Survey on Attitude Estimation

La rápida expansión de las dimensiones de los sistemas de potencia, abonado a los problemas asociados con tener una fuente confiable de energía, ha hecho de la seguridad del sistema un factor primario e importante en la operación de los sistemas. La estabilidad transitoria trata con la respuesta de los mismos ante la presencia de disturbios. El periodo de interés es después de la liberación de la falla y se le conoce como el periodo de postfalla. En este intervalo, las oscilaciones electromecánicas tienen que ser amortiguadas tan pronto como sea posible, como un factor importante de la seguridad en los sistemas de potencia. Después de liberar una perturbación en un sistema de potencia, los modos que pueden aparecer pueden ser clasificados en dos principales grupos: modos local y modos interárea. Las oscilaciones pueden ocurrir debido a fluctuaciones de las cargas, salidas de generadores o de líneas de transmisión; pudiendo ocurrir en forma espontánea. Estas oscilaciones pueden decrecer lentamente y desaparecer o crecer causando la inestabilidad del sistema. Para un mejor desempeño del sistema, las oscilaciones deben ser removidas del sistema rápidamente. Con el crecimiento en la demanda de energía y la interconexión de grandes redes eléctricas, las oscilaciones de baja frecuencia han llegado a ser uno de los principales problemas en su operación, afectando la confiabilidad y la seguridad de las mismas. Un objetivo importante de la planeación, diseño y operación de un sistema eléctrico de potencia es proporcionar la suficiente seguridad en el suministro de la potencia eléctrica a los consumidores. Por lo tanto, la seguridad es uno de los criterios fundamentales en el diseño y el principal objetivo durante su operación, bajo condiciones normales y perturbadas (cualquier condición de operación). En los sistemas de potencia, la estabilidad se refiere solamente a los estudios dinámicos de los sistemas, mientras que la seguridad incluye aspectos tanto estáticos como dinámicos.

La estabilidad transitoria en un sistema se refiere a la habilidad de los generadores de mantenerse en sincronismo a pesar de estar sujetos a grandes disturbios tales como fallas trifásicas o la desconexión de líneas. Por lo tanto, la linealización de los sistemas no puede ser aplicable y las ecuaciones no- lineales de los sistemas tienen que ser resueltas. Lo anterior complica el análisis en forma considerable. El periodo de tiempo para el análisis de estabilidad transitoria es unos cuantos segundos solamente debido a que la pérdida de sincronismo puede ocurrir rápidamente en ese corto tiempo y originar que las posiciones angulares d de los rotores puedan incrementarse bajo la influencia de la potencia acelerante, y el sistema de potencia llegue a ser inestable si d experimenta una excursión grande.

La seguridad en un sistema se mide por su capacidad de mantener un suministro de potencia en forma continua, aún cuando detecte variaciones en la operación. Estas variaciones pueden ser originadas por perturbaciones en el sistema. Para garantizar una seguridad y por consiguiente, una confiabilidad en la generación, suministro y consumo de energía, los sistemas pueden involucrar arreglos complejos de dispositivos de control; estos controles pueden operar de manera directa en elementos individuales tales como generadores.

9. CONCLUSIONES

El empleo de métodos heurísticos es uno de los principales avances en la investigación en general a diferencia de los algoritmos tradicionales de optimización, existen algunos que permiten la habilidad de incorporar información que se tiene por experiencia de un problema en particular. Sin embargo, su empleo en el contexto de sistemas de potencia aún se encuentra en su etapa inicial, en éste trabajo se pretende presentar algunas aplicaciones para la solución de un problema relacionado con el comportamiento dinámico de las redes eléctricas.

Una manera efectiva de resolver el problema del control de voltaje en sistemas eléctricos de potencia es por medio de la inyección de potencia reactiva en puntos estratégicos de la red. Además se hace referencia a algunos conceptos básicos acerca del flujo de potencia reactiva en líneas de transmisión.

Se concluye que una forma efectiva de atacar el problema es por medio de dispositivos FACTS y particularmente con la inclusión del compensador estático síncrono (STATCOM). Debido a que éste dispositivo tiene características convenientes para el control de voltaje, además de que es flexible y permite incorporar tareas como el amortiguamiento de oscilaciones de potencia.

La inclusión de un compensador estático síncrono para estudios de sistemas de potencia en estado estacionario y dinámico es de gran relevancia, debido a que permite realizar un análisis del impacto que tiene éste dispositivo en las diferentes tareas de control.

La sintonización de estabilizadores se lleva a cabo en base a un análisis de sensitividades de segundo orden que se formula con la ayuda de una función objetivo. Esta función se minimiza por medio de SA para obtener un mejor amortiguamiento de las oscilaciones de potencia.

Se propone una metodología para la coordinación de estabilizadores de sistemas de potencia (PSSs) y estabilizadores de dispositivos FACTS (FDSs), con el objeto de amortiguar oscilaciones de potencia en redes. Esta labor se realiza empleando la minimización de una función objetivo basada en sensitividades.

En los sistemas de potencia, la estabilidad se refiere no solamente a los estudios dinámicos de los sistemas, sino a la seguridad que incluye aspectos tanto estáticos como dinámicos. La estabilidad transitoria en un sistema se refiere a la habilidad de los generadores de mantenerse en sincronismo a pesar de estar sujetos a grandes disturbios tales como fallas trifásicas o la desconexión de líneas. Por lo tanto, la linealización de los sistemas no puede ser aplicable y las ecuaciones no- lineales de los sistemas tienen que ser resueltas.

La seguridad en un sistema se mide por su capacidad de mantener un suministro de potencia en forma continua, aún cuando detecte variaciones en la operación. Estas variaciones pueden ser originadas por perturbaciones en el sistema. Para garantizar una seguridad y por consiguiente, una confiabilidad en la generación, suministro y consumo de energía, los sistemas pueden involucrar arreglos complejos de dispositivos de control; estos controles pueden operar de manera directa en elementos individuales tales como generadores y maquinas sincrónicas y Asíncronicas.

Se define también un sistema en Condición normal de operación cuando el sistema se encuentra operando dentro de un rango normal y seguro, capaz de eliminar cualquier contingencia pequeña sin violar alguna restricción de operación.

Posteriormente, el sistema entra al estado de alerta si el nivel de seguridad llega a una región donde la posibilidad de una perturbación se incrementa por las condiciones en que opera el sistema. En este estado, todas las variables del sistema se encuentran aún dentro de un rango estable de operación y se puede volver al estado normal disminuyendo la generación, haciendo un re-despacho de cargas, entre otras acciones correctivas y/o preventivas.

El sistema opera con seguridad débil porque una contingencia puede causar un problema mayor y mover al sistema a un tercer estado llamado de emergencia si una perturbación severa ocurre cuando el sistema se encuentra en estado de alerta, ocasionando que los voltajes de algunos nodos se vuelvan críticos o las cargas de equipos violen el rango de seguridad.

Por lo tanto, un adecuado y eficiente diseño, sintonización, colocación y coordinación de los dispositivos de control son muy importantes para evitar la pérdida de estabilidad del sistema. Una vez que los controles han operado, el sistema puede restaurar los elementos que han sido aislados del resto, las cargas pueden ser reconectadas y el sistema tiende a volver a una condición estable de operación.

Se podría decir que los controles suplementarios y su adecuada coordinación juegan un papel muy importante en términos de seguridad y estabilidad del sistema. Con este trabajo, la inclusión de las consideraciones de seguridad para resolver el problema de la coordinación de estabilizadores se realiza mediante restricciones de desigualdad cuyo propósito es considerar algunas condiciones de operación que garanticen un comportamiento dinámico estable del sistema completo en la condición de operación de postfalla; en el algoritmo propuesto, la robustez es un factor de gran interés para su desarrollo.

Es importante notar que mediante esta metodología es posible seleccionar y estudiar diferentes localizaciones de fallas; la rutina de optimización se refiere al algoritmo aplicado para optimizar una función no- lineal sujeta a restricciones de tipo no- lineal.

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