Evaluación de Filtros Pasivos como Alternativa para la Gestión de Armónicos en Redes de Distribución de Energía Eléctrica Industriales (2023)
Contexto: El proyecto tiene como alcance evaluar el uso de filtros pasivos como una alternativa viable para la gestión de contaminación armónica en una red de distribución de energía eléctrica en media tensión con alta carga industrial; mediante índices de distorsión armónica total (THD), apoyados en un análisis armónico de los efectos provocados por la corrección de factor de potencia, por las fuentes de armónicos y por filtros de reactancias de rechazo, teniendo en cuenta ciertos criterios técnicos. Método: Se evaluarán los filtros pasivos LC bajo el fenómeno de contaminación armónica siguiendo una metodología determinista. En primera instancia se propondrá un caso de estudio red de distribución IEEE 34 nodos basado en una investigación exploratoria, luego se modelarán bancos de condensadores, fuentes de armónicos, y reactancias de rechazo mediante el software OpenDSS, partiendo de un diseño matemático; con el fin de validar resultados comparando índices THD de cada escenario obtenido. Resultados: Luego de un análisis diario del flujo de carga armónico para cada hora se evidencia que los condensadores producen alta amplificación de armónicos al corregir el factor de potencia. Además, que los filtros pasivos LC disminuyen los armónicos e inclusive los llegan a eliminar en un bajo porcentaje de THD, dado que lo que se espera es obtener un panorama general de la gestión de armónicos usando filtros pasivos en la red. Conclusiones: Finalmente, el comportamiento de armónicos al comparar los índices de THD tanto en voltaje como en corriente para cada escenario por cada hora describe a los filtros pasivos como eficientes a la hora de mitigar la contaminación armónica en un sistema de distribución, sin embargo, es posible esperar un incremento de armónicos de corriente en algunas horas, un problema que no hace que esta alternativa sea inviable para mejorar calidad energética, pero si lo hace una desventaja a nivel industrial.