Maestría en Ingeniería Eléctrica · 2014
Método robusto de localización de fallas en sistemas eléctricos de distribución con generación distribuida
La motivación principal de esta investigación se debe al interés de los operadores de red hacia el tema de la calidad de la energía eléctrica. Lo anterior toma vigencia a causa de las penalizaciones que implica el hecho de no brindar un servicio con estándares mínimos de calidad. Los aspectos que son considerados en la calidad de la energía son: el servicio al cliente, la forma de onda y la continuidad del servicio. Sin embargo, en esta investigación se prioriza el tema de la continuidad del servicio impulsado por las normatividades establecidas por los entes reguladores del sector eléctrico, en el caso particular de Colombia la Comisión de Regulación de Energía y Gas CREG. Los índices que son utilizados con mayor frecuencia para estimar la continuidad del suministro de energía eléctrica son el System Average Interruption Duration Index SAIDI y el System Average Interruption frecuency Index SAIFI [BILL, 1984]. Los índices anteriores permiten estimar la duración promedio de las interrupciones en el sistema y la frecuencia promedio de las interrupciones respectivamente. Sin embargo, en Colombia la calidad del servicio fue estimada a través de la Duración Equivalente de interrupciones de Servicio DES y de la Frecuencia Equivalente de las interrupciones del Servicio FES impuestas por la CREG mediante resolución 096 de 2000 [CREG, 2000]. No obstante, estos índices fueron modificados a través del Índice de Referencia Agrupado de la Discontinuidad IRAD y del Índice Trimestral Agrupado de la Discontinuidad ITAD mediante resolución 097 de 2008 [CREG, 2008].
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Contenido
- 1. Introducciónp. 9
- 1.1. Motivaciónp. 9
- 1.2. Definición del problemap. 10
- 1.3. Objetivos del proyectop. 11
- 1.3.1. Objetivo generalp. 11
- 1.3.2. Objetivos específicosp. 11
- 1.4. Propuesta de soluciónp. 11
- 1.5. Aportes de la tesisp. 12
- 1.5.1. Ponencias en congresos internacionalesp. 13
- 1.5.2 .Proyectos en los que se participóp. 13
- 1.6. Estructura del documentop. 13
- 2. Aspectos Teóricosp. 14
- 2.1. Introducciónp. 9
- 2.1.1. Método propuesto por Bedoyap. 14
- 2.2. Método propuesto por Morap. 22
- 3. Metodología Propuestap. 28
- radiales del sistemap. 32
- radiales del sistemap. 32
- zonas no radiales del sistemap. 34
- 3.2.1. Cálculo de la tensión de Theveninp. 34
- 3.2.2. Cálculo de la impedancia de Theveninp. 37
- no radial del sistemap. 38
- radiales del sistemap. 32
- 4. Aplicación de la metodología propuestap. 43
- 4.1. Descripción de los sistemas de pruebap. 43
- 4.2. Software utilizadosp. 45
- 4.3. Consideraciones previasp. 45
- 4.3.1. Medida del desempeñop. 45
- 4.3.2. Escenarios de pruebap. 45
- 4.4. Visualización de los resultadosp. 46
- tierra, bifásicas y trifásicas y para variaciones de resistencia de falla entre 0 y 40Ωp. 46
- 4.4.2 Escenario 2: circuitos ante diferentes condiciones operativasp. 54
- monofásicas, bifásicas y trifásicas y para variaciones de resistencia de falla entre 0 y 40Ωp. 60
- 5. Conclusiones y trabajos futurosp. 63
- 5.1. Conclusionesp. 63
- 5.2. Trabajos futurosp. 65
- 6. Bibliografíap. 66
- Figura 2.1. Circuito simplificado de un sistema de distribuciónp. 14
- punto de fallap. 12
- segmento w-xp. 17
- w-xp. 19
- w-xp. 19
- Figura 2. 6. Algoritmo simplificado para la estimación de la distancia al punto de fallap. 21
- distribuidap. 12
- punto de falla considerando la presencia de DG en el sistemap. 23
- segmento p-q perteneciente a la zona no radial del sistemap. 24
- p-q perteneciente a la zona no radial del sistemap. 25
- p-q perteneciente a la zona no radial del sistemap. 25
- Equivalente radial del ramal principalp. 28
- distribuidap. 12
- Figura 3.3. Segmento de línea ante una falla ocurrida en la zona radial del circuitop. 30
- Figura 3.4. Segmento de línea ante una falla ocurrida en la no zona radial del circuitop. 31
- zonas radiales del sistemap. 33
- figura 3.2 aguas abajo del nodo qp. 35
- Figura 3.7. Concentración de la admitancia del circuito aguas abajo del nodo jp. 36
- figura 3.2 aguas abajo del nodo q y con todas los DG en cerop. 37
- Figura 3.9. Admitancia equivalente de Theveninp. 38
- monofásica a tierra en la zona no radial del sistemap. 39
- bifásica, en la zona no radial del sistemap. 40
- trifásica, en la zona no radial del sistemap. 40
- secciones pertenecientes a la zona no radialp. 41
- Figura 4.1. Sistema de prueba ICE3-SP1, simulado en el software ATPDrawp. 43
- Figura 4.2. Sistema de prueba ICE-SP2, simulado en el software ATPDrawp. 44
- presencia de DG en el nodo 836, simulado en el software ATPDrawp. 44
- del 10%p. 47
- del 35%p. 47
- Figura 4.6. Desempeño para fallas bifásicas para un nivel de inserción de DG del 10%p. 48
- Figura 4.7. Desempeño para fallas bifásicas para un nivel de inserción de DG del 35%p. 48
- Figura 4.8. Desempeño para fallas trifásicas para un nivel de inserción de DG del 10%p. 49
- Figura 4.9. Desempeño para fallas trifásicas para un nivel de inserción de DG del 35%p. 49
- 10%p. 60
- del 30%p. 50
- del 10%p. 47
- 20%p. 53
- Figura 4.19. Desempeño para fallas monofásicas a tierrap. 55
- Figura 4.20. Desempeño para fallas bifásicasp. 56
- Figura 4.21. Desempeño para fallas trifásicasp. 56
- Figura 4.22. Desempeño para fallas monofásicas a tierrap. 57
- Figura 4.23. Desempeño para fallas bifásicasp. 57
- Figura 4.24. Desempeño de la metodología propuesta para fallas trifásicasp. 58
- Figura 4.25. Desempeño para fallas monofásicas a tierrap. 58
- Figura 4.26. Desempeño para fallas bifásicasp. 59
- Figura 4.27. Desempeño para fallas trifásicasp. 59
- Figura 4.28. Desempeño para fallas monofásicas a tierrap. 61
- Figura 4.29. Desempeño para fallas bifásicasp. 61
- Figura 4.30. Desempeño para fallas trifásicasp. 62