IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - May/June 2023 - 76

frío, recuperación atrasada de tensión inducida por falla y
esquemas de gestión de la carga. El modelado de un perfil de
carga diario para fuentes de energía distribuida puede producir
flujos eléctricos inversos en el interruptor del alimentador
de distribución, que ahora se requiere.
El comportamiento de estado estacionario requiere la
solución de ecuaciones algebraicas que modelan la red de
transmisión y distribución (la solución del flujo eléctrico).
Se requiere la solución en cada paso de tiempo de la simulación
dinámica. El modelo de transmisión y distribución
debe incluir la conectividad entre nodos e interruptores con
el objetivo de que los cambios en el estado del interruptor
puedan actualizar correctamente la topología de la red. El
cálculo conjunto de las redes de transmisión y distribución es
relativamente nuevo, ya que la capacitación conjunta de operadores
de transmisión y distribución se ha vuelto necesaria
en los últimos años, al mismo tiempo que el comportamiento
en el lado de la distribución impacta cada vez más el lado de
la transmisión. La solución del flujo eléctrico puede requerir
el uso de distintos algoritmos en la red de transmisión y los
alimentadores de distribución.
Los OTS usan una solución dinámica a largo plazo (frecuencia
uniforme) y una solución dinámica a corto plazo
(estabilidad transitoria), según las necesidades de capacitación.
Una simulación dinámica a largo plazo es básicamente
una solución dinámica segundo a segundo de las ecuaciones
diferenciales de varios modelos de sistemas combinado con
la solución del flujo eléctrico que se resuelve a cada segundo.
Los modelos con efectos dinámicos incluyen calderas de
regulador de turbina, los sistemas reguladores de turbinas
con conducto de agua, el control de generación automática,
la respuesta a la frecuencia en modo de isla y la respuesta
del cambiador de tomas del transformador. Los modelos de
simulación dinámica a largo plazo hacen un supuesto simplificado
de que todos los generadores de turbina en modo de
isla operan a la misma frecuencia.
La simulación dinámica a largo plazo es la que se usa
con mayor frecuencia en el OTS, ya que brinda una respuesta
realista desde el punto de vista del operador, en
especial en condiciones de restauración del sistema. Como
los sistemas de control y adquisición de datos (SCADA, por
sus siglas en inglés) actualizan las mediciones cada algunos
segundos, el operador nunca ve el comportamiento en
subsegundos del sistema, entonces estas dinámicas a largo
plazo producen todos los datos que el operador podría ver
en un centro de control real. Por ende, los efectos de las
fallas en el sistema se pueden simular mediante la programación
de eventos de apertura de disyuntores que se usarían
para solucionar la falla. Las corrientes de fallas, el ángulo
de rotor y las oscilaciones del flujo eléctrico seguidas de la
solución de fallas pueden ignorarse. El impacto en el operador,
visto en las pantallas de SCADA en línea y de alarma,
será bastante realista.
En este momento está disponible una simulación dinámica
a corto plazo en muchos OTS, donde el paso de
tiempo es en milisegundos (en general, 10), lo que brinda
una perspectiva mucho más granular del comportamiento
dinámico aun cuando el operador en entrenamiento no ve
esto en la pantalla, ya que las actualizaciones en la pantalla
ocurren en un plazo de segundos. No obstante, esta simulación
más rápida puede ocasionar cambios en el sistema
que ocurren a velocidades de subsegundos. Por ejemplo,
una falla puede estar representada por medio de los cambios
rápidos en el sistema están protegidos por el accionar
de los relés, si bien el operador solo verá las aperturas
del interruptor ocasionadas para la solución de fallas.
Otro motivación para las simulaciones dinámicas a corto
plazo es calcular con precisión los valores observados por
las PMU, que el operador no ve pero pueden desencadenar
algunas protecciones y controles especiales. Se debe tener
en cuenta que el uso de simulación dinámica a corto plazo
en el OTS es relativamente nuevo y requiere muchos más
datos que en general no están en el entorno SCADA/EMS.
Los datos del sistema para las dinámicas a corto plazo se
deben recopilar de bases de datos fuera de línea e incorporar
a la base de datos del OTS, que, a su vez, genera
una carga de trabajo adicional al configurar los casos y
escenarios de base.
Los modelos de las fuentes de energía incluyen las caracfigura
3. La réplica CCM OTS para el Operador Nacional
do Sistema Eléctrico, el operador nacional del sistema
eléctrico de Brasil.
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terísticas primarias de las fuentes de energía, tales como los
límites operativos máximos y mínimos de potencia real, las
tasas de rampas, las características de caída del regulador,
la inercia y la curva de capacidad de potencia reactiva. Las
fuentes de energía pueden incluir unidades de turbinas de
vapor fósil, unidades de vapor nuclear, unidades hidroeléctricas,
turbinas a combustión, unidades de ciclo combinado
y motores alternativos. Las fuentes de energía más nuevas,
como las turbinas eólicas, las unidades solares fotovoltaicas,
unidades de concentración solares y sistemas de almacenamiento
por baterías, no son máquinas rotativas síncronas y
requieren distintos tipos de modelos, incluidas sus interfaces
con inversores. En especial para los escenarios de restauración,
la carga doméstica, comenzando desde el inicio hasta la
operación de carga completa, se debe modelar a fin de mejorar
el rendimiento realista del sistema durante el proceso de
restauración.
mayo/junio 2023
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