Incorporación de los límites de potencia reactiva y magnitud de la tensión en un programa de flujo de carga

Abstract

La resolución del problema del flujo de carga es una parte fundamental del análisis de
los sistemas de potencia. Las compañías dedicadas a la gestión de la explotación de la red
eléctrica se apoyan constantemente en complejas herramientas de software informático
que permiten realizar este análisis de la forma más precisa posible. Este análisis es de
vital importancia pues permite monitorizar el régimen permanente de la red en tiempo
real, sirviendo a las compañías gestoras para realizar numerosas acciones: estudios de
planificación de la explotación y expansión de la red, desarrollo de modelos de despacho
económico para satisfacer la demanda de forma óptima, estudios de situación de la red
ante fallos en el transporte o ante la pérdida de generación ...
Puede deducirse que dada la magnitud y la importancia del problema del flujo de
carga, los programas informáticos que lo resuelven deben ser lo más completos posible
y capaces de tener en cuenta todas las características del sistema a analizar. Esto ha
hecho que aflore una gran variedad de software comercial en el mercado dedicado a la
resolución del problema, pudiendo elegir las compañías eléctricas entre una gran cantidad
de opciones e incluso llegando a desarrollar software propio, para evitar los costes de
adquirir el software de proveedores externos.
Para la realización de este trabajo se ha partido de un programa básico de resolución
del flujo de carga en Matlab, propiedad del profesor Hugo Rocha Mendon<;a. Este
programa es capaz de resolver el problema del flujo de carga pero sin considerar aspectos
importantes propios de un sistema eléctrico como son la existencia de controles y de
límites.
Dos de estos aspectos fundamentales a tener en cuenta son el control de tensión en
los nudos PV del sistema y la consideración de los límites de tensión en los nudos PQ. El
primero de ellos está relacionado con los límites de generación de potencia reactiva de los
generadores síncronos del sistema, relacionado a su vez con límites de calentamiento del
inductor y de estabilidad dinámica de los generadores. Por otra parte, la consideración de
los límites de tensión de los nudos PQ no es un control sino que se utiliza frecuentemente para la detección de zonas críticas de la red en las que pueda existir exceso o falta de
reactivos.
Por estas razones, el objetivo principal de este Trabajo de Fin de Grado ha consistido
en la implementación del control de tensión de los nudos PV y en la implementación de la
consideración de los límites de tensión de los nudos PQ, en el programa antes mencionado.
Con esto se persigue conseguir una herramienta infórmatica alternativa a las herramientas
comerciales y capaz de realizar un análisis de flujo de carga de la forma más completa
posible y de manera gratuita.