charla 3 - representacion de cargas

8/16/2019 Charla 3 - Representacion de Cargas

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Representación de cargaspara análisis del comportamiento dinámico

Los ingenieros de potencia generalmente toman

decisiones en la operación o planificación, basados en losresultados de flujos de potencia y/o estudios deestabilidad.


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Representación de cargaspara análisis del comportamiento dinámico

Operación de sistemas.

Top Area Cost

Left Area Cost Right Area Cost

128 MW

MW

187 MW

MW

200 MW

MW 202 MW

MW

110 MW 40 MVR

80 MW 30 MVR

130 MW 40 MVR

40 MW

20 MVR

1.00 pu

1.01 pu

1.04 pu1.04 pu

1.04 pu

1.00 pu1.05 pu

73 MW

73 MW

54 MW 53 MW 9 MW 9 MW

48 MW

48 MW

83 MW 81 MW

46 MW

47 MW 5 MW

43 MW

44 MW 21 MW 21 MW

42 MW

41 MW

48 MW

MW

200 MW

0 MVR

200 MW

0 MVR

21 MW 21 MW

AGC ON

AGC ON

AGC ON

OFF AGC

AGC ON

7959 $/hr

4752 $/hr4187 $/hr

Case Hourly Cost

16899 $/hr

Bus 1 Bus 3 Bus 4

Bus 2 Bus 5

Bus 6 Bus 7

83%

87%


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Representación de cargas

para análisis del comportamiento dinámico

Operación de sistemas.

Top Area Cost

Left Area Cost Right Area Cost

103 MW

MW

152 MW

MW

200 MW

MW 198 MW

MW

110 MW 40 MVR

80 MW 30 MVR

130 MW 40 MVR

40 MW 20 MVR

1.00 pu

1.01 pu

1.04 pu1.04 pu

1.04 pu

1.00 pu1.05 pu

63 MW

63 MW

40 MW 39 MW 38 MW 38 MW

33 MW

32 MW

77 MW 75 MW

26 MW

26 MW 17 MW

37 MW

37 MW 20 MW 20 MW

39 MW

39 MW

110 MW

MW

200 MW

0 MVR

200 MW

0 MVR

20 MW 20 MW

AGC ON

AGC ON

AGC ON

OFF AGC

AGC ON

8026 $/hr

4662 $/hr4186 $/hr

Case Hourly Cost

16875 $/hr

Bus 1 Bus 3 Bus 4

Bus 2 Bus 5

Bus 6 Bus 7


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Con una representación deficiente se producen errores

que pueden tener un alto costo.

Tradicionalmente, las cargas son los componentes de lossistema eléctricos menos considerados respecto a los

modelos matemáticos con los cuales pueden serrepresentados para estudios dinámicos.


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El modelado de cargas es un objetivo difícil debido afactores como:

Gran diversidad de componentes.

Localización y propiedad de los dispositivos en las diversasinstalaciones, que dificulta el acceso por parte de las

compañías eléctricas. Variabilidad de la carga con respecto al período de tiempo,

estación, clima, etc.

Falta de información precisa de la composición de las

cargas. Incertidumbres con respecto a las características de varias

cargas, particularmente para grandes variaciones devoltaje o frecuencia.


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Las compañías a menudo almacenan

información de los consumos para propósitosde pronóstico. Sin embargo esta información aveces no está disponible o no es directamenteutilizable para fines de análisis.


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Conceptos Básicos

Carga

Una dispositivo conectado al sistema eléctrico queconsume potencia

La potencia total consumida por todos losdispositivos conectados al sistema eléctrico

Una parte del sistema que no está explícitamenterepresentado

La potencia de salida de un generador o plantageneradora


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Conceptos Básicos

Componente: Equivalente de todos los dispositivos deun específico o similar tipo. Como por ejemplo:

Calentador de agua

Aire acondicionado

Luces fluorescentes


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Conceptos Básicos

Clase: Corresponde a una categoría, tales como:

Residencial

Comercial

Industrial

Para propósitos de modelación es útil agrupar varias

cargas en clases, donde cada clase tiene similarcomposición y características


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Conceptos Básicos

Composición de la carga: Corresponde a lacomposición de la carga en términos de loscomponentes. Este término se puede asociar a lacarga en barras del sistema.

Combinación de clases: Corresponde a lacomposición de la carga en términos de las clases

Carga Característica: Un conjunto de parámetrostales como, factor de potencia, variación de P con V,etc. Que caracterice el comportamiento de una cargaespecífica.


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Terminología usada para describir diferentes tipos demodelos de carga

Modelo de carga: Representación matemática de la relaciónentre el voltaje de barra (magnitud y frecuencia) y lapotencia (activa y reactiva).

Modelo de carga estática: Modelo que expresa la potenciaactiva o reactiva en cualquier instante de tiempo comofunción de la magnitud del voltaje y frecuencia.

Modelo de carga dinámica: Modelo que expresa la potencia

activa o reactiva en cualquier instante de tiempo comofunción de la magnitud del voltaje y frecuencia, parainstantes de tiempo pasados. Se usan ecuacionesdiferenciales.


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Terminología usada para describir diferentes tipos demodelos de carga

Modelo de carga de impedancia constante: La potenciavaría directamente con el cuadrado de la magnitud devoltaje.

Modelo de carga de corriente constante: La potencia varíadirectamente con la magnitud de voltaje.

Modelo de carga de potencia constante: La potencia novaría con los cambios en la magnitud de voltaje.


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Modelo polinomial de carga

Se representa a través de una ecuación polinomial larelación entre potencia y magnitud de voltaje

+

+

=

+

+

=

6

0

5

2

0

40

3

0

2

2

0

10

aV

V aV

V aQQ

aV

V aV

V aPP


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Modelo exponencial de carga

Se representa a través de una ecuación exponencial larelación entre potencia y magnitud de voltaje

Los parámetros de este modelo son los exponentes np y

nq, y el factor de potencia de la carga.

Notese que si los exponentes valen 0, 1 y 2 la carga sepuede representar como de potencia constante, corrienteconstante e impedancia constante, respectivamente

nq

np

V V QQ

V V PP

=

=

00

0

0


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Modelo de carga dependiente de la frecuencia

Un modelo de carga estática que incluye la dependenciacon la frecuencia.

Esto se realiza multiplicando tanto un modelo de cargapolinomial como un modelo de carga exponencial por unafactor representado de la siguiente forma

( )0

1 f f a f

−+


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Modelo de carga usados en programas de simulación

EPRI LOADSYN

( )[ ] ( )

( )[ ] ( )[ ]

−+

−+−+

=

−+−+

=

0

2

01

0

00

1

010

2

010

1

010

2111

111

f f KQF V

V QaP

Q f f KQF

V V QaPQ

V V Pa f f KPF

V V PaPP

KPV KQV

KPV KPV


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Modelo de carga usados en programas de simulación

PSCAD

[ ]

[ ]dF K V

V QQ

dF K V V

PP

QF

NQ

PF

NP

+

=

+

=

1

1

00

00


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Datos para la modelación de carga

[ ]

[ ]dF K V

V QQ

dF K V

V PP

QF

KQV

PF

KPV

+

=

+

=

1

1

00

0

0


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