Aplicación del principio de superposición eléctrica para el cálculo de aporte de reactivos de los generadores de sistemas eléctricos de potencia

Abstract

Con la reestructuración de los mercados de energía eléctrica por el mundo, el problema de la repartición y asignación de los costos por el soporte de potencia reactiva para la producción transmisión y distribución de energía entre los agentes, se tornó en un problema de substancial importancia Viendo que el mercado dejó de ser vertical debido a la separación de las empresas de energía eléctrica, dividiéndose en compañías de transmisión, generación e distribución, todos los agentes son responsables por la remuneración de las pérdidas eléctricas y por los equipos que mantienen la seguridad de tensión, la potencia reactiva es entonces el foco de estudio de esta tesis. El reparto de los costos por suministrar potencia reactiva en un sistema os un problema en el nuevo modelo de operación de los sistemas de energía eléctrica, pues está ligado con la responsabilidad y el incentivo para que los agentes inviertan en fuentes de potencia reactiva en el sistema La forma con que ese costo es asignado debe ser justa transparente, razonable y aceptada por los agentes participantes del mercado. En el primer capítulo, son revisadas las características básicas del actúa' modelo económico de los sistemas de energía eléctrica Mayor énfasis se ha dado a la importancia de los servicios auxiliares y al análisis técnico de los sistemas de potencia, en especial al soporte de potencia reactiva. En vez de la utilización de la forma clásica abordar este problema vía fuentes de corrientes, es sugerida un modelaje de fuentes de tensión, que permite naturalmente llevar en cuenta la naturaleza local de la relación Q-V. Esta estrategia tiene su motivación en la fácil comprensión que este tratamiento proporciona, buscando identificar las contribuciones de potencia reactiva que cada fuente provee para las cargas. Adicionalmente se señala como el tema principal de esta tesis la determinación del reparo de los costos por proveer este servicio Es presentada también una amplia revisión bibliográfica sobre el tema. En el Capítulo 2. es presentado el problema del reparto de los costos por el soporte de potencia reactiva conforme a aspectos técnicos-económicos y resalta su importancia en el actual modelo económico de los sistemas de energía eléctrica. Posteriormente son descritos algunos ejemplos de países que ya reglamentaron mecanismos propios de remuneración. En el Capítulo 3 son descritos algunos trabajos que tratan del reparto de pérdidas y demandas de potencia basándose en leyes de circuitos eléctricos Algunos de estos métodos han servido como base teórica para el desarrollo del método desarrollado, los cuales serán más enfatizados, AI final, se ha realizado una discusión acerca de las características comunes y particulares de cada uno En el Capítulo 4. son presentados los desarrollos algebraicos detallados del método propuesto para el reparto de las pérdidas y demandas de potencia reactiva en un sistema de potencia entre los generadores En el Capítulo 5. están los resultados numéricos de estudios de casos realizados en dos sistemas prueba padrón: sistema 5 barras e IEEE 30 barras Son realizadas análisis del comportamiento de la potencia reactiva repartida frente a alteraciones en las tensiones de los generadores, en las cargas del sistema y con la inserción de nuevas fuentes de potencia reactiva. Finalmente, en el Capítulo 6 son descritas las conclusiones y consideraciones finales del trabajo, acompañadas con sugerencias para trabajos futuros Se concluye que la formulación para el reparto de pérdidas y demandas reactivas se da de manera simple, clara y rápida para los usuarios. Se muestra resultados coherentes con los regímenes de operación y se asigna responsabilidades de acuerdo al grado de participación en establecer los perfiles de tensión en las barras de carga.