Impacto del modelo de carga en el desempeño dinámico de la tensión de un sistema eléctrico de potencia
Esta tesis evalúa el impacto de diferentes modelos de carga en el desempeño dinámico de la tensión en sistemas eléctricos de potencia sometidos a perturbaciones, utilizando el sistema IEEE de 39 barras como caso de estudio y realizando simulaciones en el software DIgSILENT PowerFactory. Se exploran...
- Autores:
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Galindo Ramirez, Juan Daniel
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad Nacional de Colombia
- Repositorio:
- Universidad Nacional de Colombia
- Idioma:
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- OAI Identifier:
- oai:repositorio.unal.edu.co:unal/86776
- Palabra clave:
- Potencia reactiva (Ingeniería eléctrica)
Modelo de carga eléctrica
Modelo WECC
Desempeño dinámico de la tensión
Carga eléctrica
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WECC model
Dynamic voltage response
Carga eléctrica
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Esta tesis evalúa el impacto de diferentes modelos de carga en el desempeño dinámico de la tensión en sistemas eléctricos de potencia sometidos a perturbaciones, utilizando el sistema IEEE de 39 barras como caso de estudio y realizando simulaciones en el software DIgSILENT PowerFactory. Se exploran varios modelos, incluyendo el modelo WECC (Western Electricity Coordinating Council), Modelo ZIP (Impedancia constante, corriente y potencia constantes), Modelo Exponencial, Modelo Complejo y la combinación de Motor de Inducción con modelo ZIP. Los modelos de carga fueron parametrizados mediante la optimización de sus parámetros utilizando el método Nelder-Mead, comparando la respuesta dinámica de la tensión de cada modelo con la del modelo WECC. El estudio se centra en evaluar cómo la elección del modelo de carga influye en la respuesta de la tensión en los nodos de los sistemas eléctricos de potencia en condiciones de fallas. Los resultados subrayan la importancia crítica de seleccionar y parametrizar adecuadamente los modelos de carga, demostrando que cada modelo tiene la capacidad de capturar dinámicas específicas del sistema que otros no logran representar. Este análisis resalta la relevancia práctica del modelado de carga para la estabilidad de tensión, orientando hacia la implementación de modelos más precisos y efectivos en los análisis dinámicos de un sistema eléctrico de potencia. Así, se contribuye a un modelado más confiable de los SEP, asegurando una planificación más fiable de estos. |
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Korunovic et al., “Overview of Existing Load Models and Their Applications,” 2012. [Online]. Available: https://www.researchgate.net/publication/271272882 N. Hatziargyriou et al., “Definition and Classification of Power System Stability - Revisited & Extended,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 36, no. 4, pp. 3271–3281, Jul. 2021, doi: 10.1109/TPWRS.2020.3041774. J. E. Candelo, G. Caicedo, and F. Castro, “Métodos para el estudio de la estabilidad de voltaje en sistemas de potencia,” Informacion Tecnologica, vol. 19, no. 5, pp. 97–110, 2008, doi: 10.1612/inf.tecnol.3963it.07. M. J. J. P. F. C. W. T. F. D. J. Shoup, “A Survey of Current Practices for Transient Voltage Dip/Sag Criteria Related to Power System Stability,” IEEE, 2004. A. Dmitry Kosterev, “Load Modeling in Power System Studies: WECC Progress Update,” 2008. M. Parniani and M. 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Se exploran varios modelos, incluyendo el modelo WECC (Western Electricity Coordinating Council), Modelo ZIP (Impedancia constante, corriente y potencia constantes), Modelo Exponencial, Modelo Complejo y la combinación de Motor de Inducción con modelo ZIP. Los modelos de carga fueron parametrizados mediante la optimización de sus parámetros utilizando el método Nelder-Mead, comparando la respuesta dinámica de la tensión de cada modelo con la del modelo WECC. El estudio se centra en evaluar cómo la elección del modelo de carga influye en la respuesta de la tensión en los nodos de los sistemas eléctricos de potencia en condiciones de fallas. Los resultados subrayan la importancia crítica de seleccionar y parametrizar adecuadamente los modelos de carga, demostrando que cada modelo tiene la capacidad de capturar dinámicas específicas del sistema que otros no logran representar. Este análisis resalta la relevancia práctica del modelado de carga para la estabilidad de tensión, orientando hacia la implementación de modelos más precisos y efectivos en los análisis dinámicos de un sistema eléctrico de potencia. Así, se contribuye a un modelado más confiable de los SEP, asegurando una planificación más fiable de estos.This thesis evaluates the impact of different load models on the dynamic voltage performance in power systems under disturbances, using the IEEE 39-bus system as a case study and performing simulations in DIgSILENT PowerFactory software. Various models are explored, including the WECC (Western Electricity Coordinating Council) model, ZIP Model (Constant Impedance, Constant Current, Constant Power), Exponential Model, Complex Model, and the combination of Induction Motor with ZIP Model. The load models were parameterized by optimizing their parameters using the Nelder-Mead method, comparing the dynamic voltage response of each model with the WECC model. The study focuses on assessing how the choice of load model influences the voltage response of the power system during faults. The results highlight the critical importance of proper selection and parameterization of load models, demonstrating that each model has the capability to capture specific system dynamics that others may fail to represent. This analysis underscores the practical relevance of load modeling for voltage stability and guides the implementation of more accurate and effective models in dynamic analyses of power systems. In doing so, it contributes to a more reliable modeling of power systems, ensuring more dependable system planning.MaestríaMagíster en Ingeniería - Ingeniería EléctricaSistemas Eléctricos de Potencia y OptimizaciónÁrea Curricular de Ingeniería Eléctrica e Ingeniería de Control100 páginasapplication/pdfspaUniversidad Nacional de ColombiaMedellín - Minas - Maestría en Ingeniería - Ingeniería EléctricaFacultad de MinasMedellín, ColombiaUniversidad Nacional de Colombia - Sede MedellínImpacto del modelo de carga en el desempeño dinámico de la tensión de un sistema eléctrico de potenciaImpact of load model on the dynamic voltage performance of an electric power systemTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMP. Kundur, Power system stability and control. Palo Alto, California, 1994.Carson W. Taylor, “Power System Voltage Stability,” Palo Alto, California, 1994.A. Arif, Z. Wang, J. Wang, B. Mather, H. Bashualdo, and D. Zhao, “Load modeling - A review,” IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 9, no. 6. Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., pp. 5986–5999, Nov. 01, 2018. doi: 10.1109/TSG.2017.2700436.“Reliability Guideline Developing Load Model Composition Data NERC | Report Title | Report Date I,” 2017H. S. Salama and I. Vokony, “Voltage stability indices–A comparison and a review,” Computers and Electrical Engineering, vol. 98, Mar. 2022, doi: 10.1016/j.compeleceng.2022.107743.S. M. Pérez-Londoño, G. Olivar-Tost, and J. J. Mora-Flórez, “Una propuesta de clasificación para los índices de estabilidad de tensión Voltage stability indices-A review and a new classification,” 2014.S. Mokred, Y. Wang, and T. 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Vanouni, “A fast local index for online estimation of closeness to loadability limit,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 25, no. 1, pp. 584–585, Feb. 2010, doi: 10.1109/TPWRS.2009.2036460.“TPL-001-5-Transmission System Planning Performance Requirements.”“TPL-001-WECC-CRT-3.2-Transmission System Planning Performance 2 4.2.2.7. Other buses specifically excluded by each Planning Coordinator or Transmission Planner internal to its system,” 2019.I. New England, “Transmission Planning Technical Guide © ISO New England Inc. System Planning” 2024“Transmission Planning Technical Guide Appendix E Dynamic Stability Simulation,” Iso New England, 2013.R. Podmore and S. V. Memeber, “A practical method for the direct analysis of transient stability.” IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol.PAS-98, No.2 March/April 1979Potencia reactiva (Ingeniería eléctrica)Modelo de carga eléctricaModelo WECCDesempeño dinámico de la tensiónCarga eléctricaElectric load modelWECC modelDynamic voltage responseCarga eléctricaPúblico generalLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-85879https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/86776/1/license.txteb34b1cf90b7e1103fc9dfd26be24b4aMD51ORIGINAL1096241484.2024.pdf1096241484.2024.pdfapplication/pdf2716681https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/86776/2/1096241484.2024.pdf742970b9b5d4bb0b92061e92759f960fMD52THUMBNAIL1096241484.2024.pdf.jpg1096241484.2024.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg5697https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/86776/3/1096241484.2024.pdf.jpge1f843176889f29a7938f51a9a78df61MD53unal/86776oai:repositorio.unal.edu.co:unal/867762024-09-02 23:10:59.604Repositorio 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Colombiarepositorio_nal@unal.edu.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