... D.P.Kothari. I.J.Nagrath

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Tomás Vargas Ojeda
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1. Introducción 1.1 Una perspectiva 1 1.2 Estructura de los sistemas de suministro eléctrico 10 1.3 Fuentes convencionales de energía eléctrica 13 1.4 Las fuentes renovables de energía 25 1.

2 1. Introducción 1.1 Una perspectiva Estructura de los sistemas de suministro eléctrico Fuentes convencionales de energía eléctrica Las fuentes renovables de energía Almacenamiento de energía Crecimiento de los sistemas de suministro eléctrico en la India Conservación de la energía Desregulación Generación distribuida y dispersa Aspectos ambientales de la generación de energ,ía Ingenieros y estudios de sistemas de suministro eléctrico Uso de computadorasy microprocesadores Problemas a los que se enfrenta la industria de energía de la India, y sus opciones 40 Referencias Inductancia y resistencia en líneas de transmisión Introducción 45 Definición de inductancia 45 Acoplamientos de flujo magnético de un conductor aislado que lleva corriente Inductancia de una línea monofásica de dos conductores Tipos de conductor Acoplamientos de flujo magnético en un conductor de un grupo Inductancia de líneas de conductores compuestos Inductancia de líneas trifásicas Líneas trifásicas de doble circuito Conductores empaquetados Resistencia Efecto Kelvin y efecto de proximidad 71 Problemas 72 Referencias 75

3 3. Capacitancia de las líneas de transmisión 3.1 Introducción Campo eléctrico de un conductor largo y recto Diferencia de potencial entre dos conductores de un grupo de conductore~ paralelos 77 Capacitancia de una línea de dos conductores 78 Capacitancia de una línea trifásica con espaciarniento equilátero 80 Capacitancia de una línea trifásica con espaciarniento asimétrico 81 Efecto de tierra en la capacitancia de líneas de transmisión 83 Método de GMD (modificado) 91 Conductores múltiples 92 Problemas 93 Referencias Representación de componentes de sistemas eléctricos de potencia 4.1 Introducción Solución monofásica de redes trifásicas equilibradas Diagrama unifilar y diagrama de impedancias y reactancias Sistema por unidad (pu) Potencia compleja Máquina síncrona Representación de las cargas 121 Problemas 125 Referencias Características y desempeño de las líneas de transmisión 5.1 Introducción Línea corta de transmisión Línea de transmisión de longitud media Línea de transmisión larga. Solución rigurosa Interpretación de las ecuaciones para líneas largas Efecto Ferranti Líneas eléctricas de potencia sintonizadas El circuito equivalente de una línea larga Flujo de potencia a través de una línea de transmisión Métodos de control de voltaje 173 Problemas 181 Referencias Estudios de flujo de carga 6.1 Introducción Formulación de modelos de red Formación de YBuspor transformación singular 189 1

4 6.4 Problema de flujo de carga Método Gauss-Seidel Método Newton-Raphson (NR) Métodos desacoplados para flujo de carga Comparación de los métodos de flujo de carga Control del perfil de voltaje Conclusión 236 Problemas 236 Referencias Operación óptima del sistema Introducción 242 Operación óptima de generadores en una barra de bus 243 Planificación óptima de las unidades (DC) 250 Consideraciones de confiabilidad 253 Programación óptima de generación 259 Solución óptima de flujo de carga 270 Programación óptima de un sistema hidrotérmico 276 Problemas 284 Referencias Control automático de generación y voltaje 8.1 Introducción Control carga frecuencia o potencia frecuencia (caso de una sola área) Control de carga frecuencia y control de despacho económico Control de carga frecuencia (potencia frecuencia) de dos áreas Control óptimo de carga frecuencia (dos áreas) Control automático de voltaje Control de carga frecuencia con restricciones de rapidez de generación (GRC) Banda muerta del gobernador de velocidad y su efecto en AGC (control automático de generación) Controladores digitales de carga frecuencia Control descentralizado 323 Problemas 324 Referencias Análisis de fallas simétricas Introducción 327 Transitorios en una línea de transmisión 328 Cortocircuito de una máquina síncrona (sin carga) 330 Cortocircuito de una máquina síncrona con carga 339 Selección de cortacircuito s 344

5 Algoritmo para el estudio de cortocircuitos 349 Formulación de ZBUS 355 Problemas 363 Referencias Componentes simétricos 10.1 Introducción Transformación de componentes simétricos Desplazamiento de fase en transformadores estrella-delta Impedancias de secuencia de las líneas de transmisión Impedancias de secuencia y red de secuencia del sistema de potencia 3, 10.6 Impedancias y redes de secuencia de máquinas síncronas Impedancias de secuencia en las líneas de transmisión Impedancias y redes de secuencia en transformadores Construcción de redes de secuencia para un sistema eléctrico de potencia Problemas 393 Referencias Análisis de fallas asimétricas 11.1 Introducción Análisis de componentes asimétricos en fallas asimétricas Falla de una línea a tierra (LG) Falla de línea a línea (LL) Falla de línea doble a tierra (LLG) Fallas de conductor abierto Método de la matriz de impedancia de bus para el análisis de fallas asimétricas en derivación (shunt) 416 Problemas 427 Referencias Estabilidad de sistemas eléctricos de potencia 12.1 Introducción Dinámica de una máquina síncrona Ecuación del ángulo de potencia Técnica de eliminación de nodos Sistemas simples Estabilidad de estado estable Estabilidad transitoria Criterio del área igual Solución numérica de la ecuación de oscilación Estabilidad con un sistema multimáquinas Algunos factores que afectan la estabilidad transitoria 496 Problemas 506 Referencias 508

6 13. Seguridad del sistema de potencia 13.1 Introducción Clasificación del estado del sistema Análisis de seguridad Análisis de contingencias Factores de sensibilidad Estabilidad de voltaje en el sistema eléctrico de potencia 524 Resumen 529 Referencias Introducción a la estimación de estados de sistemas eléctricos de potencia 14.1 Introducción Estimación por mínimos cuadrados: la solución básica [7]-[9] Estimación de estado estático de sistemas eléctricos de potencia [10]-[12] Seguimiento de la estimación de estados para sistemas eléctricos de potencia [16] 544 Algunas consideraciones de cómputo 544 Equivalencia de sistema externo [20] 545 Tratamiento de datos anómalos [21, 22] 546 Observabilidad de la red y pseudo mediciones 549 Aplicación de la estimación de estados del sistema de potencia 550 Problemas 552 Referencias Compensación en los sistemas de potencia 15.1 Introducción Capacidad de carga Compensación de carga Compensación de línea Compensación en serie Compensadores en paralelo Comparación entre STATCOM y SVC Sistemas flexibles de transmisión de CA (FACTS) Principios y operación de los convertidores Controladores FACTS 569 Resumen 573 Referencias Técnicas para pronóstico de carga 16.1 Introducción Metodología de los pronósticos 577

7 Estimación de los términos de promedio y de tendencia 578 Estimación de los componentes periódicos 581 Estimación de las y(k): método de serie de tiempo 582 Estimación del componente estocástico: método de filtrado de Kalman 5 Predicciones a largo plazo usando modelos econométricos 587 Pronóstico de la carga reactiva 587 Resumen 588 Preguntas de repaso 589 Referencias Estabilidad de voltaje Introducción 591 Comparación de estabilidad de ángulo y estabilidad de voltaje 592 Flujo de potencia reactiva y colapso de voltaje 593 Formulación matemática del problema de estabilidad de voltaje 594 Análisis de estabilidad de voltaje 597 Prevención del colapso de voltaje 600 Estado de la técnica, tendencias y desafíos para el futuro 601 Referencias 603 5

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