Determinación de sensibilidades e interacción de flujos de potencia en sistemas eléctricos

Abstract

Power flow analysis is an indispensable tool in planning and designing a power electric system, as well as determining the optimal operating conditions of existing systems. This research introduce a method to solve the power flow problem, which is called power flows based on power injections to determine the operating point of the SEP and thus obtain the initial conditions of magnitude and phase angle nodal voltages for the sensitivity analysis. Sensitivity analysis is formulated by a function that represents the active power flow, this function in turn depends on the state variables and the electrical parameters of SEP, the derivation of this function with respect to the electrical parameters of the transmission elements involves use of multivariable calculus. Energetic interaction analysis is accomplished using the sensitivity matrix, where each row of the matrix is represented as a vector and the angle between the vectors representing the correlation energy system maintaining active power flows in the SEP. Sensitivity analysis parameters regarding loss involves introducing and pre multiplying a unit vector sensitivity matrix such that each column of the sensitivity matrix may be added, and thus can be represented total system losses due small increments in the parameters.

El estudio de flujos de potencia es una herramienta imprescindible en la planeación y diseño de los sistemas eléctricos de potencia, así como también en la determinación de las mejores condiciones de operación de los sistemas existentes. En esta investigación es presentado un método para resolver el problema de flujos de potencia, el cual es llamado flujos de potencia en base a inyecciones de potencia con la finalidad de determinar el punto de operación del SEP y con ello las condiciones iniciales de magnitud y ángulo de fase de los voltajes nodales para llevar a cabo un estudio de sensibilidad. El análisis de sensibilidad está formulado mediante una función que representa los flujos de potencia activa, donde ésta función depende a su vez de las variables de estado y parámetros eléctricos de los elementos de transmisión, la derivación de ésta función respecto a los parámetros eléctricos de los elementos de transmisión implica hacer uso del cálculo multivariable. Se presenta un método para determinar la interacción energética entre los flujos de potencia activa la cual es lograda a partir de una matriz de sensibilidad, donde cada la de dicha matriz es representada como un vector y el ángulo entre los vectores del sistema representa la correlación energética que mantienen los flujos de potencia activa en el SEP. Finalmente es presentado un método para ubicar dispositivos controladores flexibles de transmisión en corriente alterna mediante el método de sensibilidades de pérdidas respecto a los parámetros eléctricos de los elementos de transmisión.