Implementación y sintonización del estimador de estado para un sistema eléctrico interconectado

Abstract

En los Centros de Control modernos, es imprescindible un sistema de supervisión con sistemas de adquisición de datos SCADA (System Control and Data Adquisition), y en forma complementaria, unas herramientas computacionales para el manejo de la energía del sistema EMS (Energy Management System). En este aspecto, el Estimador de Estado es parte fundamental de estas herramientas y constituye la base para las siguientes aplicaciones, entre la cuales, destacan el cálculo de flujos de carga en línea, cálculo de cortocircuitos en línea, etc., las cuales ayudan al operador de un Centro de Control la toma de decisiones, a fin de mantener la seguridad, la calidad, y la economía en la operación rutinaria de un sistema eléctrico. La función de un Estimador de Estado es validar y realizar un filtro de todas las variables eléctricas, que se transmiten desde las estaciones remotas de cada subestación, de manera que, le presenten al operador datos coherentes. Permitiendo con ello un análisis de la Red altamente confiable. La importancia de este desarrollo radica en una mejora del proceso de Operación de un Sistema Eléctrico, debido a que los datos erróneos que recibe el SCADA son detectados, filtrados y estimados con un valor consistente matemáticamente, cumpliendo las leyes que rigen un Sistema Eléctrico de Potencia. Red de Energía del Perú (REP) es una empresa eléctrica que cuenta con un Centro de Control y su respectivo sistema de supervisión (SCADA). REP tiene la misión de mantener y operar la mayor parte del sistema eléctrico peruano, y como tal, mantenerse a la vanguardia en la tecnología para un buen servicio de Operación a sus clientes. El presente trabajo describe los procedimientos y el desarrollo de las actividades, para la puesta en funcionamiento del Estimador de Estado en un sistema SCADA de REP, utilizando para ello las funcionalidades propias del software SINAUT SPECTRUM desarrollado por SIEMENS para los Centros de Control. Los resultados de este desarrollo deben ser puestos a punto mediante una sintonización de los parámetros, con que cuenta este software y mediante la depuración de las variables eléctricas muy alejadas de su valor real. En la parte final se muestran los resultados obtenidos, luego de su implementación. El Informe de Ingeniería se ha estructurado en seis (06) capítulos, que a continuación se detallan. En el capítulo I, se presenta la introducción, objetivos y alcances del trabajo. En el capítulo II, se muestra una descripción general del Centro de Control de REP, en cuanto a sus funciones y alcances operativos. En el capítulo III, se describe el sistema de supervisión del Centro de Control de REP, se detalla el hardware y el software utilizado, la funcionalidad de cada servidor y las aplicaciones del EMS (Sistema de Gestión de Energía), también se describen los medios de comunicación utilizados para el envío de información desde las subestaciones hasta el Centro de Control. En el capítulo IV, se evidencia la necesidad de implementar el Estimador de Estado, cuya función es apoyar al operador en la toma de decisiones, para el control de la carga, límites operativos, recuperación del sistema luego de un evento y el control de la seguridad del sistema. Asimismo, los beneficios técnicos, ya que es base para que otros programas puedan correr con los datos ya procesados. El capítulo V, describe las características técnicas del Estimador de Estados y una breve descripción de las técnicas de estimación utilizadas, también las características del software Análisis de la Red. El capítulo VI, se muestran las experiencias adquiridas en la tarea de implementación y sintonización del Estimador de Estados, la data y parámetros utilizados, el aseguramiento de la calidad de las medidas, la descripción de los parámetros de ajuste del Estimador de Estados y su respectiva sintonización; también se muestran los diferentes reportes, que permiten realizar un seguimiento y mantenimiento del Estimador. Finalmente, se muestra como anexo los resultados válidos de una corrida, es como una foto del sistema en un punto de operación de un día cualquiera.