PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA Departamento de Ingeniería Eléctrica

Transcripción

1 ONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA Departamento de Ingenería Eléctrca METODOS DE ASIGNACION DE EAJES DE LOS SISTEMAS DE TRANSMISION ELECTRICA SEGUN EL USO DE LA RED FRANCISCO DANITZ MILLER Contendos I. Introduccón II. resentacón de los métodos III. Comparacón entre los métodos IV. Conclusones 1

2 I. Característcas de la transmsón Tarfcacón a costo margnal de C Ingreso Tarfaro ( IT ) Ec. de escala CMg < CMe Insufcenca de tarfcacón margnal ago adconal eaje II. Métodos de asgnacón del cargo complementaro según uso de la red 2.1. Método propuesto por Balek 2.2. Método propuesto por Krschen 2.3. Método de los factores de dstrbucón 2

3 2.1. Método propuesto por Balek (1996) Método para trazar flujos de electrcdad en sstemas eléctrcos otenca actva y reactva Cuantfca contrbucón de un generador (o carga) al flujo por una línea rorrateo de pérddas Supuestos del método rncpo de proporconaldad : = = 1 MW (4% j-, 6% k-) m m = = 7 MW = = 7 MW = = 3 MW l = = 3 MW l 3

4 Algortmo de nyeccones de potenca Flujo total a través del nodo : (generadores) = ( u ) j α j + G = 1,2,..., n α (u) : set de nodos surtendo drectamente al nodo -j : flujo por la línea j- g : generacón en el nodo s j = j = c j ( u ) j α = c j j j, reemplazando en la ec. anteror se tene + G = 1,2,..., n ordenando c j ( u ) j α j = G o A u = G A u : matrz de (nxn) de dstrbucón por nyeccones de potenca : vector de flujos nodales G : vector de generacón en los nodos 4

5 Los elementos de la matrz A u se defnen como : 1 para = j j () u [ A ] = c = para j α u j j j en otro caso en que j debe ser un nodo que surta a. = n 1 [ Au ] k= 1 k Gk para = 1,2,..., n El flujo de potenca en la línea - l se calcula como : l donde : = = n l k = 1 D = G l, k l Gk n k = 1 1 [ A ] u k para l α D g -l,k : ndca la proporcón de potenca que el k-ésmo generador aporta a la línea -l α (D) : set de nodos almentados por el nodo Gk ( d ) 5

6 Ejemplo numérco : A = u G = otencas nodales : 1 = = = 34 4 = reemplazando en la ecuacón de flujo por una línea : = 4 k = 1 1 [ A ] 82.5 = = k Gk ( ) Flujo por G 1 Flujo por G 2 6

7 2.2. Método propuesto por Krschen (1997) El método se basa en la solucón de un flujo de potenca Utlza el prncpo de proporconaldad para calcular la contrbucón de cada generador a las cargas, pérddas y flujos del sstema El método es aplcable a potenca actva como reactva Método factble sólo para generadores No responde a cambos ncrementales Conceptos y algortmo Domno de un generador : Conjunto de barras alcanzadas por la potenca de un generador, sguendo el sentdo del flujo de potenca. Domnos : G A : Todas las barras G B : 3, 4,5 y 6 G C : 6 7

8 Commons (o áreas comunes) : Conjunto de barras aledañas almentadas por los msmos generadores, las cuales deben estar conectadas entre ellas para pertenecer al msmo common. Se defne como rank de un common al número de generadores que almentan las barras ncludas en ese common. Commons y rank : (Common 1, rank 1) : 1 y 2 (Common 2, rank 2) : 3, 4 y 5 (Common 3, rank 3) : 6 Lnks : que conectan a commons dstntos. El flujo por estas líneas debe ser el msmo. Flujo de los lnks debe r sempre desde un common de rank N a uno de rank M, en que N<M. Lnks : Lnk 1 : Common1 Common2 Lnk 2 : Common2 Common3 Lnk 3 : Common1 Common2 8

9 Representacón gráfca : Se representan los commons (nodos) y lnks (líneas) rncpo del método El método se basa en el prncpo de proporconaldad : ara un common dado, s la proporcón de flujo nterno asocado al generador es x, entonces la proporcón de flujo externo y carga asocado al generador es tambén x. 9

10 Algortmo del método (recursvo) Se defnen las sguentes varables : C j : contrbucón del generador a la carga y flujo externo del common j. C k : contrbucón del generador a la carga y flujo externo del common k. F jk : flujo desde el common j al k a través del lnk. F jk : flujo desde el common j al k a través del lnk provenente del generador. I k : flujo nterno del common k. I k = F jk j F = C F jk C k = j j I F k jk jk Comenzar con el common de menor rank En el ejemplo : Dado el sstema de tres generadores, se tene... 1

11 (a) rmero se calculan los flujos nternos de cada common: Common1 : 6 [MW] Common2 : 5+1=6[MW] Common3 : 1+3+3=7[MW] (b) Luego se calculan las contrbucones de los generadores empezando por los commons raíces del gráfco del sstema. Contrbucón relatva al la carga y flujo externo del common 1. Generador A : 6/6 = 1[p.u.] Contrbucón absoluta al flujo nterno del common 2. Generador A : 1 x 1. = 1 [MW] Generador B : 5 [MW] Contrbucón relatva al la carga y flujo externo del common 2. Generador A : 1/6 =.167 [p.u.] Generador B : 5/6 =.833 [p.u.] Contrbucón absoluta al flujo nterno del common 3. Generador A: 3 x x.167 = 35 [MW] Generador B: 3 x.833 = 25 [MW] Generador C: 1 [MW] Contrbucón relatva al la carga del common 3 (no posee flujo externo). Generador A: 35/7 =.5 [p.u.] Generador B: 25/7 =.357 [p.u.] Generador C: 1/7 =.143 [p.u.] 11

12 Resumen de contrbucones de los generadores Common Generador A Generador B Generador C.143 Generador A contrbuye en un 16,7 % a las cargas, flujos nternos y externos del common 2. III. Comparacón entre los métodos Se observará la contrbucón (%) de los generadores al flujo por las líneas de tres sstemas eléctrcos de potenca : 3.1. Sstema compuesto de 5 barras 3.2. Sstema compuesto de 8 barras (SIC reducdo) 3.3. Sstema compuesto de 3 barras 12

13 3.1. Sstema de 5 barras (resultados) Flujo AC o DC? Balek AC y DC Krschen AC y DC GGDF DC Resultados de un flujo AC v/s DC 12 Contrbucón del generador G1 para un flujo AC y DC 12 Contrbucón del generador G1 para un flujo AC y DC Balek DC Balek AC Krschen DC Krschen AC 13

14 Resultados para un flujo DC Línea Aporte del generador G1 Nº de línea Desde Hasta Flujo Balek DC Krschen DC GGDF [MW] [MW] % [MW] % [MW] % Línea Aporte del generador G2 Nº de línea Desde Hasta Flujo Balek DC Krschen DC GGDF [MW] [MW] % [MW] % [MW] % Aportes del generador G Balek Krschen GGDF 14

15 Aportes del generador G Balek Krschen GGDF 3.2. Sstema de 8 barras (SIC reducdo) 15

16 Aportes del generador G Balek Krschen GGDF Aportes del generador G Balek Krschen GGDF 16

17 Aportes del generador G Balek Krschen GGDF GENERADOR HUNDIDO G 6 : generador hunddo Generacón < Consumo G 6 = 3 MW L 6 = 36 MW 17

18 Aportes del generador G Balek Krschen GGDF Solucón factble utlzar flujos netos (generacón - consumo) Modelo no refleja correctamente la realdad del sstema Se ncrementan dferencas entre uso físco y uso comercal 18

19 Aportes del generador G6 (Flujos netos) Balek Krschen GGDF 3.3. Sstema de 3 barras 19

20 DATOS DEL SISTEMA Generacón < consumo G 8 : Hunddo Barra Genracón [MW] Carga [MW] CONTRIBUCIÓN DE G Balek Krschen GGDF

21 CONTRIBUCIÓN DE G Balek Krschen GGDF CONTRIBUCIÓN DE G 8 (HUNDIDO) Balek Krschen GGDF

22 ROXIMIDAD DEL UNTO DE INYECCIÓN Balek - Krschen - GGDF Balek - Krschen GGDF Comentaros fnales Smplcdad de un análss DC v/s AC (Balek y Krschen) Semejanza entre Balek y Krschen (rncpo de roporconaldad) Semejanza dependen de la topología del sstema Mayor dferenca GGDF - rncpo de Superposcón - Flujos negatvos Mayores dferencas en contrbucones menores Nnguno de los tres métodos da solucón a los generadores hunddos Usar flujos netos modelo no refleja la realdad del sstema Métodos no contemplan las restrccones de capacdad de las líneas Dependen de las condcones de operacón del sstema 22

23 Conclusones Dferencas entre los tres métodos dependerán del sstema Asgnan responsabldad a generadores hunddos No exsten argumentos que permtan favorecer un método por sobre otro, ya que utlzan prncpos que no pueden ser rechazados n justfcados de antemano ONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA Departamento de Ingenería Eléctrca METODOS DE ASIGNACION DE EAJES DE LOS SISTEMAS DE TRANSMISION ELECTRICA SEGUN EL USO DE LA RED FRANCISCO DANITZ MILLER 23