Sistemas de Potencia 1

 

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA  ELÉCTRICA  

LABORATORIO DE SISTEMAS DE POTENCIA 1 INFORME N°02 REGULACIÓN DE TENSIÓN EN EL SISTEMA

PROFESOR: 

Ing. Rojas

GRUPO: 

L13

HORARIO: 

jueves 6:00 pm -8:00pm

INTEGRANTES:    

Rivera Flover, Christian 16190215 Rodriguez Yaguno, José 16190235   Sosa Espinoza, Jesús 16190219

 

 

Contenido 1. REGULACIÓN DE TENSIÓN MEDIANTE CONTROL DE SUBESTACIÓN .......................................................................................................... 3 (POTENCIA REACTIVA) .......................................................................................................... 1.1. Flujo de potencia de generadores sin control de subestación ........................ 3

1.2. Flujo de potencia de nodos sin control de subestación: ..................................  .................................. 4 1.3. Procedimiento: .............................................................................................................. .............................................................................................................. 5 1.4. Flujo de potencia de generadores con control de subestación: .....................  ..................... 6 1.5. Flujo de potencia de nodos con control de subestación: .................................  ................................. 6 2. REGULACIÓN DE TENSIÓN MEDIANTE CONTROL DE FRECUENCIA SECUNDARIA  ............................................................................................................................ 8 2.1. Flujo de potencia de generadores sin controlador de frecuencia .................. 8 2.2. Flujo de potencia de nodos sin controlador de frecuencia .............................. 8 ............................................................................................................... 9 2.3. Procedimiento ............................................................................................................... 2.4. Flujo de potencia de generadores con controlador de frecuencia ................. 9

2.5. Flujo de potencia de nodos con controlador de frecuencia ........................... 10

 pág. 2 

 

REGULACIÓN DE TENSIÓN EN EL SISTEMA 1. REGULACIÓN DE TENSIÓN MEDIANTE CONTROL DE SUBESTACIÓN (POTENCIA REACTIVA)  A partir del caso base con la red externa externa en 1.03 p.u : v4= 0.9287 p.u.

1.1. Flujo de potencia de generadores sin control de subestación Name

Grid

Terminal Terminal StaCubic

G1 G2

Grid Grid

Busbar N5 N6

Bus T. PV PV

Par.no. 1 1

 Active Power MW 30 30

u, Power Reactive  Apparent Loading  App.Pow. Magnitud U, Angle Factor Power Power e Mvar MVA MVA p.u. deg % 0.994225 64.82117 3.238126 30.17425 46.55 1 150.5038 2 0.994225 64.82117 3.238126 30.17425 46.55 1 150.5038 2

 pág. 3 

 

1.2. Flujo de potencia de nodos sin control de subestación: Name

In Folder

Grid

Nom.L-L Volt. kV

Ul, u, Magnitud Magnitude e kV p.u. 0.928741 102.1616 8 391.4 1.03 0.969451 106.6397 8 0.974953 107.2449 3 0.969451 106.6397 8 0.974953 107.2449 3

B1

N4

Grid

110

BB

N1

Grid

380

BB1

N3

Grid

110

BB1

N2

Grid

110

BB2

N3

Grid

110

BB2

N2

Grid

110

N5

Grid

Grid

10

10

1

N6

Grid

Grid

10

10

1

U, Angle deg -4.74722 0 2.715233 -2.97973 2.715233 -2.97973 150.5038 150.5038

Observaciones: *v4 = 0.9287418 p.u ; tensión muy baja. *Generadores a 64% de su capacidad máxima.

 pág. 4 

 

1.3. Procedimiento: 1. Definimos el control de de subestación p para ara los generadore generadoress G1 y G2 y el nodo 3 con el fin de elevar la tensión en el nodo 4:

2. Corremos el flujo de potencia:

 pág. 5 

 

1.4. Flujo de potencia de generadores con control de subestación:

Name G1 G2

Grid

Terminal

Terminal

StaCubic

Busbar

Grid Grid

N5 N6

Bus T.

Par.no.

PV PV

1 1

 Active Power MW 30 30

u, Power Reactive  Apparent Loading  App.Pow. Magnitud U, Angle Factor Power Power e Mvar MVA MVA p.u. deg % 0.677190 95.16791 32.59675 44.30066 46.55 1.086381 151.0563 8 0.677190 95.16791 32.59675 44.30066 46.55 1.086381 151.0563 8

1.5. Flujo de potencia de nodos con control de subestación:

Name In Folder Grid Nom.L-L Volt.

Ul, Magnitude

B1 BB

N4 N1

Grid Grid

kV 110 380

kV 107.1649 391.4

BB1

N3

Grid

110

112.2

BB1

N2

Grid

110

111.4454

BB2

N3

Grid

110

112.2

BB2

N2

Grid

110

111.4454

N5

Grid

Grid

10

10.86381

N6

Grid

Grid

10

10.86381

u, U, Angle Magnitude p.u. deg 0.9742264 -4.63958 1.03 0 1.02 2.925465 1.01314 2.903647 1.02 2.925465 1.01314 2.903647 1.086381 151.0563 1.086381 151.0563

 pág. 6 

 

Observaciones: i. ii.

v4 asciende a 0.9742 p.u: dentro del rango permitido +/-5%. Los generadores G1 y G2 están al 95.2 % de su carga máxima, debido a la inyección de reactivos que han tenido que realizar para mantener la tensión en el nodo 3 en 1.02 p.u.

iii. Las tensiones aumentaron en todos los nodos Conclusiones:   El co control ntrol de subestación es el control de la tensió tensión n regulando elementos específicos, en nuestro caso los generadores. -  Se obtuvo la respuesta deseada del sistema al elevarse la tensión en el nodo 4 y entrar al rango permitido de +/- 5%. -  Se d debe ebe controlar la cantidad de re reactivos activos que sse e iny inyectan ectan a la red para no sobrecargar a los generadores y dañarlos, es decir, se debe usar con criterio el control de subestación. -  Regulación de tensión mediante control de frecuencia secundaria. -

 pág. 7 

 

2. REGULACIÓN DE TENSIÓN MEDIANTE CONTROL DE FRECUENCIA SECUNDARIA Partimos del caso base con con la red externa en 1.03 p.u p.u ,VG1=VG2=1.05p.u : v4= 0.9287 p.u.

2.1. Flujo de potencia de generadores sin controlador de frecuencia Name G1 G2

Grid

Terminal

Bus T.

Grid Grid

Busbar N5 N6

PV PV

 Apparent Power

u, Magnitude U, Angle

MVA 35.85895 35.85895

p.u. 1.05 1.05

 Active Power MW 30 30

Reactive Power Mvar 19.64343 19.64343

Power Factor

Loading

deg % -150.8296 0.8366113 77.03319 -150.8296 0.8366113 77.03319

2.2. Flujo de potencia de nodos sin controlador de frecuencia

B1 BB

N4 N1

Grid Grid

Nom.L-L Volt. kV 110 380

BB1

N3

Grid

110

BB1

N2

Grid

110

BB2

N3

Grid

110

BB2

N2

Grid

110

N5

Grid

Grid

10

N6

Grid

Grid

10

Name In Folder

Grid

Ul, u, U, Angle Magnitude Magnitude kV p.u. deg 105.0635 0.9551227 -4.67884 391.4 1.03 0 109.861 0.998736 2.835306 109.6789 0.9970805 2.931461 109.861 0.998736 2.835306 109.6789 0.9970805 2.931461 10.5 1.05 150.8296 10.5 1.05 150.8296

 pág. 8 

 

2.3. Procedimiento 1. Definimos ¨ frecuency controller¨ para los generadores G1 y G2 y el nodo 3 con el fin de elevar la tensión en el nodo 4:

2. Hacemos correr el flujo de potencia y obtenemos los siguientes resultados:

2.4. Flujo de potencia de generadores con controlador de frecuencia Name G1 G2

Grid

Terminal

Bus T.

Grid Grid

Busbar N5 N6

PV PV

 Apparent Power MVA 23.42538 23.42538

u, Magnitude p.u. 1.05 1.05

U, Angle deg 0 0

 Active Power MW 10.11899 10.11899

Power Factor 0.431967 0.431967

Reactive Power Mvar 21.1271 21.1271

Loading % 50.32305 50.32305

 pág. 9 

 

2.5. Flujo de potencia de nodos con controlador de frecuencia Name B1 BB BB1 BB1 BB2 BB2 N5 N6

In Folder N4 N1 N3 N2 N3 N2 Grid Grid

Grid Grid Grid Grid Grid Grid Grid Grid Grid

Nom.L-L Volt. kV 110 380 110 110 110 110 10 10

Ul, Magnitude kV 105.0217 391.4 109.6954 109.7581 109.6954 109.7581 10.5 10.5

u, Magnitude p.u. 0.9547427 1.03 0.9972307 0.9978009 0.9972307 0.9978009 1.05 1.05

U, Angle deg 147.8153 154.1211 149.3574 149.7801 149.3574 149.7801 0 0

Observaciones   

La potencia entrega entregada da por los genera generadores dores disminuye hasta 10.11899 10.11899 MW.   El factor de potencia de los generadores G1 y G2 dis disminuye minuye desde 0.8366

hastaáng 0.4319. Los ángulos ulos de los generadores generadores se establecen en 0°.   Los ángulos en todos los nodo nodoss aumentan en 150.8296°, los cu cuales ales eran ángulos iniciales de los generadores, pero con signo opuesto.   Las tensiones en los n nodos odos no presentan una variación sig significante. nificante.  

Conclusiones   Los generadores disminuyen su porcentaje de cargabilidad, cargabilidad, sin afectar las tensiones en los nodos.   Los nodos 3 y 4 que conectan conectan a los generadores generadores están siendo considerados como si fuesen una barra SLACK, ya que presentan ángulo 0°, lo que ocasionó un desfasaje en todo el sistema.   Los generadores generadores inyectan mas p potencia otencia reactiva para pod poder er mante mantener ner la lass tensiones en los nodos constantes, pero ocasiona una disminución bastante significativa en el factor de potencia .

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 pág. 10