e la calzacó se aplca a todos los odos los msmos voltajes de fase que la subestacó El flujo de carga trfásco tee la vetaja de que brda más formacó S embargo, el flujo moofásco se utlza mucho para la predccó de cargas [1] 13 SOFTWARE RADIAL RADIAL es u software cocebdo para realzar práctcamete todos los estudos relacoados co las redes radales de dstrbucó, ecepto los relacoados co 1

32 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA los crcutos de dstrbucó secudara, lo cual es algo que se pesa corporar e la ueva versó Está programado sobre DELPHI usado téccas de programacó oretada a objetos y requere de cofguracoes mímas, práctcamete dspobles e cualquer PC, para su ejecucó La formacó requerda para el uso de RADIAL se dvde e dos grades grupos: la geeral, ofrecda por defecto y que puede modfcarse de acuerdo co los datos más coveetes de que dspoga el usuaro; y la partcular, que se vcula co los crcutos que se quere aalzar [9] [1] RADIAL cueta además co u edtor gráfco que permte dbujar la cofguracó del crcuto de ua forma smple, ágl y de fácl mapulacó La formacó básca del sstema está dvdda e tres grupos de datos fudametales: los datos de los parámetros, los datos operatvos y los de los crcutos Los datos de los parámetros comprede toda la formacó básca de los crcutos (dspoble e bblotecas), la que se ofrece por defecto y puede ser modfcada por el usuaro Los prcpales datos de los parámetros so: Coductores de Cu, Al co todas sus característcas Estructuras dode se susteta las líeas co sus dmesoes Trasformadores trfáscos y moofáscos co todas sus característcas Gráfcos horaros de las demadas de poteca actva y reactva (resdecal, dustral, etc) Los datos operatvos correspode a: oltaje omal y de operacó El sstema smula u edtor gráfco que permte dbujar la cofguracó del crcuto

33 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA dode se le corpora los datos del problema partcular que se estuda: Líeas o tramos (úmero de fases, calbre, tpo de coductor, estructura y logtud) Cargas (coeó del baco de trasformadores, demada máma de poteca actva y reactva y porceto de carga moofásca y trfásca e los que proceda) Capactores y otros elemetos E cuato a los cálculos, los que efectúa el sstema so los sguetes: Flujo de poteca para estados balaceados y desbalaceados para cualquer hora del día, dode a su vez se determa las pérddas de poteca y eergía e líeas y trasformadores Capactores: ubcacó óptma de bacos dados o seleccó de bacos trfáscos a partr de udades moofáscas (vasos) para máma reduccó de pérddas de poteca e el horaro de máma demada o para máma reduccó de pérddas de eergía durate el día Se acompaña la valoracó ecoómca Proteccó y coordacó: s e l e c c ó de los fusbles de los trasformadores de dstrbucó y el de los colocados e las líeas; estos últmos se coorda co la proteccó de la subestacó (fusbles, restaurador o relés) Correte de falla e todo el crcuto y otros parámetros e geeral Co el f de brdar facldades de eplotacó este las sguetes posbldades: Cofguracó opcoal de crcutos: coeó y descoeó de cargas, capactores, o seccoes de crcutos Estudos perspectvos dado u por ceto de crecmeto aual Corrda smultáea de crcutos [9] 3

34 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA 14 CARACTERISTICAS GENERALES DE LAS REDES DE DISTRIBUCION SECUNDARIAS Los crcutos secudaros costtuye la parte de u sstema de dstrbucó que trasporta la eergía eléctrca desde el secudaro del trasformador de dstrbucó hasta cada uo de los usuaros co voltajes meores de 6 ya sea e forma aérea o subterráea, sedo la más comú la aérea co dferetes topologías predomado el sstema radal Se costtuye e la parte fal de u sstema de poteca para servr las cargas resdecal y comercal prmordalmete, la pequeña dustra y el alumbrado públco cuado estos últmos puede ser almetados desde la red secudara (auque el alumbrado públco debe teer su propo trasformador) [11] E la fgura 17 se muestra u ejemplo de ua red radal de dstrbucó secudara Fgura 17 Red radal de dstrbucó secudara Los trasformadores que los almeta o suele ser de mucha poteca para que las líeas o tega ecesdad de etederse demasado para sacar toda su poteca, co lo cual habría caídas de voltaje fuera de lo permtdo 4

35 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA Los trasformadores de dstrbucó so moofáscos y se coecta e baco e fucó del servco que se requere de ellos Geeralmete el baco se stúa e el cetro de carga, lo que o sempre es posble porque a su vez depede de s el prmaro está dspoble e ese lugar El sstema de voltajes usado e Cuba es, segú la NC 365, como tesó de sstema 1/4, el que se obtee del trasformador de dstrbucó co voltaje por secudaro de 4 y u tap cetral Los bacos de trasformadores puede ser de uo, dos o tres trasformadores e depedeca de s srve solo carga moofásca, moofásca co escasa carga trfásca o moofásca dode predoma la trfásca, respectvamete Las coeoes usadas se muestra e la sguete tabla [1] Tabla 11 No de Carga Carga trfásca Coeó trasformadores moofásca 1 Sí No Fase - Neutro Sí 3f < 1f Y aberta/ D aberta 3 Sí 3f > 1f Y/D 5

36 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA E la fgura 18 se pude observar la dsposcó de los coductores e los postes de la red secudara, juto co el crcuto prmaro Fgura 18 Dsposcó de los crcutos prmaro y secudaro y la coeó desde el baco de trasformadores es la mostrada e la fgura 19 Fgura 19 Sstema tetraflar 1/4 Para el baco de u solo trasformador solo este el trasformador de alumbrado (3 4)Para el de dos trasformadores, además del de alumbrado, se stúa uo de fuerza (4 5 o 3 5) [1] Es e la red secudara dode se preseta el mayor vel de pérddas (físcas y egras), lo que ege u ecelete dseño y ua costruccó sólda co bueos materales y sujeta a ormas téccas muy precsas 6

37 CAPITULO 1 FLUJOS DE CARGA Al efectuar el dseño de crcutos secudaros, debe efectuarse ua dstrbucó razoablemete balaceada de estas etre las fases, de maera que la carga trfásca total, vsta desde la subestacó que la almeta sea apromadamete equlbrada Al seleccoar los coductores para las redes secudaras debe teerse e cueta varos factores: regulacó de voltaje y pérddas de eergía e el trazo cosderado, capacdad de carga del coductor, sobrecargas y correte de cortocrcuto permtdos S embargo, cosderacoes de orde ecoómco relacoadas co el costo de matemeto y amplacoes así como las relatvas al crecmeto de la demada e el área servda, hace acosejable que los crcutos sea costrudos reducedo el úmero de calbres dferetes e la red a o 3 como mámo [11] 15 NECESIDAD DE EXTENDER EL RADIAL HACIA EL ESTUDIO DE LAS REDES DE DISRIBUCION SECUNDARIA Por la mportaca de la plafcacó para el dseño de estas redes, por su complejdad; pero prcpalmete por la o esteca e el país de u software capaz de tegrar e él ambos estudos de flujo de poteca, tato para crcutos de dstrbucó prmaros como para secudaros (solo este alguos que como el ESEC, desarrollado e el ISPJAE, solo aalza los crcutos secudaros), es que se hace de gra utldad eteder el alcace del RADIAL, haca el estudo de estas redes Además esta amplacó permtrá al usuaro u modelado más cercao al real de las redes de dstrbucó, lo cual covertrá al software e ua herrameta más completa, facltado de esta maera ua mejor compresó de las tareas realzadas co esta herrameta, dada ua vsó más geeralzada e tegral de estas redes 7

38 CAPITULO DESCRIPCION DEL ALGORITMO CAPITULO DESCRIPCION DEL ALGORITMO E este capítulo se preseta la descrpcó del algortmo computacoal dseñado El algortmo fue realzado utlzado el edtor para programacó del MATLAB y costa prcpalmete de los sguetes bloques: 1 Defcó de la topología del crcuto Defcó de los datos y parámetros del crcuto 3 Icalzacó 4 Proceso teratvo 5 Impresó de resultados A cotuacó ua descrpcó de cada uo de ellos: 1 BLOQUE DE DEFINICION DE LA TOPOLOGIA DEL CIRCUITO El greso de la topología del crcuto se realza por peddo del propo programa e patalla Los parámetros peddos so los sguetes: 1 El úmero de odos del sstema El úmero de hjos de cada odo 8

39 CAPITULO DESCRIPCION DEL ALGORITMO BLOQUE DE DEFINICION DE LOS DATOS Y PARAMETROS DEL CIRCUITO Este es uo de los más mportates ya que es e el que se defe todos los datos co los que trabajará el programa A dfereca del bloque ateror, e este ua parte de los parámetros es pedda por el programa durate la corrda del msmo, y la otra so troducdos e archvo co aterordad Los prmeros so los que está relacoados co la dstrbucó, característcas y datos de los cosumdores e los dsttos odos del sstema e cuestó, que cueta co varos peddos e patalla por parte del programa, los cuales so: 1 Etre e forma de vector los odos que está coectados a los cosumdores Etre el odo dode está el cosumdor 3 Etre el tpo de cosumdor 4 Etre el porceto de carga a 11 (e el caso de que sea carga moofásca combada) 5 Etre la P máma 6 Etre la Q máma Además detro de estas se ecuetra otras tres que está vculadas al cálculo de reactaca de las líeas: 7 Etre la logtud de la líea e metros (Para cada tramo de líea, etédase como tramo la dstaca compredda etre cada odo del sstema e cuestó) 8 Etre el odo de co 9 Etre el odo fal 9

40 CAPITULO DESCRIPCION DEL ALGORITMO Los segudos so los que está relacoados co las característcas óhmcas de las líeas, etédase reactaca y ressteca típca de los coductores que coforma estas (e este caso fuero tomados valores práctcos de líeas secudaras, como valores de prueba) 3 BLOQUE DE INICIALIZACION E este como dca su ombre, es dode se calza las matrces de las varables que más adelate so utlzadas por el programa Esta calzacó cosste e crear ua matrz de uos o ceros, acorde a la estructura del sstema y a las varables que será empleadas luego Por ejemplo, e el caso de la matrz de voltaje (), las flas correspode a los voltajes etre los coductores 1-3( 13 ), 1-4( 14 ), 3-4( 34 ) y 1-5( 15 ) respectvamete y las columas so umércamete gual a la catdad de odos que preseta el crcuto Así sucede també co las demás matrces DPles, DQles, Pl, Ql, Il e Il, co la dfereca de que estas se estructura ajustádose al tamaño de la matrz les, dode las flas represeta las pérddas de poteca, las trasferecas de poteca, las corretes por las líeas y las demadadas por los cosumdores respectvamete, por cada coductor, de esta forma al coductor 3 le correspode la fla 1, al 4 la, al 5 la 3, y al eutro la 4, y las columas represeta las líeas del crcuto 4 BLOQUE DEL PROCESO ITERATIO Este es el bloque más mportate del programa, ya que es e el cual se ejecuta el flujo de poteca y el cotrol de la covergeca del sstema Luego de que se troduce los datos y parámetros eléctrcos que compoe el sstema e estudo, así como su topología, comeza el proceso teratvo, e el cual el programa recorre la topología de la red de arrba a abajo, cotrolado el error de tesó etre la solucó actual y la del cotrol ateror; s el error es meor que u umbral dado para todos los valores, el algortmo habrá ecotrado ua solucó, solucó 3

41 CAPITULO DESCRIPCION DEL ALGORITMO que será úca para la red y las codcoes de carga especfcadas E cada teracó se realza los varos cálculos los cuales forma parte del flujo de carga, co el objetvo de ecotrar etre otros parámetros prcpalmete, las corretes que crcula por cada coductor e cada odo, y las caídas de tesó e las líeas, para co estas hallar las tesoes e cada odo, ya que es co estos voltajes co los que se cotrola la covergeca E esta seccó se hace llamados a las fucoes: Corretes_Cosumdores, Corretes, Pérddas_Líeas, y oltajes que so las ecargadas de llevar a cabo el flujo de carga A cotuacó se eplca brevemete el papel que juega cada ua de ellas e el programa >> Correte_Cosumdores: esta fucó es la ecargada de calcular la correte que demada cada cosumdor depededo del tpo que este sea detro de sete posbles casos, como se muestra e la fgura 1 Fgura 1 Tpo de cosumdores: (a) Cosumdor moofásco coectado de coductor 1 a 3, (b) Cosumdor moofásco coectado de coductor 1 a 4, (c) Cosumdor moofásco coectado de coductor 3 a 4, (d) Cosumdor moofásco coectado de coductor 1 a 3 y de 3 a 4, (e) Cosumdor moofásco coectado de coductor 1 a 4 y de 3 a 4, (f) Cosumdor trfásco s eutro, (g) Cosumdor trfásco co eutro 31

42 CAPITULO DESCRIPCION DEL ALGORITMO Caso 1:(ver fgura 1 (a)), es cuado el cosumdor está almetado solamete a 11 etre los coductores 1 y 3, las corretes se calcula de la sguete forma: (1) () dode: es el voltaje etre los coductores 1 y 3 es la poteca aparete demadada por cosumdor es la cojugada de la correte que demada el cosumdor por el coductor 3 es la cojugada de la correte de retoro por el eutro Caso :(ver fgura 1 (b)), es cuado el cosumdor está almetado solamete a 11 etre los coductores 1 y 4, para este caso las corretes se calcula gual que para el caso ateror, solo camba el voltaje que ahora es quedado: (3) (4) dode: es el voltaje etre los coductores 1 y 4 es la poteca aparete demadada por cosumdor 3

43 CAPITULO DESCRIPCION DEL ALGORITMO es la cojugada de la correte que demada el cosumdor por el coductor 4 es la cojugada de la correte de retoro por el eutro Caso 3:(ver fgura 1 (c)), este es u caso muy poco comú, o obstate se tuvo e cueta y es cuado el cosumdor es almetado a solamete, aquí las corretes se calcula: (5) (6) dode: es el voltaje etre los coductores 3 y 4 es la poteca aparete demadada por cosumdor es la cojugada de la correte que demada el cosumdor por el coductor 4 es la cojugada de la correte de retoro por el coductor 3 Caso 4:(ver fgura 1 (d)), es cuado el cosumdor es moofásco y coeste la almetacó a 11 y, estado coectado de coductor 1 a 3 y de 3 a 4, e este caso aplcamos el método de superposcó para ecotrar las corretes quedado que: (7) 33

44 CAPITULO DESCRIPCION DEL ALGORITMO (8) (9) (1) (11) dode: es el voltaje etre los coductores 1 y 3 es el voltaje etre los coductores 3 y 4 es la parte de la poteca aparete demadada por el cosumdor, que se ecuetra almetada a 11 es la parte de la poteca aparete demadada por el cosumdor, que se ecuetra almetada a es la cojugada de la correte demadada por el cosumdor por el coductor 3, cuado es la cojugada de la correte demadada por el cosumdor por el coductor 3, cuado es la cojugada de la correte que demada el cosumdor por el coductor 4 es la cojugada de la correte que demada el cosumdor por el coductor 3 es la cojugada de la correte por el eutro 34

45 CAPITULO DESCRIPCION DEL ALGORITMO Caso 5:(ver fgura 1 (e)), se procede gual que e el caso ateror, solo camba la forma de coeó a la líea, sedo este el caso cuado el cosumdor se ecuetra coectado de coductor 1 a 4 y de 3 a 4, quedado que: (1) (13) (14) (15) (16) dode: es el voltaje etre los coductores 1 y 4 es el voltaje etre los coductores 3 y 4 es la parte de la poteca aparete demadada por el cosumdor, que se ecuetra almetada a 11 es la parte de la poteca aparete demadada por el cosumdor, que se ecuetra almetada a es la cojugada de la correte demadada por el cosumdor por el coductor 4, cuado es la cojugada de la correte demadada por el cosumdor por el coductor 4, cuado 35

46 CAPITULO DESCRIPCION DEL ALGORITMO es la cojugada de la correte que demada el cosumdor por coductor 4 cuado coeste y es la cojugada de la correte que demada el cosumdor por el coductor 3 es la cojugada de la correte por el eutro Caso 6 (ver fgura 1 (f)), es el caso cuado el cosumdor es trfásco s eutro, aquí las corretes se calcula: (17) (18) (19) dode: es el voltaje etre los coductores 1 y 3 es el voltaje etre los coductores 1 y 4 es el voltaje etre los coductores 1 y 5 es la poteca trfásca demadada por el cosumdor es la cojugada de la correte que demada el cosumdor por el coductor 3 es la cojugada de la correte que demada el cosumdor por el coductor 4 es la cojugada de la correte que demada el cosumdor por el coductor 5 36

47 CAPITULO DESCRIPCION DEL ALGORITMO Caso 7:(ver fgura 1 (g)), es el caso cuado el cosumdor es trfásco s eutro, aquí las corretes se calcula gual al caso ateror, solo que ahora hay que calcular además la correte por el eutro: () (1) () (3) dode: es el voltaje etre los coductores 1 y 3 es el voltaje etre los coductores 1 y 4 es el voltaje etre los coductores 1 y 5 es la poteca trfásca demadada por el cosumdor es la cojugada de la correte que demada el cosumdor por el coductor 3 es la cojugada de la correte que demada el cosumdor por el coductor 4 es la cojugada de la correte que demada el cosumdor por el coductor 5 es la cojugada de la correte por el eutro 37

48 CAPITULO DESCRIPCION DEL ALGORITMO Fgura Mooleal de u crcuto secudaro >> Corretes: esta fucó es la que se ecarga de hallar las trasferecas de poteca actva y reactva, así como las corretes que crcula por los dferetes coductores (1, 3, 4, y 5) para cada líea, depededo de la topología del crcuto Para el cálculo de las potecas se suma de forma algebraca y para el caso de las corretes se emplea varas LKC de atrás haca adelate e el sstema e estudo, como se muestra e la fgura dode se cumple que: (4) (5) (6) (7) dode:,,, e so las corretes por las líeas,, e so las corretes que demada los cosumdores >> Pérddas_Líeas: esta es la fucó ecargada de determar las pérddas de poteca actva y reactva e cada coductor (1, 3, 4, y 5) e cada líea del crcuto 38

49 CAPITULO DESCRIPCION DEL ALGORITMO aplcado las formulas: (8) (9) dode: so las pérddas de poteca actva e el coductor so las pérddas de poteca reactva e el coductor es la correte que crcula por el coductor es la ressteca del coductor es la reactaca del coductor Fgura 3 Represetacóde ua líea de u crcuto secudaro >> oltajes: es la fucó ecargada de determar las caídas de voltaje e cada líea y los voltajes 13, 14, 34, y 15 e cada odo del sstema Luego de coclur el prmer barrdo se dspoe de todas las corretes por cada coductor e cada odo Posterormete, se realza u segudo barrdo desde el odo fuete, que tee su tesó fja, hasta el últmo odo co el f de obteer todas las tesoes de odo Los voltajes se calcula (ver fgura 3): (3) dode: es la correte por la líea e cuestó 39

50 CAPITULO DESCRIPCION DEL ALGORITMO es la mpedaca de la líea e cuestó L es el cosumdor coectado a la líea e cuestó E este bloque se realza además el cotrol de la covergeca del sstema Tras u úmero determado de teracoes se realza ua labor de cotrol Se compara la matrz de voltajes recé obteda co la del cotrol ateror, se obtee la mayor dscrepaca e la comparacó y s es meor que el error admsble se terma el proceso de cálculo S o se cumple esta codcó, se guarda la matrz actual como matrz veja y se vuelve a terar Caso de ecotrar u valor covergete, el programa permte acceder a los resultados S o hay covergeca, se repte el proceso desde el paso dos hasta que el sstema coverja E la fgura 4 se muestra el dagrama de flujo del programa Fgura 4 Dagrama de Flujo del programa 4

51 CAPITULO DESCRIPCION DEL ALGORITMO 5 BLOQUE DE IMPRESION DE LOS RESULTADOS Este bloque es el ecargado de mostrar e patalla ua vez cocludo el flujo de carga, y luego de la covergeca del sstema, los resultados obtedos Estos está cotedos para el caso de los voltajes e cada coductor, e la matrz, para las corretes por las líeas, e la matrz Iles, para las corretes que demada los cosumdores e la matrz Il, para las pérddas de poteca actva y reactva e las líeas, e las matrces DPles y DQles respectvamete y para las trasferecas de poteca actva y reactva e las líeas, e las matrces Pl y Ql respectvamete 41

52 CAPITULO 3 DESARROLLO FUTURO DEL RADIAL CAPITULO 3 DESARROLLO FUTURO DEL RADIAL 31 EDICION DE LOS CIRCUITOS E la ueva versó del RADIAL, e lo que se refere a edcó de los crcutos de dstrbucó prmara, matee la eseca de versoes aterores; los cambos se cetraro e erradcar la mposbldad de colocar la subestacó y las líeas e cualquer lugar del espaco de trabajo (ver fgura 31 (a)), rompedo co la estructura estátca que caracterzaba la edcó de los crcutos Como se observa e la fgura 31(a) co el uevo edtor se puede hacer lo que e el ateror era mposble, debdo a que ahora el usuaro puede cambar la oretacó y la logtud de las líeas lo que le aporta mayor flebldad al edtar u crcuto y le brda u vsó más real de la red que se estuda, facltádole ua mejor oretacó geográfca del crcuto, lo que costtuye ua gra vetaja respecto al edtor ateror 4 (a)

53 CAPITULO 3 DESARROLLO FUTURO DEL RADIAL (b) Fgura 31 Mooleal realzado e: (a) la versó ateror, (b) la ueva versó del RADIAl Para cotuar la edcó del crcuto, se accoa la pestaña odos e el pael de la parte superor derecha de la patalla, y se seleccoa la líea co el odo que se desea colocar (líea trfásca, líea bfásca o líea moofásca), al gual que e versoes aterores Desde la subestacó solo puede colocarse ua líea trfásca ya que RADIAL solo aalza u crcuto; la colocacó de varas saldas sería equvalete al estudo smultáeo de varos crcutos No obstate es posble asgarle a la prmera líea ua dstaca cero co cualquer calbre y a partr de la msma edtar varos crcutos, pero los resultados aparecerá como los de uo solo Ua vez que se ha colocado las líeas se puede stuar las cargas, capactores, geeradores, etc Para troducr los datos se utlza las msmas vetaas que e las versoes aterores, auque e el caso de la troduccó de los valores de las cargas se ha adaptado la forma de hacerlo sobre la base de los resultados de las uevas caracterzacoes de las cargas, como se eplca más adelate 43

54 CAPITULO 3 DESARROLLO FUTURO DEL RADIAL 3 ENTRADA DE LOS DATOS DE LAS CARGAS Como be se cooce, de todos los datos co que trabaja u programa de flujo de carga (parámetros de líeas y trasformadores, capactores, voltaje de operacó, etc) los correspodetes a los datos de las cargas so los más dfícles de precsar, ya que los msmos so cambates por múltples causas E cuato a la etrada de los datos de las cargas, al gual que e la ateror versó, se realza hacedo doble clc sobre el baco e el cual se quere edtar la carga, luego se desplega ua vetaa como la mostrada e la fgura 3 Ua vez desplegada la vetaa de etrada de datos, se puede observar e ella u grupo de pestañas, hasta aquí el procedmeto para ambas versoes es muy smlar, co la dfereca de que e la versó ateror e esta vetaa o este la pestaña Gráfco Fgura 3 etaa de etrada de datos versó actual La prmera pestaña deomada Carga ver fgura 3 matee los msmos datos de etrada respecto a su atecesora meos los campos reservados para la poteca reactva y el tpo de carga 44

55 CAPITULO 3 DESARROLLO FUTURO DEL RADIAL El campo reservado para el tpo de carga fue suprmdo, debdo a que e u crcuto de dstrbucó secudaro práctcamete uca la carga que este srve es pura, ya que e la mesa mayoría de los casos e él coeste coectados cosumdores de dferete aturaleza, defceca que se pretedó rectfcar de la versó 77 del software RADIAL agregado la pestaña Gráfcos, cuya fucó se eplcara más adelate El campo reservado para la troduccó de la poteca reactva se decdó elmar debdo a que como e la versó 77, los valores de P y Q e pu que aparece e la bbloteca se da sobre bases dferetes para cada uo: Pma y Qma respectvamete, o es posble coocer por medo del gráfco la verdadera proporcó etre la P y la Q reales, y por tato el valor del factor de poteca o aparece como formacó evdete, ya que ambos valores tee valor mámo 1 pu pero sobre bases dferetes Co el objetvo de elmar esta dfcultad, ahora tato la P como la Q e pu se da sobre la msma base: Pma, lo que permte ver a cada hora la verdadera proporcó etre ambos valores S por ejemplo, se tee que a ua hora dada Q pu() > P pu()) es u dcatvo de que el factor de poteca e ese state es feror a,7 Por lo tato, co esta forma de cofeccoar los gráfcos, ya o es ecesaro troducr e la vetaa de datos de los odos el valor de Qma Los valores reales que utlza RADIAL para los cálculos los determa medate: P P P (31) real ( ) ma * p u( ) Q real ( ) Pma * Qp u( ) (3) dode es la hora, y tato P pu() como Q pu() RADIAL los toma del gráfco de carga defdo e la bbloteca [1] E la pestaña Gráfco, que es eclusva del uevo RADIAL (ver fgura 33), se coforma u gráfco resultate como cosecueca de la tegracó de varas curvas de carga que se elge de u grupo predefdo Los tpos de carga que 45

56 CAPITULO 3 DESARROLLO FUTURO DEL RADIAL coforma el gráfco, puede ser: resdecal, de servcos, dustral, de alumbrado etc, ya que geeralmete e los crcutos de dstrbucó este ua gra dversdad de cosumdores, por ejemplo a u baco puede estar coectadas u grupo de casas, ua cafetería, u pequeño taller, etc Ahora el usuaro puede elegr cómo está coformada la carga que srve el baco de dstrbucó secudara de ua maera más acertada, pudedo cluso determar el porceto de carga de u tpo u otro, gracas a que se habltaro campos e esta pestaña co este f, todo co el objetvo fudametal de acercarse lo mayor posble a lo que se ecuetra e la redes de dstrbucó reales E la pestaña aparece a la zquerda u meú co todas los tpos de carga de la base de datos (Alumbrado, Idustral1, Resdecal1, etc) e medatamete debajo va aparecedo los gráfcos que el usuaro va seleccoado y a la derecha ua represetacó del gráfco resultate de poteca actva, e rojo, y de poteca reactva, e azul E la fgura 33 se muestra el gráfco resultate para el caso de ua carga formada por el 93 % de carga resdecal1, el 3 % de carga dustral1 y el 4 % de carga de alumbrado Fgura 33 Pestaña Gráfco 46

57 CAPITULO 3 DESARROLLO FUTURO DEL RADIAL Los gráfcos aparece e por udad sobre la base de la poteca actva máma El gráfco de poteca reactva puede ser mayor que 1 pu Los datos de carga que se troduce (gráfcos) puede ser ajustados medate uevas edcoes, pero el proceso es e sí egorroso, por lo que se ha cocebdo la troduccó de los llamados Coefcetes de Ajuste que faclta esta labor Los gráfcos de carga propuestos costtuye los casos base, que puede edtarse de acuerdo co la epereca del usuaro o smplemete utlzar el que se ecuetra dspoble e la bbloteca Estos gráfcos puede ser modfcados para aalzar la flueca de varables eteras, que por defecto tee valores uo (1) Estos coefcetes so vectores de 4 valores que modfca los valores de carga de acuerdo co las varacoes que se quera estudar tales como: flueca del clma, días festvos, fes de semaa, horaro de verao, etc Los valores de los Coefcetes de Ajuste ha sdo tomados de estudos muy cudadosos llevados a cabo por el Cetro de Estudos Electroeergétcos de la UCL y la OBE Provcal de lla Clara, y que ha sdo corporados a la bbloteca de RADIAL Al gual que los casos aterores dode es posble la edcó de formacó, los msmos puede ser modfcados o cluso, es posble troducr otros dferetes de acuerdo co la epereca o casos partculares que quera ser estudados E el futuro prómo se agregará uevos gráfcos al RADIAL que se está obteedo de estudos de caracterzacó de cargas que se está realzado e el Cetro de Estudos Electroeergétcos e cooperacó co la OBE Provcal de lla Clara Ua vez que se haya agregado los uevos gráfcos de carga, RADIAL tedrá ua base de datos de gráfcos de carga mucho más rca, co lo que se resuelve la lmtacó que los gráfcos estátcos le da al RADIAL [1] La pestaña Trasformadores (ver fgura 34), al gual que e la ateror versó es dode se troduce los datos de los trasformadores que so: su capacdad (A), su fucó (alumbrado o fuerza) y la fase al que cada uo está coectado 47

58 CAPITULO 3 DESARROLLO FUTURO DEL RADIAL Fgura 34 Pestaña Trasformadores E la futura versó del software RADIAL se pretede además de cotar co esta opcó para la edcó de la carga del baco de trasformadores, cotar co la posbldad de edtar las redes de dstrbucó secudara cuado estas se cooce, y dejar la opcó de edtar la carga del baco solo cuado estas redes so descoocdas por parte del usuaro, lo que permtrá a cada cosumdor teer su gráfco de carga Además de esta forma se podrá ejecutar los flujos de carga e ambos crcutos de dstrbucó uo a cotuacó de otro, lo cual sempre que se coozca el crcuto secudaro que se quere aalzar, cotrbuye a ua mejor compresó del estudo dada ua vsó más completa de estos E el presete trabajo se desarrolla u algortmo, el cual servrá como patró para el desarrollo del uevo códgo fuete del RADIAL, el cual cotemplará estas mejoras Como este códgo fuete se va a realzar e DELPHI, se hace ecesaro u patró creado e el edtor para programacó del MATLAB, ya que este brda la posbldad de acceder a las varables termedas, sedo mucho meor la posbldad de cometer u error 48