Cálculo de la calidad de la energía y modos de oscilación local de la central Cañón del Pato, utilizando modelos de alto Orden de la máquina Síncrona

Abstract

En el presente informe de suficiencia se desarrolla el análisis de estabilidad de modos de oscilación local para modelos de alto orden de la máquina síncrona, así como el análisis de Calidad de la Energía. En el primer capítulo se ha mostrado el procedimiento de cálculo de los coeficientes de estabilidad permanente, tal como se ha venido desarrollando hasta la actualidad, con el modelo más simplificado de la máquina síncrona, el modelo de tercer orden. Así mismo, se ha desarrollado el mismo procedimiento con modelos más completos de la máquina síncrona, el modelo de cuarto (que incorpora el efecto del eje en cuadratura) y el de sexto orden (que incorpora el efecto de los devanados amortiguadores). De otro lado, se ha mostrado una breve descripción del significado de la Calidad de la Energía Eléctrica, sus causas y efectos principales. En el segundo capítulo, teniendo en cuenta el desarrollo mostrado en el primer capítulo, se realizó una aplicación a la Central Hidroeléctrica Cañón del Pato (generador y transformador equivalente) conectada al Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN) mediante una impedancia variable, ajustada para reproducir las condiciones de operación más críticas posibles en el sistema propuesto en [6]. Se utilizaron los parámetros y controladores reales de esta central (máquina síncrona, sistema de excitación, regulador de tensión y estabilizador de sistemas de potencia) y el análisis se realizó en los tres escenarios ya propuestos: sistema clásico y sistemas de alto orden. Asimismo, se identificaron los casos de operación crítica de la mencionada Central, ocurridos en los últimos años. Tomando como base dicha información, se realizó la simulación de los armónicos de la Central Cañón del Pato. En el tercer capítulo se desarrolló un análisis los resultados obtenidos en los capítulos precedentes. En primer lugar, se revisó la relación de dependencia de los coeficientes de estabilidad de los sistemas de alto orden para diversas condiciones iniciales de operación. En segundo lugar, se analizaron las curvas de variación del ángulo o y de la velocidad angular Wr del rotor de la máquina síncrona en función del tiempo ante perturbaciones en los sistemas de alto orden. Finalmente se determinaron los modos de oscilación del sistema de prueba con los modelos de alto orden. De otro, analizaron los resultados de la simulación de armónicos de la Central Cañón del Pato.