IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - January/February 2023 - 73

Se resalta que la protección sin ajustes es inmune a las magnitudes
de secuencia negativa y cero suprimidas o incoherentes durante
las fallas a causa de los controles del inversor.
EBP del estado (protección sin ajustes)
El uso de DSE para determinar el estado de los componentes
del sistema eléctrico ha surgido como un enfoque inmune a
las características nuevas del sistema eléctrico. En primer
lugar, la protección sin ajuste no requiere coordinación con
ninguna otra función de protección, lo que supone una considerable
simplificación de los esquemas de P&C. En segundo
lugar, es inmune a los niveles de corriente de falla y a los
componentes de corriente de falla (negativa, secuencia cero),
lo que permite una protección satisfactoria en sistemas en los
que la generación basada en inversores ha alterado de manera
drástica los niveles y las características de la corriente de
falla. Se resalta que la protección sin ajustes es inmune a
las magnitudes de secuencia negativa y cero suprimidas o
incoherentes durante las fallas a causa de los controles del
inversor. Cabe señalar que muchas funciones de protección
heredadas dependen de la presencia de magnitudes de falla
de secuencia negativa y cero coherentes con el comportamiento
lineal del circuito para su lógica.
La protección basada en DSE se denomina protección
basada en la estimación (EBP, por sus siglas en inglés). Es
importante destacar que la tecnología actual de las MU, cuya
aplicación es cada vez mayor, ha hecho que la aplicación de
la EBP sea sencilla. La idea principal de la EBP se basa en
la función de protección diferencial de la ley de corriente de
Kirchhoff (KCL, por sus siglas en inglés) (sin necesidad de
coordinación), pero es muy diferente de la protección diferencial
convencional, como se muestra en la figura 2.
En la protección diferencial, se miden las corrientes eléctricas
en todos los terminales de un área de protección, y su
suma ponderada debe ser igual a cero (KCL generalizado).
Mientras la suma sea cero o casi cero, no se adopta ninguna
acción. En la EBP se utilizan todas las mediciones existentes
en el área de protección. Las medidas pueden incluir la
totalidad o parte de los siguientes elementos: 1) corrientes y
tensiones en los terminales del área de protección, 2) velocidad,
aceleración, par de torsión, temperatura, en maquinaria
rotativa, 3) tensiones, y corrientes en otros lugares dentro
del área de protección (como en la protección de condensadores),
4) temperaturas en caso de transformadores llenos
de aceite o cualquier otra medición interna, y otros.
Suponiendo que se midan todas las magnitudes de interés,
entonces se puede controlar si todas las leyes físicas, como
la KCL, la ley de tensión de Kirchhoff, las leyes del movimiento,
las leyes de la termodinámica y otras, son satisfechas
por el aparato eléctrico que se protege. Si se cumplen
todas las leyes físicas, esto indica que el componente está en
enero/febrero 2023
buen estado y no es necesario actuar. Cuando se produce una
falla o anomalía interna, se violan una o más leyes físicas
que desencadenan la detección de la anomalía o falla. Es
importante resaltar que la EBP sustituye todas las funciones
de protección conocidas por un solo relé que protege el área
de protección contra todos los tipos de fallas comprendidas
en todos los demás relés de protección (distancia, sobrecorriente,
direccional, etc.).
El estimador de estado dinámico ofrece una forma sistemática
de controlar el cumplimiento de todas las leyes físicas.
En particular, se puede desarrollar el modelo dinámico
detallado del componente que expresa todas las leyes físicas
a las que obedece el componente. Entonces, cada medición
se puede expresar como una función del estado del componente
definido en el modelo dinámico, que en general puede
incluir términos algebraicos y diferenciales. La formulación
de la DSE simplemente necesita el modelo matemático para
cada medición en función del estado.
La DSE se formula como un problema de optimización
cuya solución determina la mejor estimación del estado que
minimizará una función objetivo definida como la distancia
entre las mediciones y el modelo matemático que expresa la
magnitud física asociada a las mediciones. El problema de
la optimización se puede resolver con una serie de métodos
bien probados, como 1) optimización restringida, 2) enfoque
de mínimos cuadrados, 3) mínimo valor absoluto,
4) enfoque minimax y 5) cualquier variación del filtrado de
Kalman. También hay que tener en cuenta que la formulación
del problema incluye términos diferenciales. El filtrado
de Kalman utiliza métodos de integración de primer orden
para realizar las iteraciones de solución, por lo general a
través de un algoritmo predictor/corrector. Para mejorar el
rendimiento del método de solución hemos introducido un
método de integración de segundo orden (integración cuadrática),
que convierte el problema de optimización algebraico/diferencial
en un problema de optimización en términos
de un modelo algebraico. La precisión de este modelo
es dos órdenes de magnitud superior a la de los métodos de
integración de primer orden que se suelen utilizar. La mayor
precisión del método de integración redunda en un mejor
rendimiento de DSE.
DSE se ejecuta utilizando valores de muestra (punto en
forma de onda o muestras en el dominio del tiempo). La
tecnología relativamente nueva de las MU ha introducido
dos frecuencias de muestreo estándar: 1) 80 muestras por
ciclo, recomendado para la protección, y 2) 256 muestras
por ciclo, recomendado para la calidad de la energía. Para la
ieee power & energy magazine
73
IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - January/February 2023

Table of Contents for the Digital Edition of IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - January/February 2023
