Revista 15 - Noviembre 2016

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José David Gómez Jiménez - Guillermo Vinasco do de operación de las distintas unidades de TSC (Thyristor Switched Capacitor), TCR (Thyristor Controlled Reactor) y de la dimensión de filtros LC [4] [5], como se observa en la Figura 1. Al reducir el tamaño de los TCR o eliminarlos, disminuyen los armónicos inyectados y los filtros requeridos [6] [7]. • Cero MVAr (ningún TSC conectado) • Capacidad del TSC1 • Capacidad del TSC2 • Capacidad combinada TSC1+TSC2 Descripción del problema Del sistema eléctrico colombiano se analizó, en particular, el área de la costa Atlántica para el año 2018, que se muestra en la Figura 3; se identificó, ante escenarios de mínima generación de seguridad y demanda máxima (Tabla 1), que al menos la contingencia de la línea La Loma-Ocaña 500 kV, produce inestabilidad oscilatoria de tensión, en las barras principales de 500 kV y 230 kV de la costa Atlántica, como se muestra en la Figura 4. Figura 1. Configuración de SVC continúo fuente: elaboración propia Figura 3. Unifilar Zona norte colombiana (Área Caribe), Fuente: elaboración propia 1.30 DIgSILENT 1.10 4.043 s 0.795 p.u. 4.626 s 1.040 p.u. 6.233 s 1.040 p.u. 0.90 0.70 Figura 2. Configuración SVC discreto fuente: elaboración propia El SVC discreto que se trabajó en este artículo se ilustra en la Figura 2, el cual solo posee dos TSC; al no poseer TCR, no requiere filtros de armónicos, siendo un equipo de menor tamaño e inversión. La gran diferencia con respecto a un SVC continuo es que esta configuración solo puede moverse en cuatro 34 estados, todos en rango capacitivo, como se muestra a continuación: 0.50 0.30 -0.100 1.920 3.940 5.960 7.980 [s] Bolivar 220\Bolivar 220 T1: Voltage, Magnitude in p.u. Caracoli 220: Voltage, Magnitude in p.u. Cuestecita 220\Cuestecitas CCA 220 nodo 1: Voltage, Magnitude in p.u. La Loma 500: Voltage, Magnitude in p.u. Ocaña 500: Voltage, Magnitude in p.u. Cartagena 220\PT Cartagena 220 -Trafo5: Voltage, Magnitude in p.u. Sabanalarga 500\SAB_B1_500: Voltage, Magnitude in p.u. Valledupar 220\Vlldpar T2 220: Voltage, Magnitude in p.u. Sin STATCOm Caracolí 4.053 s 0.602 p.u. DemandaMáxima 2018 5.650 s 0.611 p.u. Contingencias La Loma-Ocaña 500 kV 7.187 s 0.605 p.u. TensionesCosta 8.752 s 0.607 p.u. 10.00 Date: 11/13/2015 Annex: /1 Figura 4. Tensiones en niveles de 500 kV y 230 kV ante contingencia La Loma – Ocaña 500 kV. Revista Asociación de Ingenieros Electricistas AIE UdeA / Número 15 /Noviembre 2016 /Medellín -Colombia / ISSN: 1794-6077
Modelo de SVC discreto como solución a problemas de inestabilidad oscilatoria de tensión en sistemas de potencia Operación segura implicaría prevenir la oscilación de la Figura 4, aumentando generación en la costa Atlántica, con posible des-optimización del despacho económico; esto, mientras se acometen obras de expansión de la red, dentro de la cuales un FACTS sería la alternativa más económica. ESCENA- RIO mínimo PLANTA MW Total generación Flores Gas 107 Flores Vapor 51 Tebsa Gas 91 Tebsa Vapor 164 Candelaria 1 153 566 MW Tabla 1. Escenario mínimo de generación en la costa Atlántica Solución del problema de inestabilidad mediante SVC discreto El problema de inestabilidad identificado se puede solucionar mediante un SVC discreto (Figura 2); para probarlo, un modelo del mismo fue desarrollado en la herramienta DSL de DigSilent [1]. Se probaron varias ubicaciones para el SVC, en subestaciones existentes con capacidad de ampliación (soluciones a corto plazo); la Figura 5 ilustra su ubicación en Caracolí 220 kV, donde fue necesario para eliminar la inestabilidad de tensión, dos TSC de 100 MVAr, y una compensación paralela fija de 50 MVAr. • Desarrollo del modelo dinámico en digsilent La Figura 6 muestra el FRAME de DigSilent, el cual es utilizado para combinar e interconectar señales del sistema de control (Figura 7), con los elementos de la red (Figura 5). Figura 6. FRAME Power Factory DigSilent Donde: Bus ElmTerm*: se asocia a la barra que se le quiere hacer control de tensión; en este ejemplo, Caracolí 220 kV (Figura 5). TSC ElmShnt*: se asocia al elemento del sistema el cual realizará control de tensión (SVC discreto) y es modelado como dos TSC de 100 MVAr; cada uno representado como un capacitor paralelo (Figura 5). Control_PI ElmShnt*: corresponde al control PI del SVC discreto (Figura 7): El modelo del control (Figura 7), considera: tiempo del filtro de medida, controlador PI (proporcional integral), retardo en válvulas y banda muerta de operación (inhabilitando el SVC discreto en variaciones pequeñas de tensión del orden de 0,001 p.u). Figura 5. Unifilar de la subestación Caracolí 220 kV, año 2018 con el proyecto propuesto Fuente: DigSilent Power Factory 35 Revista Asociación de Ingenieros Electricistas AIE UdeA / Número 15 /Noviembre 2016 /Medellín -Colombia / ISSN: 1794-6077
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