Manual de Usuario Power World

7/22/2019 Manual de Usuario Power World

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UNIVERSIDAD DE LA FRONTERAFACULTAD DE INGENIERIA CIENCIAS Y

ADMINISTRACIONDEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA

TEMUCO

IMPLEMENTACION Y APLICACIONES DEL PROGRAMA DESIMULACION POWERWORLD

TRABAJO DE TITULACIN PARA OPTAR AL TTULO DEINGENIERO DE EJECUCION EN ELECTRICIDAD

PROFESOR GUA: SR. MANUEL VILLARROEL MORENO

LUIS MARCOS ANTICOI DURAN 2005


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INDICE

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CAPITULO 1 INTRODUCCION

1.1 Antecedentes generales 1

1.2 Planteamiento del problema 3

1.3 Revisin Bibliografica 4

1.4 Objetivos 5

1.4.1 Objetivo general 5

1.4.2 Objetivos especficos 5

CAPITULO 2 - POWERWORLD SIMULATOR

2.1 Introduccin 6

2.1.1 Descripcin general del programa 8

2.1.2 Tipos de anlisis permitidos 9

2.1.3 Construccin de diagramas unilineales 10

2.1.4 Versin del programa para uso universitario 11

2.2 Descripcin de ventanas 12

2.2.1 Ventana General 12

2.2.2 Modo Edicin 12

2.2.3 Modo de Simulacin 23

2.2.4 Uso de las barras de herramientas, barras de herramientas Standard 27


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CAPITULO 3 - DESARROLLO DE APLICACIONES

3.1 Introduccin 39

3.2 Clculo de flujos de potencia 39

3.2.1 Resolucin del sistema de 9 barras con PowerWorld 40

3.2.2 Resolucin del sistema de 9 barras con FUGO 44

3.3 Clculo de cortocircuitos 49

3.3.1 Resolucin del sistema de 7 barras con PowerWorld 50

3.3.2 Resolucin del sistema de 7 barras con COSEP 51

3.4 Algunas observaciones al programa encontradas durante los clculos de flujos de potencia y cortocircuito 57

3.5 Otros programas de simulacin de sistemas de potencia 593.5.1 CYMFAULT 603.5.2 CYMFLOW 613.5.3 DIgSILENT PowerFactory 62

3.5.4 ETAP PowerStation 633.5.5 Neplan 643.5.6 WINFLU 65

CAPITULO 4 - CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA 69

ANEXO A Clculo de flujos de potencia de un SEP con PowerWorld Simulator

ANEXO B Clculo de fallas con PowerWorld Simulator sobre una barra de carga

ANEXO C Datos de los sistemas estudiados


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RESUMEN

Este trabajo presenta el programa computacional POWERWORLD para anlisis d

Sistemas Elctricos de Potencia con el fin de implementarlo en el Departamento de IngenierElctrica de la Universidad de la Frontera.

En primer lugar se hace una descripcin general del programa, sus aplicaciones, lotipos de anlisis que permite y el desarrollo de un manual de usuario el que ser una importanayuda al momento de utilizarlo.

Como parte fundamental del trabajo se muestran ejemplos de aplicacin de est programa, se identifican potencialidades y limitaciones de la herramienta empleada y presentan una comparacin de resultados arrojados por el mismo frente a la herramienta de ugeneral Matlab con los programas FUGO que realiza clculos de flujos de potencia y COSEque realiza anlisis de fallas, en relacin con dos sistemas de 9 y 7 barras respectivamente.

Tambin se presentan algunos de los programas de simulacin "demo" utilizadoactualmente, relacionados con la generacin, transporte y distribucin de energa elctric

teniendo como finalidad invitar a explorar el mundo de los programas comerciales.

Se incluyen adems tres anexos, los anexos A y B que contienen unas guas desimulacin de flujos de potencia y corrientes de cortocircuito respectivamente con PowerWorldel Anexo C donde se entregan los datos de los sistemas de 9 y 7 barras

Del trabajo realizado es posible concluir que PowerWorld es un programa

computacional de simulacin de sistemas de potencia, que contiene poderosas tcnicas dvisualizacin que son utilizadas de manera interactiva, resultando as extremadamente intuitivofcil de utilizar en el anlisis de sistemas de potencia, como es el caso de flujos de carga, flujo potencia ptimo, fallas por cortocircuito, despacho econmico entre otros, lo que permiadaptarse fcilmente a un entorno didctico con smbolos y dibujos claramente reconocibles.


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CAPITULO 1 - INTRODUCCIN

1.1 Antecedentes generales

Los Sistemas Elctricos de Potencia (SEP) presentan una serie de caractersticas quhacen bastante difcil su estudio y anlisis. Ello se debe a que, dado su tamao y complejidad, lmodelos necesarios deben considerar una gran cantidad de variables, as como el hecho que ellresultan en la mayora de los casos no lineales, lo que complica su resolucin.

En los sistemas elctricos de potencia, que contienen decenas de miles de nudoelctricos (barras), un objetivo consiste en presentar los resultados de forma que el usuario pueevaluar el estado del sistema de una forma intuitiva y rpida, a travs de la adecuadvisualizacin de la informacin. Esto es particularmente cierto al intentar analizar las relacionentre los flujos de potencia reales de la red, la potencia programada y la capacidad de transmisidel sistema. En una industria elctrica en reestructuracin con tendencia hacia una sola entidacon un operador independiente del sistema o pool , esta necesidad se ha vuelto ms perentoria.

El transporte y distribucin de energa elctrica fue un monopolio natural. La estructurmonoplica regulada de la industria elctrica signific que los consumidores tenan que comprobligatoriamente la energa elctrica a su empresa suministradora local. La compaas elctricformaron entonces monopolios integrados verticalmente para servir a los mercados; esto es, encargaban de todo en un determinado mercado geogrfico desde la produccin, funcionamiende la generacin y control de la red de transporte hasta el suministro de los conductores quconectaban al cliente. As pues, haba poca competitividad dentro de la industria y poc

necesidad de establecer nuevas tcnicas de visualizacin. Pero esto ha cambiado. En actualidad, la industria elctrica prcticamente en todo el mundo, est en un periodo dreestructuracin radical y rpido, cuyo objetivo final persigue la disminucin de los precimediante el desarrollo de mercados competitivos. La estructura regulada del monopolio essiendo reemplazada por acceso abierto al sistema de transporte.


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Las consecuencias econmicas extremas de sobrecarga en la red de transporte haservido de aviso a las empresas de energa elctrica para entender la necesidad que existe en actualidad de utilizar mtodos de visualizacin para observar el comportamiento de los SEP tanen condiciones normales como anormales, que permitan la simulacin del sistema real. En mayor parte de los casos, las herramientas de visualizacin de los sistemas de potencia no hevolucionado ms all del diagrama unilineal. El diagrama unilineal es una representacigeogrfica aproximada de las lneas de transporte, de los generadores y de los puntos dconsumo. Se dispone de la distribucin geogrfica exacta de las reas con una concentracin ade lneas elctricas (por ejemplo, de las reas urbanas). En un centro de mando de una compase dispone de datos del sistema tales como los flujos de potencia y las tensiones que so

representadas normalmente en un esquema unilineal que contiene todas las subestaciones dsistema. Normalmente se muestran otros valores mediante tablas numricas. Una visin genedel sistema se obtiene directamente mediante un mapa esttico en el que se representan datdinmicos mediante diferentes luces de colores.

Es necesario que esto cambie. La reestructuracin est dando lugar a mercados dtamao ms grande que debern negociar con sus compaas vecinas la compra y la venta energa en un mercado transcontinental. Reestructurar implica la creacin de mercados mayor bajo el control de un solo operador del sistema. Esto conllevar ms barras y otros dispositivque supervisar y controlar. Simultneamente, la entrada de muchos nuevos operadores en mercado y el incremento de las transferencias de potencia darn lugar a un incremento en gestin de datos. Sern los operadores elctricos de la red quienes podrn decidir sobre ltransacciones elctricas particulares lo que tendr sin duda un impacto econmico tremendsobre el mercado. El anlisis del sistema elctrico de potencia necesitar ser modificado pahacer frente a estos nuevos desafos. Tal modificacin residir en la forma en que la informaci

del sistema se presenta al usuario. En este trabajo se presentan una de las tantas tcnicas paravisualizacin de informacin, que incluye la animacin de los valores de los flujos de potencia,sealizacin de las barras y de los flujos de potencia.

Hoy en da existe una gran variedad de programas de simulacin cada vez mmodernos, que apuntan esencialmente a la rapidez, eficiencia y manejo ms amistoso para


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usuario. Estos programas permiten simular el funcionamiento de cualquier sistema independiende su complejidad, haciendo que el usuario se adapte fcilmente a un entorno ms didctico csmbolos y dibujos claramente reconocibles. De esta forma la mayor parte de su tiempo esdestinada al estudio y anlisis del funcionamiento del sistema elctrico de potencia en lugar gastar una cantidad excesiva de tiempo en saber cmo utilizar el programa.

Este trabajo presenta un programa computacional llamado POWERWORLD, un programa de simulacin de uso fcil e interactivo, que permite simular en forma rpida eficiente un sistema elctrico de potencia, diseado para el anlisis serio de la ingeniera, petambin es tan interactivo y grfico que puede usarse para explicar distintas formas d

funcionamiento de un sistema elctrico de potencia a personas sin tanto conocimiento.

1.2 Planteamiento del problema

Un grupo de herramientas que ha aparecido cada vez con mayor frecuencia aplicada anlisis de SEP, corresponde a la simulacin computacional. Existen diversas motivaciones trestos desarrollos.

Los sistemas elctricos reales son cada vez ms complejos y por lo mismo, ms difcilede tratar en un contexto prctico. A su vez, esta complejidad significa que no es factibexperimentar con ellos en terreno, por los costos y peligros que esto encierra. Por otra parte, enmero de fenmenos a analizar es extenso, partiendo con el estudio de condiciones de operacien estado estacionario, a travs de flujos de potencia, pasando por la estabilidad transitoria permanente, control de potencia reactiva, conexiones en corriente continua, diseo de las redes transmisin, etc.

La orientacin de las aplicaciones est dada en dos frentes principales; como sistemaeducativos, con muestras de fenmenos especficos, y con enfoque tcnico de elevadcomplejidad, desde el punto de vista sistmico, abarcando elementos y fenmenos que sencuentran en redes reales de gran magnitud. Por lo anterior, las simulaciones computacionalhan tenido y tienen un importante auge en su desarrollo.


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Uno de los programas computacionales de simulacin de SEP es POWERWORLD quest enfocado para ilustrar algunos de los aspectos bsicos del funcionamiento de un sisteminterconectado, permitiendo al usuario modelar, simular e interactuar con los sistemas elctricde potencia de una forma ms didctica y entretenida. Tiene adems la ventaja respecto a otr programas, que est disponible en Internet por lo que el acceso para alumnos y profesionales mucho ms expedito.

Segn lo expuesto, es altamente conveniente poner esta herramienta a disposicin dalumnos y acadmicos del Departamento de Ingeniera Elctrica, realizando diversaaplicaciones, que es el objetivo de este trabajo.

1.3 Revisin Bibliogrfica

En general, en cuanto a la implementacin de programas computacionales en eDepartamento de Ingeniera Elctrica de la Universidad de La Frontera se encuentran algun programas computacionales desarrollados como trabajo de Ttulo por alumnos de la Carrera Ingeniera de Ejecucin en Electricidad. Ellos han tratado de estar en su momento a la vanguarden la forma y el manejo de stos. [5] [6] [7]

La informacin vital para el desarrollo de este trabajo se obtendr de [1], pgina dInternet donde se encuentra el programa.

Para lograr una estructura adecuada de la presentacin se utiliz el formato empleado e[8], en el cual se aprecia de forma clara y precisa los pasos que se deben seguir para obtener desarrollo que abarque el tema de manera adecuada.

Como una forma de comparar los resultados obtenidos por el simulador POWERWORLse consideraron los obtenidos en [5], y [7] relacionados con estudios de clculos de flujos potencia y clculos de cortocircuito utilizando los programas FUGO, y COSEP respectivamenEn [2], [3] y [4] se encuentra la informacin terica correspondiente a los temas a tratar diferentes inquietudes a problemas que se presenten en el transcurso del tema, siendo [4] material base para el desarrollo de esta memoria.


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1.4 Objetivos

1.4.1 Objetivo General

Implementar el programa computacional POWERWORLD en el Laboratorio deDepartamento de Ingeniera Elctrica de la Universidad de la Frontera y realizar algunaplicaciones en Sistemas Elctricos especficos.

1.4.2 Objetivos Especficos

Realizar una descripcin general del programa.

Generar un Manual de utilizacin que permita emplearlo con facilidad.

Instalar el programa de Simulacin POWERWORLD.

Realizar diversas aplicaciones.

Comparar los resultados con los obtenidos a travs de los programas que actualmente usan en el Departamento de Ingeniera Elctrica.

Dar a conocer algunos de los programas que se ofrecen en el mercado.


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CAPITULO 2 - POWERWORLD SIMULATOR

2.1 Introduccin

A medida que el tamao de las compaas elctricas ha aumentado y se ha incrementadel nmero de interconexiones, la planeacin de la expansin futura se vuelve cada vez mcompleja. El costo creciente de las adiciones y modificaciones ha hecho imperativo que lcompaas consideren una gama de posibilidades de diseo y realicen estudios detallados de lefectos sobre el sistema de cada alternativa, con base en varias suposiciones: condicionenormales y anormales de operacin, cargas punta y fuera de punta y aos presente y futuros

operacin. Tambin deben reunirse y manejarse con exactitud un gran nmero de datos de lredes. Para ayudar al ingeniero en esta planeacin de los sistemas de potencia, se usacomputadoras digitales y programas para computadora fuertemente desarrollados. Eso programas incluyen los de flujos de potencia, estabilidad, cortocircuitos y regmenes transitorioentre otros.

Con los programas de flujos de potencia se calculan las magnitudes de las tensiones, longulos de fase y los flujos de potencia en las lneas de transmisin de una red, para condicionde operacin de estado estacionario. Tambin se calculan otros resultados, incluyendo posicionde ajuste en las derivaciones de transformadores y entregas de potencia reactiva de generadorLas computadoras actuales tienen capacidad de almacenamiento y velocidad para calcular menos de 10 segundos las soluciones de flujos de potencia para redes con 30.000 barras y 50.0lneas de transmisin. Adems, impresoras de alta velocidad imprimen la solucin completa forma de tabla para que el ingeniero de planeacin realice su anlisis. Tambin se dispone d programas interactivos para flujos de potencia, mediante los cuales los resultados de flujos

despliegan sobre las pantallas de las computadoras en forma de diagramas unilineales; ingeniero usa estos diagramas para modificar la red, con un Mouse o desde un teclado y puevisualizar con facilidad los resultados. Las capacidades de gran almacenamiento y alta velocidadde la computadora permiten al ingeniero ejecutar muchos casos diferentes necesarios paanalizar y disear las alternativas de expansin de la transmisin y de la generacin.


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Los programas de estabilidad se usan para estudiar los sistemas de potencia bajcondiciones de perturbacin, con el fin de determinar si los generadores y motores sncron permanecen en sincronismo. Las perturbaciones en el sistema pueden ser causadas por la prdirepentina de un generador o de una lnea de transmisin, por aumentos o disminuciones sbiten la carga y por cortocircuitos y operaciones de conexin/desconexin de elementos. En programa de estabilidad se combinan las ecuaciones de flujos de potencia con las ecuaciones dinmica de mquinas para calcular las oscilaciones angulares de estas ltimas durante l perturbaciones. Con el programa tambin se calculan los tiempos crticos de liberacin de falen la red permitiendo al ingeniero investigar los efectos de cambios de diversos parmetros de mquinas, de modificaciones en la red, de los tipos de perturbacin y de los esquemas de contro

Los programas de cortocircuito se usan para calcular fallas trifsicas y de lnea a tierren las redes de los sistemas de potencia con el fin de seleccionar interruptores para la liberacide fallas, seleccionar rels que detecten las fallas y controlen los interruptores y determinar lajustes de los primeros. Se calculan las corrientes de cortocircuito para cada ubicacin de lrels y de los interruptores y para diversas condiciones de operacin del sistema, como lneasunidades generadoras fuera de servicio, a fin de determinar corrientes mnimas y mximas falla.

Con los programas de regmenes transitorios se calculan las magnitudes y formas de lasobretensiones y corrientes que se producen por las descargas atmosfricas y operaciones conexin/desconexin de lneas. El ingeniero de planeacin utiliza los resultados de un programde regmenes transitorios para determinar las necesidades de aislamiento para las lneas, lotransformadores y otros equipos y para seleccionar los pararrayos que protegen al equipo consobretensiones transitorias.

Otros software de computadoras para la planeacin de los sistemas de potenciincluyen programas para coordinacin de los rels y programas de circuitos de distribucin. L programas de computadora para la planeacin de la expansin de la generacin incluyen aquel para el anlisis de confiabilidad y la probabilidad de prdida de carga, para clculo de costos produccin y de inversin.


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2.1.1 Descripcin general del programa

El programa de simulacin por computador de sistemas elctricos de potenciaPowerWorld permite realizar anlisis de flujos de carga, flujo de potencia ptimo, fallos pocortocircuito, estabilidad, despacho econmico, entre otros. Trabaja en un ambiente grficointeractivo con el usuario y est orientado al personal tcnico, de ingeniera y para fineeducativos en el anlisis de sistemas de potencia. La herramienta est centrada principalmente la simulacin de sistemas de potencia interconectados, ya que permite trabajar los modelos preas y zonas, permitiendo realizar las tareas comunes a los programas para simulacin dsistemas de potencia bsicos (flujos de carga y fallas por cortocircuito) y adems tareas comun

a los programas de simulacin intermedios (estabilidad, despacho econmico, flujo ptimanlisis de contingencia).

PowerWorld Simulator es un paquete de simulacin de sistemas de potencia que poseuna interfaz grfica e interactiva con el usuario. Para su ejecucin se requiere de cualquiera de siguientes plataformas operativas: Windows 95, 98, 2000, NT y XP siendo esta ltima la mrecomendada cuando se simulan sistemas de gran tamao. Las principales caractersticas d programa son:

Simulacin en el tiempo: La solucin de los flujos de potencia se realizacontinuamente a medida que transcurre un perodo de tiempo determinado. Lo anterio permite que al realizar cambios en la generacin, carga o intercambio en MW de usistema de potencia, los resultados sean visualizados inmediatamente sobre el diagramunilineal.

Objetos y registros: cada elemento del sistema tiene asociado un registro de datos y unobjeto que lo representa en el diagrama unilineal. El programa distingue claramententre ambos, de manera que es posible borrar el objeto representativo de una lnea u otrelemento sin borrar el registro de datos del mismo. Es de notarse que si el registrexiste, el elemento se seguir teniendo en cuenta en la simulacin de flujos de carga.


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Grficos y variacin de carga: la generacin y la carga pueden visualizarse por mediode grficos que son realizados a medida que se efecta una simulacin en el tiempo; amismo pueden definirse curvas de variacin de carga para un rea o zona especfica.

PowerWorld Simulator trabaja fundamentalmente con dos tipos de archivos: el archiv*.PWB (Power World Binary) que almacena los datos del caso de simulacin y el archivo *.PW(Power World Display) que almacena el diagrama unilineal con los objetos representativos de lelementos. Adicionalmente se pueden abrir y grabar archivos que posean informacin de usistema de potencia en otros formatos, como son: PTI Raw Data Format, GE PSLF FormatIEEE Common Format.

Todos los parmetros, funciones y herramientas del modelo son fcilmente accesiblemediante la Interfaz Grfica de Usuario (IGU) del Simulador, lo cual le ofrece un fcil manejo de esta forma, una modesta curva de aprendizaje. La IGU del Simulador, que ha sido duranmucho tiempo la caracterstica ms relevante del programa (debido a que es la ms obvia ventasobre otros programas de simulacin), es de una gran ayuda tanto en la utilizacin del programcomo en la interpretacin de sus resultados. Usando los diagramas unilineales y la informacin los dilogos, es posible construir y modificar un modelo grficamente y verificar de maneconveniente que los cambios que se han hecho son, efectivamente correctos. En el Modo dEdicin, el programa permite construir nuevos casos ya sea desde el principio o desde un caso flujo de potencia existente.

2.1.2 Tipos de anlisis permitidos

La fortaleza de PowerWorld Simulator se encuentra en su capacidad de soluciona

flujos de carga (en su versin completa puede resolver sistemas de hasta 100.000 barrautilizando diagramas unilineales animados. Adems de proporcionar una solucin para flujos potencia, el programa puede simular la evolucin del sistema de potencia sobre un intervalo tiempo determinado por el usuario, que puede ir desde unas cuantas horas hasta una semandurante el tiempo de simulacin el programa ejecuta la solucin de los flujos y muestra


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animacin de los mismos. Los mtodos de solucin de los flujos de carga disponibles en programa son: los mtodos de Newton Raphson, Gauss Seidel y el OPF (Flujo de potencptimo). Otras opciones importantes que presenta el programa son la capacidad de simulvariaciones en la carga durante la simulacin, ya que permite introducir curvas de carga diarsemanal y de fin de semana. Adems integra el despacho econmico y permite que logeneradores trabajen con curvas de costo definidas por el usuario, calcula el PTDF (Factor Distribucin de Transferencia de Potencia) til para realizar anlisis de intercambio de potencentre determinadas reas, calcula cortocircuitos y permite realizar anlisis de contingencia. Tiela opcin de crear archivos Script que sirven para automatizar las acciones durante la simulacide un caso; por medio de estos archivos se pueden programar eventos para todos los tipos d

elementos, eventos de simulacin, eventos del diagrama unilineal, entre otros. Tambin permicrear archivos de proyecto, los cuales renen todos los archivos relacionados con el caso simulacin para llevarlos en un slo archivo a cualquier lugar. Incluye controles automticos paelementos como generadores, transformadores y elementos de compensacin en paralelo con l barras de un sistema. Para generadores, dispone de opciones tales como el AGC (AutomaticGeneration Control) control automtico de generacin, el AVR (Automatic Voltage Regulationregulacin de voltaje automtica, tanto para generadores como para transformadores con cambde derivacin. Presenta dos herramientas muy importantes que son el anlisis ATC (AvailabTransfer Capability), anlisis de capacidad de transferencia disponible, para determinar potencia mxima que se puede transferir entre dos partes de un sistema de potencia y el VAS(Voltage Adequacy and Stability Tools) para realizar estudios de estabilidad del sistema generar curvas PV y curvas QV para cualquier barra del sistema.

2.1.3 Construccin de diagramas unilineales

La construccin de diagramas unilineales es un proceso sencillo dadas las caractersticgrficas del programa y su organizacin general en diferentes modos de trabajo, ya que presenun modo de trabajo para edicin de diagramas y otro para la simulacin de casos. Uncaracterstica particular del programa es que algunas veces lo que se visualiza en el diagrama es necesariamente lo que existe en el modelo. Su forma de trabajo distingue entre objetos


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elementos del modelo; lo que se visualiza en el diagrama son los objetos del modelo que estrelacionados con un elemento de este; es decir, con un registro de datos, pero no necesariamenun elemento debe tener asociado un objeto; se puede tener entonces una barra en un extremo ddiagrama y un generador en el otro extremo y estar conectados aunque no se vea fsicamente as

Por otra parte, los diagramas unilineales animados e interactivos permiten visualizar loSEP usando tcnicas innovadoras. Finalmente el programa muestra los flujos de potencia en sistema como flujos en movimiento. Flechas en color en las lneas de transmisin, cargas, generadores estn animadas, con su movimiento, tamao y direccin proporcionales a magnitud y la direccin del flujo de potencia. Las opciones permiten modificar estos parmetr

para su mejor conveniencia.

2.1.4 Versin de PowerWorld Simulator para uso universitario

No se debe olvidar que el ncleo central de PowerWorld Simulator es la solucin dflujos de potencia, incluyendo informacin econmica de costos de generacin junto coinformacin de operaciones de intercambio de potencia. De hecho, las versiones anteriores este programa no incluan la posibilidad de realizar estudios de fallas, como lo permite la versiactual y centraban su capacidad en los estudios de flujo de potencia. Se ha escogido est programa en su versin Demo que es para uso educativo nicamente y de distribucin gratuita la WEB, porque con ella se pueden realizar todos los estudios disponibles con la versin origin pero en sistemas de hasta 12 barras. Esto resulta suficiente para fines de aprendizaje y dcomprensin en la simulacin de sistemas de potencia para el caso de estudios de flujos dPotencias, fallas por cortocircuito y dems estudios afines. Incluso permite visualizar intercambio de potencia entre dos reas de un sistema interconectado.

La versin del programa utilizada para la realizacin de este trabajo es PowerWorlSimulator 11.0 versin para uso educativo. Esta versin puede ser obtenida en la direccin URde PowerWorld Corporation (http://www.powerworld.com) y es soportada por los sistemaWindows 95/98/2000/Me/XP y NT 3.5 o superior.


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Aunque se desconocen los requerimientos de hardware ideales para la operacieficiente del programa, este se ha probado satisfactoriamente con fines educativos con sistemde hasta 9 barras (Anexo C) en equipos con las siguientes especificaciones:

Procesador AMD 100 MHz. 32 MB de memoria RAM. Disco duro de 2.1 GB. Monitor SVGA, Tarjeta de video (800 x 600).

Es de hacer notar que aunque el disco duro del computador es el indicado, el tamao dlos archivos generados es de 5 kB en promedio, hacindolos fcilmente transportables.

Para usar el simulador Powerworld, en primer lugar se debe instalar el simulador PW eel computador, siguiendo las instrucciones que se dan en los archivos electrnicos asociados. resto de este captulo proporciona los detalles necesarios para familiarizarse con el simulador Py ejecutarlo.

2.2 Descripcin de Ventanas

2.2.1 Ventana General

Para ingresar a esta ventana se debe acceder a la barra de inicio, luego elegiprogramas y finalmente el Icono de Powerworld o bien pinchar sobre el Icono que encuentra en el escritorio. Luego de realizar esta operacin se obtiene la ventana que muestra en la Figura 2.l.

Al iniciar el programa, se encontrarn deshabilitadas la mayora de las Opciones de lBarra de Men, a excepcin de File, Windows y Help.

2.2.2 Modo Edicin (Edit Mode)

Para crear un nuevo proyecto, en File se debe elegir New Case y aparece la hoja detrabajo para el Proyecto tal como se muestra en la Figura 2.2. En esta ventana se encuentra u


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barra de herramientas, la que tiene los siguientes mens:File, Edit, Insert, Format, CaseInformation, Options, Tools, Windows y Help,los cuales sern detallados a continuacin.

Figura 2.1 Ventana general programa Powerworld.

Figura 2.2 Ventana para crear un nuevo caso.


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File: Contiene las opciones indicadas en la Figura 2.3 .

Figura 2.3 Men File.

New Case: Crear un nuevo archivo de trabajo.

Open Case: Abrir un archivo de trabajo existente.

Save Case: Guardar el archivo existente. Save Case as: Guardar el archivo existente en una direccin especfica y con un nuevo nombre.

Validate Case: Validar el archivo existente.

Switch To Run Mode : Cambiar a modo de simulacin. New Oneline: Crear un nuevo diagrama unilineal.

Open Oneline: Abrir un diagrama unilineal existente.


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Save Oneline: Guardar diagrama unilineal existente.

Save Oneline as: Guardar diagrama unilineal en una direccin especfica con un nombre dado.

Export Oneline: Exportar diagrama unilineal existente.

Close Oneline: Cerrar el diagrama unilineal actual.

Load Auxiliary File: Cargar archivo auxiliar.

Open Project: Abrir un Proyecto existente.

Save as Project: Guardar proyecto existente en una direccin especfica y con un nombre dado.

Publish to web: Publicar en pgina de Internet.

Save YBus or Jacobian: guardar datos de la matriz de admitancias de barra o de la jacobiana.

Print Oneline: Imprimir diagrama unilineal actual.

Printer Setup: Opciones de impresin. Exit Program: Salir del programa Powerworld.

Edit: Este Men tiene las siguientes opciones que se muestran en la Figura 2.4.

Figura 2.4 Men Edit.Cut : Borrar elementos seleccionados del diagrama unilineal, los enva al portapapeles.

Copy: Copiar elementos seleccionados del diagrama unilineal al portapapeles.

Paste: Pegar los elementos seleccionados del portapapeles en el diagrama unilineal.

Delete: Borrar los elementos seleccionados en el diagrama unilineal.


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Select by Criteria: Permite seleccionar los elementos desde una ventana en la que se muestrantodos los elementos de diagrama unilineal.

Select Region: Permite seleccionar un sector del diagrama unilineal.

Insert: Este men tiene las opciones de la figura 2.5.

Figura 2.5 Men Insert.


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Show Insert Palette for: submen que muestra los objetos insertados (reas, Barras,Subestaciones, Zonas).

Auto Insert: Auto insertar.

Bus: Insertar barra.

Generator: Insertar Generador.

Load: Insertar carga.

Switched Shunt: Insertar condensador Shunt.

Transmision Line: Insertar lnea de transmisin.

Transformer: Insertar transformador.

Series Capacitor: Insertar condensadores serie.

DC Line Transmision: Insertar lnea de transmisin DC. MS Transmision Line: Insertar lnea de transmisin MS.

Circuit Breaker: Insertar interruptor al circuito.

Line Flow Pie Chart: Insertar indicador de sobrecarga de la lnea.

Line Flow Arrow: Insertar flecha indicadora de flujo de potencia. Substation: Insertar subestacin.

Area/Zone/Super Area: Insertar rea, Zona o Sper rea.

Owner: Inserta operadores del sistema

Injection Group: Insertar grupo de inyeccin.

Interface: Insertar interface entre circuitos.

Interface Pie Chart: Insertar indicador de sobrecarga en interface.

Field: Insertar campo.

Gauges: Insertar medidas.

Background Graphic: Insertar objetos tras el diagrama unilineal.

Insert GIS Data From Shape File: Permite importar datos desde un archivo

Text: Insertar texto al diagrama unilineal. Memo Text: Insertar cuadro de slo escritura en el diagrama.

Oneline Link: Insertar enlace a un circuito unilineal existente en memoria.

Document Link: Insertar enlace a un documento.


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Format: Este men tiene las opciones de la Figura 2.6.

Font: Tipos de letras a usar para la informacin del elemento y resultados del estudio.

Line/Fill: Personaliza el tamao y el color de la lnea del objeto seleccionado

Levels/Layers: Indica el nivel del objeto seleccionado

Display/Size: Personaliza las dimensiones del objeto seleccionado.

Send to Back: Enviar atrs el elemento

Bring to Front: Traer al frente el elemento.

Dinamic Formatting: Formato dinmico

Figura 2.6 Men Format.

Case information : Este men tiene las siguientes opciones. (Figura 2.7)

Case Description: Descripcin del caso.

Case Sumary: Resumen del caso.

Area/Zone/Owner Filters: Filtro para obtener informacin de reas, Zonas y Operadores.

Custom Case Info: Muestra informacin personalizada del caso.

Areas: Muestra informacin de las distintas reas existentes.

Buses: Muestra informacin de todas las barras.

DC Lines: Muestra informacin de lneas DC.

Generators: Muestra informacin de los generadores.

Generator/Load Cost Models: Muestra informacin de los modelos de costos para losgeneradores y las cargas.


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Injection Groups: Muestra informacin de los grupos de inyeccin.

Interfaces: Muestra informacin de las interfaces.

Limit Monitoring Settings: Ajustes de lmite de monitoreo

Lines And Transformers : Muestra informacin de lneas y transformadores.

Loads: Muestra informacin de las cargas.

Mismatches: Muestra informacin de desbalance de potencia en una barra.

MW Transactions (Base): Muestra informacin de las transacciones de potencia activa.

Outages: Muestra informacin de todas las interrupciones del circuito.

Ownership: Muestra informacin de los operadores.

Substations: Muestra informacin de las subestaciones.

Super Areas: Muestra informacin de las Sper reas. Switched Shunts: Muestra informacin de los condensadores shunt.

Transformer Controls: Muestra el estado de los transformadores de control.

YBus: Muestra informacin de la matriz de admitancias de barras.

Zones: Muestra informacin de las zonas.

Other: Despliega un men que contiene informacin de transaccin de potencia, variacin dcarga, matriz jacobiana, etc.

Options: Este men tiene las opciones indicadas en la Figura 2.8.

Solution/Environment: Muestra opciones de Soluciones y ambientes de simulacin.Oneline Display: Muestra opciones para el diagrama unilineal.

Default Drawing Values: Volver los dibujos a su valor predeterminado.


Screen Layers: Capas de pantalla.

List Display Objects: Muestra una lista de los objetos existentes en el diagrama unilineal y permite corregir dimensiones de las fuentes.

Browse Open Onelines: Este dilogo muestra los objetos del diagrama unilineal con la finalidadde revisar los objetos existentes.

Refresh Anchors: Realiza la funcin de actualizar el diagrama unilineal.

Renumber Buses: Realiza la funcin de renumerar las barras del circuito.


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Figura 2.7 Men Case Information.

Figura 2.8 Men Options


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Tools: Este men tiene las siguientes opciones ( ver Figura 2.9)

Bus View: Muestra informacin visual de la barra

Substation View: Muestra informacin visual de subestacin

Power Flow List: Muestra detalladamente toda la informacin sobre los flujos de potencias desistema en un formulario de texto tradicional.

Quick Power Flow List: Muestra informacin rpida de flujos de potencia por barra.

Create Equivalent: Permite crear sistemas equivalentes.

Scale Case: Entrega los valores detallados por barras, reas, zonas, etc.

Set Generator Part. Factors: Realiza la funcin de fijar los generadores segn su factor de

participacin. Set Selected Field: Muestra opciones para los campos seleccionados.

Network topology: Topologa de la red

Append Case: Aadir un caso.

Tap Transmission Line: Permite auto insertar una barra en una lnea de transmisin.

Move Bus Equipment: Permite mover los equipos desde una barra a otra.

Split Bus: Permite reemplazar las barras

Merge Buses: Permite tomar los datos de una barra para incorporarlos en una nueva

List of Unised Bus Numbers: Muestra una lista de las barras que no se utilizan.

GIS Tools: Herramientas de Sistema de Informacin Geogrfica.

Windows: Este men tiene las opciones que se muestran en la Figura 2.10.

Keyboards Shortcuts: permite tener accesos directos en el teclado.

Tile: colocar las ventanas en los azulejos no solapados

Cascade: Colocar las ventanas en una forma solapada Refresh Displays: realiza la funcin de actualizar las ventanas.

Toolbars: Permite visualizar o esconder las barras de herramientas estndar.

Swith to Free-Floating Windows: Cambia el modo de la ventana

Toggle Full Screen: Permite ver el diagrama unilineal en pantalla completa

1, 2, 3 : Activar la ventana especificada.


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Figura 2.9 Men Tools.

Figura 2.10 Men Windows.


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Help: Este men tiene las siguientes opciones (ver Figura 2.11)

Figura 2.11 Men Help.

Contents: Contenido de ayuda para la utilizacin del simulador Auxiliary File Format: Muestra una ayuda en un archivo auxiliar.

About: Visualiza el nmero de la versin de Powerworld

Powerworld Web Site: Sitio web del simulador Powerworld

Export Objects Fields: Exporta todos los objetos del campo a un archivo de texto o una hojaExcel

Set Help File: Selecciona un archivo de ayuda

2.2.3 Modo de simulacin (Run Mode)

Al poner el simulador en modo Run se activan los siguientes mens.

Simulation: Este men tiene las opciones de la Figura 2.12.

Solve and Animate: Resuelve e inicia la simulacin animada.

Stop Solution/animation: Detener la simulacin.

Restore: permite que el sistema vuelva al estado inicial. Single Solution Full Newton: Resolucin nica mediante el mtodo Newton completo. Single Solution Fast Decoupled: Resolucin nica mediante mediante el mtodo DesacopladoRpido.

Polar NR Power flow: Resolver el problema de flujos de potencia mediante el mtodo NewtonRaphson en forma polar.


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Gauss-Seidel Power Flow: Resolver el flujo de potencia mediante el mtodo Gauss-Seidel.

DC Power Flow: Realizar flujo de potencia DC.

Reset to Flat Start: Permite escoger diferentes situaciones a considerar.

Robust Solution Process: Proceso de solucin robusto.

Primal LP: Utilizar programacin lineal primal.

Clear Scritp File: Limpiar archivo de escritura.

Open Scritp File: Abrir archivo de escritura.

Figura 2.12 Men Simulation.

Options: Este men tiene las opciones indicadas en la Figura 2.13.

Solution/Environment: Muestra opciones de Soluciones y ambientes de simulacin.

Oneline Display: Muestra opciones para el diagrama unilineal. Default Drawing Values: Volver los dibujos a su valor predeterminado.


Screen Layers: Capas de la pantalla.

Browse Open Onelines: Este dilogo muestra los objetos del diagrama unilineal con la finalidadde revisar los objetos existentes.


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Contouring: Crea y anima el contorno del mapa cambiando los colores de las animaciones.

3D View: Permite ver el diagrama unilineal en 3 dimensiones.

Difference Flows: Diferencia de Flujos, que se utiliza para hacer nfasis en el impacto de loscambios del sistema.

Present case topological differences from the base case: Muestra los cambios que se han hechoal proyecto.

Charts: Muestra grficos de carga, generacin, transaccin de energa, etc.

Figura 2.13 Men Options en modo Run.

Tools: Este men tiene las siguientes opciones (Figura 2.14).

Bus View: Muestra informacin visual de la barra

Substation View: Muestra informacin visual de subestacin

Power Flow List: Muestra detalladamente toda la informacin sobre los flujos de potencias de

sistema en un formulario de texto tradicional.Quick Power Flow List: Muestra informacin rpida de flujos de potencia por barra.

Contingency Analysis: Realiza anlisis de contingencias.

Available Transfer Capability (ATC): Permite la determinacin de la mxima transferencia posible de potencia activa entre dos grupos de generadores o cargas sin violar ningn lmite seguridad disponible.


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Time Step Simulation Dialog: Dilogo para el tiempo de paso de la simulacin. Scale Case: Entrega los valores detallados por barras, reas, Zonas, etc.

Set Generator Part. Factors: Realiza la funcin de fijar los generadores segn su factor de participacin.

Power Transfer Distribution Factors (PTDFs): Permite controlar y ver los resultados detransferencia de potencia y el clculo de los factores de distribucin.

TLR Sensitivities / Generation Shift Factors: Herramientas para hacer clculos de sensibilidad.

Other Sensituvities: Otras sensibilidades.

Fault Analysis: Muestra la ventana para anlisis de fallas.

Governor Power Flow: Muestra toda la informacin relacionada con la solucin de flujos de

potencias. Make Movie: Crea un archivo de video del diagrama unilineal con todos los anlisis deseados.

GIS Tools: Herramientas de Sistema de Informacin Geogrfica.

Menu LP/OPF

Uno de los productos adicionales de PowerWorld es el Flujo Optimo de Potencia(Optimal Power Flow - OPF). El simulator OPF considera el algoritmo de optimizacin conoci

como flujo de potencia ptimo. La ventaja de tener dicha herramienta dentro del Simulador es posibilidad de llevar a cabo un despacho ptimo de generacin en un rea o grupo de reas control considerando al mismo tiempo los lmites de las lneas de transmisin y de las interfaceSimulator OPF puede as calcular el precio marginal del suministro de electricidad a cada bar(conocido tambin como precio marginal nodal), tomando en cuenta los fenmenos de congestien el sistema de transmisin. La ventaja de Simulator es que estos valores no son slo calculadosino que tambin pueden ser presentados en un diagrama unilineal, dibujados, o exportados a uhoja de clculo.

Men Voltaje Stability

El programa incluye el mdulo para anlisis de estabilidad de voltaje, llamadoHerramienta PVQV (Curva PV y Curva QV), que permite la identificacin de los riesgos tan para la estabilidad de voltaje de los sistemas como para el soporte reactivo, especialmente duran


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estudios de planeacin. Esta informacin es til en la identificacin de estrategias para reforzarsistema contra este tipo de riesgos. PVQV constituye una herramienta completa para el anlisde voltaje en el ambiente familiar y de fcil uso caracterstico de PowerWorld Simulator.

Figura 2.14 Men Tools en modo Run.

2.2.4 Uso las barras de herramientas, barras de herramientas Standard

El simulador tiene una amplia gama de barras de herramientas para un acceso fcil todas sus caractersticas. Se pueden mover y clasificar segn tamao dependiendo del caso. L barras de herramientas alojan varios mandos cada uno de los cuales pueden activarse con un sclick del Mouse. El simulador proporciona varias barras de herramientas para poder personalizmuchas de las cuales se despliegan por defecto.


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Barra de herramienta Principal

Esta barra de herramientas proporciona el acceso a los mens principales del programFile, Edit, Insert, Windows, y Help (ver Figura 2.15). Los mens predefinidos que se muestran el Men Principal varan dependiendo del modo en el que se encuentre (Edit Mode o Run ModEsta barra de herramientas est siempre visible, pero simplemente puede personalizarse comcualquier otra barra de herramientas en el Simulador. Los mens pueden personalizarsinicialmente ms all de aquellos que se despliegan por defecto. Cualquier men de la barra herramientas se guardar en el registro del sistema para cuando el Simulador se vuelva a inicien el computador. Si se desea restablecer las barras de herramientas y los mens a sus form

predefinidas, puede hacerse realizando un clic en el rea de la barra de herramientas y apretanel botn Restablecer en el men correspondiente de la barra de herramientas.

Figura 2.15 Barra de Herramientas

Barra de estado (Status Bar)

La barra de estado se muestra abajo en el lado izquierdo de la ventana del simuladoindicando distintas situaciones dependiendo del modo en el que se est trabajando.

En el modo de edicin (Edit Mode) indica la posicin del cursor en el diagramunilineal, tal como se muestra en la Figura 2.16.

Figura 2.16 Barra de estado en modo de edicin.


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En el modo de simulacin (Run Mode) indica en que situacin se encuentra lsimulacin, si est corriendo, en pausa, etc. Adems indica que tipo de caso se est ejecutandoes AC o DC y el estado de la diferencia de flujos del circuito (Figura 2.17).

Figura 2.17 Barra de estado en modo Run

Barra de herramientas File

La barra de herramientas FILE proporciona el acceso a las actividades del sistemoperativo como Guardar un diagrama unilineal o modelo del caso, imprimir un diagramunilineal, o cargar un caso existente en el PC. Esta Barra de herramientas tambin ofrece acceso al sistema de ayuda en lnea y a la herramienta de aprobacin del caso en PowerWorlElla contiene los siguientes botones. (Figura 2.18)

Figura 2.18 Barra de herramientas File.

Abrir un archivo de trabajo existente.

Abrir un diagrama unilineal existente.

Guardar el archivo existente.

Guardar diagrama unilineal existente.

Crear un nuevo archivo de trabajo.

Crear un nuevo diagrama unilineal.

Cargar Archivo auxiliar


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Validar el archivo existente.

Imprimir.

Ayuda

Barra de herramientas Program

La barra de herramientas de programacin permite pasar del modo de simulacin amodo de edicin o viceversa y poder controlar varios aspectos de la solucin de los flujos d potencias.

Esta barra de herramientas (Figura 2.19) contiene los siguientes botones.

Figura 2.19 Barra de herramientas Program.

Interrupcin (Abort)

Este botn permite detener la simulacin actual. Si se est realizando una simulacisincronizada el botn de interrupcin detendr brevemente la simulacin

Modo de edicin (Edit Mode)

El Modo de edicin se usa para crear un nuevo caso o modificar los casos existentePara cambiar a Modo de edicin, hacer clic en el botn Edit Mode en la barra de herramientasdel programa o en el men principal File > Switch to Edit Mode. Las acciones que realiza elmodo de edicin son:


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- Crear un caso nuevo. (New Case)- Crear un nuevo diagrama unilineal. (New Oneline).- Agregar nuevos componentes grficamente a un caso existente.(Insert Menu)- Modificar la apariencia de los objetos unilineales. (Format Menu)- Ver y modificar un caso usando la lista de desplieges no grficas.(Case Informacin)- Equivalencia de un caso. (Equivalencing)- Aadir un subsistema a un caso existente. (Appending a Case)- Para ms detalles sobre el modo de edicin por favor ver Edit Mode.

Modo de simulacin (Run Mode)

El Modo de simulacin (Run Mode) permite visualizar los flujos de potencias y obtenelos datos del caso en un simple click. Para acceder al modo de simulacin se debe hacer click al botn Run Mode en la barra de herramientas del programa o en el men principalFile >Switch to Run. Los aspectos importantes del modo de simulacin son:

- Los diagramas unilineales, permiten ver el caso grficamente.- Existen dilogos para cambiar opciones de simulacin y la solucin de flujos d

potencia.- Hay varios tipos de grficos para las distintas variables del sistema.- Permite variar fcilmente la carga, hacer desviaciones, e introducir generacin

cualquier nmero de barras- Realizar anlisis de falla- Ejecutar estudios de capacidad de transferencia- Genera curvas PV y QV.

- Para ms detalles sobre el modo de simulacin por favor ver Run Mode .

Modo de escritura (Script Mode)


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Como el nombre lo indica, un archivo de escritura contiene acciones especficas qutienen lugar automticamente en momentos especficos durante la simulacin dPOWERWORLD. Usando un Script cualquier accin que el usuario realice ya sea de manemanual o automtica puede ser visualizada en un archivo de escritura. Adems es posibagregar anotaciones de texto escritas que aparecen en la pantalla a lo largo de la simulacin.

Conjunto de mensajes (Message Log)

Este comando muestra un registro de todas las acciones de simulacin que se realizan eel caso.

Single Solution Full Newton

Realiza una solucin simple de las ecuaciones de flujo de potencias. Este botn permial Simulador realizar un flujo de potencias de manera autnoma. Slo puede ser utilizado en modo de simulacin.

Barra de herramientas Edit

Esta barra de herramientas slo puede ser utilizada en el modo de edicin, realiza laopciones de copiar y cortar objetos en el diagrama unilineal con el fin de pegarlos en otrdiagrama o para ser trasladados de posicin en el mismo, tambin permite seleccionar en urectngulo para poder copiar o cortar un conjunto de objetos.


Figura 2.20 Barra de herramientas Edit.


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Borrar elementos seleccionados del diagrama unilineal, los enva al portapapeles.

Copiar elementos seleccionados del diagrama unilineal al portapapeles.

Pegar los elementos seleccionados del portapapeles en el diagrama unilineal.

Permite seleccionar los objetos desde una ventana, la que muestra todos loscomponentes del diagrama unilineal.

Seleccionar regin.

Barra de herramientas Insert

Esta barra de herramientas contiene numerosos botones que permiten agregar el dibujobjetos al diagrama unilineal actual. Los botones en esta barra de herramientas proporcionan acceso a la mayora de las actividades disponibles del men de Insercin.


Figura 2.21 Barra de herramientas Insert.

Insertar texto.

Insertar un cuadro a modo de memoria.

Insertar polgono.


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Insertar rectngulo.

Insertar crculo.

Insertar objetos en el diagrama unilineal (imgenes y figuras geomtricas).

Insertar un hipervnculo a un documento desde un archivo existente.

Insertar hipervnculo a un circuito unilineal desde un archivo existente direccin URL

Insertar una barra.

Insertar subestacin.

Insertar una lnea de transmisin AC.

Insertar un Generador.

Insertar una carga.

Insertar un transformador.

Insertar un condensador Shunt.

Insertar un interruptor al circuito.

Insertar un indicador de sobrecarga de la lnea.Insertar flecha indicadora de flujo de energa.

Insertar campo.

Insertar un grupo de inyeccin.

Insertar rea, Zona o Sper rea.

Insertar una interfase entre circuitos

Insertar un campo para las interfaces

Insertar un indicador de sobrecarga en interface.


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Barra de herramientas Format

La barra de herramientas de formato permite controlar los atributos de los objetos tale

como la fuente, colores, estilos de lnea, acercamiento, y nivel del grosor de la capa del objeque ha sido seleccionado. Esta barra de herramientas tambin permite poner los valore predefinidos cuando es necesario. Proporciona el acceso a la mayora de las actividaddisponibles en el men Format del men principal.


Figura 2.22 Barra de herramientas Format.

Fuentes para la informacin del elemento.

Lnea y espesor del elemento.

Niveles y capas de los elementos.

Realiza opciones de acercamiento y medidas de los elementos.

Enviar atrs el elemento.

Traer al frente el elemento.

Barra de herramientas Case Information

Esta barra de herramientas mantiene un acceso fcil a la informacin del casodependiendo del objeto a seleccionar, muestra opciones desde una ventana que el usuario pue personalizar para un estudio ms detallado del sistema.



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Figura 2.23 Barra de herramientas Case Information.

Permite al usuario personalizar la animacin de la simulacin.

Esta opcin del men copia toda la informacin que se muestra en una ventana a portapapeles de Windows, el que se puede copiar en otros programas como Excell paun anlisis ms extenso.

Esta opcin del men copia toda la informacin que es seleccionada con el rectngulcreado con el mouse al portapapeles de Windows, el que se puede copiar en otro programas como Excell para un anlisis ms extenso.

Permite pegar la informacin que ha sido enviada al portapapeles de Windows.

Permite recuperar un registro que pertenece a un elemento particular. Este botn se us para encontrar archivos que pertenecen a un elemento identificado por nmero nombre.

Permite buscar un texto especfico en una ventana de informacin.Muestra una ventana con toda la informacin del objeto seleccionado.

Muestra una ventana en la que pueden controlarse las opciones de volmenes y formade los objetos del diagrama unilineal.

Permite ver todos los datos de los objetos insertados en el diagrama unilineal.

Muestra la ventana para filtrar elementos desde Areas, Zonas y Operadores.

Esta ventana muestra filtros que se han definido para el tipo de objeto (por ejempl barra, generador, interfaces, etc).

Permite al usuario configurar el filtro basado en el criterio deseado.

Permite actualizar al simulador para que tengan efectos los cambios hechos en esistema.


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Muestra una ventana que permite calcular distintos valores correspondientes a lcolumna seleccionada (suma, promedio, varianza, etc).

Permite auto ajustar las dimensiones de las columnas.

Realiza la funcin de aumentar los decimales de los datos entregados en las columnas.

Realiza la funcin de disminuir los decimales de los datos entregados en las columnas.

Barra de herramientas Zoom

Esta barra de herramientas permita hacer todo tipo de acercamientos o alejamientos adiagrama unilineal, el acceso a esta barra permite dimensionar el circuito de manera ptima.


Figura 2.24 Barra de herramientas Zoom.

Permite realizar un acercamiento a un rea seleccionada del diagrama unilineal.

Realizar un alejamiento a un rea seleccionada del diagrama unilineal.

Realizar acercamiento al diagrama unilineal.

Realizar alejamiento al diagrama unilineal.

Permite Ajustar de mejor manera el diagrama unilineal en la ventana de Windows.Permite buscar un objeto en el diagrama unilineal.

Permite guardar el diagrama unilineal que se est visualizando.

Muestra la informacin de alejamientos y acercamientos del caso.


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Barra de herramientas Options/Info

Esta barra de herramientas (Figura 2.25) proporciona un acceso rpido a toda linformacin del sistema, adems de las opciones que este presenta. Contiene los siguient botones.

Figura 2.25 Barra de herramientas Option/Info.

Muestra opciones de simulacin.

Muestra opciones del diagrama unilineal.

Permite volver los dibujos a su valor predeterminado.

Muestra filtro para obtener informacin de reas, Zonas y Dueos.

Formato Dinmico, realiza cambios a los componentes en forma simultnea.

Activar formato dinmico para el diagrama unilineal

Muestra lista rpida de flujos de potencias.

Muestra informacin visual de barra.

Muestra informacin visual de subestacin.

Muestra la Ubicacin del diagrama unilineal en el computador.


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CAPTULO 3 - DESARROLLO DE APLICACIONES

3.1 Introduccin

En este capitulo se presentan aplicaciones de esta herramienta de simulacin, con ldoble finalidad de acercar al usuario al manejo de herramientas digitales y de proporcionarle posibilidad de estudiar el funcionamiento del sistema elctrico de potencia en cualquier situaci posibilidad que mediante tcnicas tradicionales sera impensable debido a la limitacin en nmero de barras del sistema a analizar y en el nmero de estudios a realizar sobre un sistemconcreto. Asimismo, en el presente captulo se presentarn las ventajas de esta herramient

frente a otras herramientas de uso general como MATLAB, en el anlisis de flujos de potenciafallas por cortocircuito y despacho econmico.

Para realizar un anlisis comparativo se emplearn los programasFUGO y COSEPdesarrollados en Matlab. El primero denominado FUGO [5] es un programa para clculo dflujos de potencia desarrollado en ambiente Windows que incluye todos los elementocomponentes de una red. Utiliza los Mtodos de Newton Raphson y permite resolver sistemas distribucin y transmisin. El segundo COSEP [7] es un programa computacional diseado parealizar clculos de cortocircuito simtricos y asimtricos como ayuda para efectuar estudiosanlisis de sistemas elctricos de potencia (SEP), incluyendo no el clculo de los voltajes prefalla (Mtodo de Newton-Raphson) en sistemas radiales o enmallados.

Para la comparacin se consideraron las redes [5], [7], cuyos datos se incluyen en Anexo C.

3.2 Clculo de los flujos de potencias

El estudio del flujo de carga en un sistema elctrico de potencia consiste en el anlisdel sistema en rgimen permanente y en situacin equilibrada bajo unas condicionedeterminadas de operacin (un escenario de generacin y demanda determinado y undeterminada configuracin de la red que interconecta a generadores y consumidores).


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A travs del estudio de flujos de carga se obtienen la magnitud y el ngulo de fase de ltensin, as como los flujos de potencia activa y reactiva en cada rama (lneas, trasformadoreconstituyendo una importante herramienta en la operacin y planificacin del sistema, ya q permite detectar situaciones como sobrecarga de lneas y transformadores, violacin de llmites de tensin, etc.

El problema del clculo de flujos de carga consiste en la resolucin de un sistema de 2ecuaciones no lineales, siendo n el nmero de nudos del sistema.

(3.1)

Este hecho limita, en caso de no emplearse una herramienta de clculo, el tamao desistema y el nmero de casos de estudio y por tanto las conclusiones que pueden extraerse sobel funcionamiento del sistema.

En el presente captulo se compara la resolucin del flujo de potencias mediante lutilizacin de dos herramientas diferentes: PowerWorld y FUGO. Para el desarrollo de ste modela un sistema constituido por tres generadores que alimentan a un conjunto de tres cargastravs de una red constituida por cinco lneas y tres transformadores, cuyos primarios estn a 13kV y los secundarios a 138 kV (Figura 3.1). Los datos del sistema, en valores por unidad estreferidos a una base comn de 100 MVA y son los que se indican en las tablas del Anexo C:

3.2.1 Resolucin del sistema de 9 barras con PowerWorld

Para crear este sistema con el Simulador PowerWorld, se insertan y se unen todos loelementos que lo conforman en una hoja en blanco, y se especifican sus caractersticas. Una vcreado el modelo en el Modo Edit, se pasa al Modo Run, donde se simula, pudiendo visualizcualquier variable del sistema: magnitud y ngulo de la tensin en cada nudo, potencia activareactiva, etc.


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Figura 3.1 Diagrama unilineal del sistema de 9 barras

Durante el tiempo que dura la simulacin, se muestra de forma animada la variacin dlos flujos de cargas, el sentido de dicha circulacin, el estado de carga de cada una de las lneaslas prdidas que se producen en el sistema (Figura 3.2).

Tambin, es posible visualizar mediante una escala de colores las zonas del sistema elas que una magnitud dada, como la tensin, alcanza un cierto nivel, lo que facilita la rpiinterpretacin de los resultados obtenidos y la comparacin con simulaciones anteriores (Figu3.3).

Adems se puede ver cada barra en forma independiente con el fin de visualizar la potencias entrantes y salientes de la barra como ejemplo, en la Figura 3.4 se muestra la barraadicionalmente y con un solo clic se puede obtener la matriz de admitancias del sistema y

jacobiano del flujo de potencia, siendo posible exportarlos a otras herramientas de anlisis.


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Figura 3.2 sistema de 9 barras con PowerWorld.

Figura 3.3 Visualizacin de los voltajes en escala de colores


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Por otra parte, la lista de los flujos de potencias del sistema se tiene en un archivo detexto a fin de realizar un anlisis ms completo (Figura 3.5).

Figura 3.4 Ventana de barra

Figura 3.5 Lista de flujos de potencia en PowerWorld


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Por ltimo, es posible aproximarse a la realidad de la operacin de un sistema d potencia al definir la evolucin de la demanda de los diferentes nudos del sistema a lo largo d periodo de simulacin y la maniobra de conexin y desconexin de los diferentes elementmediante la apertura y cierre de los interruptores que los conectan al resto del sistemaobservando el efecto de dichas acciones en el conjunto del sistema: nivel de carga de las lnea perfil de tensiones, etc.

3.2.2 Resolucin del sistema de 9 barras con FUGO

En el desarrollo de este ejemplo mediante FUGO, es necesario ingresar a Matlab, ubicel directorio donde se encuentre FUGO y luego escribirfugo.

FUGO consta de las siguientes ventanas: Bienvenido a FUGO, General, Barras, LineasTCD, Mtodos.

Figura 3.6 Ventana de presentacin FUGO

La Figura 3.6 corresponde a la presentacin de FUGO, si hace clic en Entrar, scerrar la ventana Bienvenidos aFUGO, dando paso a una nueva ventana llamadaGeneral endonde se inicia el ingreso de datos del sistema a analizar.


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Ventana General

En ella se inicia el ingreso de datos del sistema como son: el nombre del SistemaElctrico de Potencia (SEP), nmero de barras, nmero de barras controladas (PV), nmero lneas y nmero de Transformadores con Cambio de Derivacin (TCD). Luego de completar cla informacin solicitada se tiene acceso a las siguientes ventanas: Barras, Lneas, TCDMtodos, Ayuda y Salir.

Ventana Barras

Aqu se debe ingresar el Nmero de la barra, el Tipo de Barra (PQ, PV SL) segcorresponda, Voltaje de la Barra en p.u., Nombre de la Barra, Potencia Generada y PotencConsumida en ella (ambas en p.u.).

Ventana Lneas

Aqu se debe ingresar: la ubicacin de la Lnea, la Impedancia serie (Z) y Admitanci paralelo (Y/2) de la misma (ambas en tanto por unidad).

Ventana TCD

En la ventanaTCD, se debe indicar: la ubicacin del TCD, su Impedancia nominal o decortocircuito (en p.u.) y el lado en el cual se ubica el tap. Tambin existen 3 botones: AceptaCerrar y Ayuda.

Ventana Mtodos

Aqu se debe elegir alguna de las versiones del mtodo de Newton Raphson con la cuse quiere resolver el problema. Las opciones son las siguientes: Jacobiano CompletoDesacoplado y Desacoplado Rpido, adems de poder modificar el criterio de convergencia y elnmero de iteraciones mximas.


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Luego de validar toda la informacin ingresada en cada una de las ventanas de FUGO,seleccionando la versin del mtodo de Newton Raphson que se desee se debe pulsar Acepta para realizar el clculo de flujos de potencias.

Presentacin de Resultados

El programa, entrega un listado de resultados como archivo de texto con extensin txt, cual es abierto inmediatamente despus que se termina la ejecucin del programa y guarda en archivo cuyo nombre corresponde al del sistema y que se muestra a continuacin.

SISTEMA EN ESTUDIO 9barras

ESPECIFICACIONES Y DATOS DEL SISTEMA

NMERO DE NODOS 9NMERO DE LNEAS 9NMERO DE NODOS CONTROLADOS 2NMERO DE T.C.D. O

ESPECIFICACIN Y UBICACIONES DE LAS LNEAS------------------------------------------

UBICACION IMPEDANCIA SERIE ADMITANCIA A TIERRADESDE HASTA ( Z ) (Y/2BARRA N 0 BARRA N 0 R X G/2 B/2---------------------------------------------------------------------

1 3 0.0000 0.0586 0.0000 0.00001 6 0.0390 0.1700 0.0000 0.35801 8 0.0119 0.1008 0.0000 0.20902 7 0.0000 0.0625 0.0000 0.00004 5 0.0100 0.0850 0.0000 0.17604 6 0.0170 0.0920 0.0000 0.15804 9 0.0000 0.0576 0.0000 0.00005 7 0.0320 0.1610 0.0000 0.30607 8 0.0085 0.0720 0.0000 0.1490

ESPECIFICACIONES DE CARGA DE LAS BARRAS---------------------------------------

BARRA VOLTAJE POTENCIA GENERADA POTENCIA CONSUMIDA TIPO NOMBREN0 POT.ACT POT.REAC POT.ACT POT.REAC-----------------------------------------------------------------------------1 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 PQ Barra.. .12 1.0250 1.7000 0.0000 0.0000 0.0000 PV Barra.. .23 1.0000 0.8000 0.0000 0.0000 0.0000 PV Barra.. .34 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 PQ Barra.. .45 1.0000 0.0000 0.0000 1.3000 0.1000 PQ Barra.. .56 1.0000 0.0000 0.0000 1.0000 0.3000 PQ Barra.. .67 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 PQ Barra.. .78 1.0000 0.0000 0.0000 0.9500 0.2000 PQ Barra.. .89 1.0400 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 SL Barra.. .9


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SOLUCION DEL PROBLEMA**********************

METODO DE NEWTON-RAPHSON

*************************

NUMERO DE ITERACIONES = 5.0 EXACTITUD= .001000

POTENCIA GENERADA POTENCIA CONSUMIDANOMBRE POT.ACT POT.REACT POT.ACT POT.REACT VOLTAJE ANGULO TIPO

-------------------------------------------------------------------------Barra...1 .0000 .0000 .0000 .0000 1.0512 1.6533 PQBarra...4 .0000 .0000 .0000 .0000 1.0676 2.3736 PQBarra...5 .0000 .0000 1.3000 .1000 1.0745 4.1733 PQBarra...6 .0000 .0000 1.0000 .3000 1.0636 4.1989 PQBarra...7 .0000 .0000 .0000 .0000 1.0637 3.5612 PQBarra...8 .0000 .0000 .9500 .2000 1.0612 .6843 PQBarra...3 .8000 -.8558 .0000 .0000 1.0000 4.2106 PVBarra...2 1.7000 -.5510 .0000 .0000 1.0250 9.1545 PVBarra...9 .7983 -.4818 .0000 .0000 1.0400 .0000 SL

FACTOR DE POTENCIA DEL SISTEMA = .8562 CAPACITIVO------------------------------ ----------

FLUJO DE POTENCIA ENTRE BARRAS******************************

POTENCIA PERDIDADE A P Q P Q

---------------------------------------------------------------------Barra...3 Barra...1 .8004 .8558 .0000 .0805Barra...1 Barra...6 .6278 .5819 .0151 .7346Barra...1 Barra...8 .1726 .3543 .0005 .4622Barra...2 Barra...7 1.7002 .5510 .0000 .1900Barra...4 Barra...5 .4087 .3289 .0016 .3901Barra...4 Barra...6 .3896 .1992 .0023 .3465Barra...9 Barra...4 .7983 .4818 .0000 .0463Barra...7 Barra...5 .9177 .5358 .0248 .5745Barra...7 Barra...8 .7825 .2052 .0046 .2973

----------------TOTALES = .0489 2.4885

Al igual que con el simulador PowerWorld, FUGO calcula lo que tienen que generar lacentrales para cubrir las prdidas, la magnitud y el ngulo de fase de la tensin y la potencactiva y reactiva que fluye en cada rama aunque la presentacin de los resultados, en forma tabla, dificulta su anlisis y la comparacin con los obtenidos con otros escenarios.


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Tabla 3.1. Voltajes de barra para el sistema de 9 barrasDatos Resultantes en

FUGO Datos Resultantes en

PowerWorld SimulatorBarra |V| (p.u.) |V| (p.u.)

1 1,0512 1,6533 1,0512 1,6472 1,0250 9,1545 1,0250 9,1483 1,0000 4,2106 1,0000 4,2034 1,0676 -2,3736 1,0676 -2,3755 1,0745 -4,1733 1,0745 -4,1766 1,0636 -4,1989 1,0636 -4,2027 1,0637 3,5612 1,0637 3,5568 1,0612 0,6843 1,0612 0,6799 1,0400 0,0000 1,0400 0,000

Tabla 3.2. Flujos de potencia para el sistema de 9 barrasUbicacin Datos Resultantes en

FUGODatos Resultantesen PowerWorld

Desde Hasta MW MVAr MW MVAr3 1 80,04 -85,58 80,00 -85,581 6 62,78 -58,19 62,75 -58,191 8 17,26 -35,43 17,25 -35,432 7 170,02 -55,10 170,00 -55,104 5 40,87 -32,89 40,90 -32,904 6 38,96 -19,92 38,99 -19,929 4 79,83 -48,18 79,89 -48,197 5 91,77 -53,58 91,74 -53,587 8 78,25 -20,52 78,26 -20,52

La Tabla 3.1 muestra que la diferencia en las magnitudes y ngulos de los voltajes d barra es muy pequea. No existe error en las magnitudes del voltaje de barra. El mximo err para los ngulos de los voltajes de barra se presenta sobre la barra 3 y es de 0,1804 % . Tanto paramagnitudes como para ngulos, los valores obtenidos con el programa son iguales o ligerameninferiores a los entregados por FUGO. Por otro lado la Tabla 3.2 muestra que el mximo errque se presenta para los flujos de potencia activa es de 0,0751% y corresponde al flujo existenentre las barras 9 y 4. El mximo error para los flujos de potencia reactiva es de 0,02 % y presenta en las ramas 4 a 5 y 9 a 4. Asumiendo los errores totales en cada rama como la suma derror de flujos de potencia activa y reactiva, el mximo porcentaje de error que se presenta es 0,0951 % sobre la rama 9 a 4. Los valores anteriores demuestran la eficiencia del programPowerWorld Simulator en la solucin de flujos de Potencia.


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3.3 Clculo de cortocircuito

Los cortocircuitos ocurren en los sistemas de potencia cuando falla el aislamiento deequipo, debido a sobrevoltajes del sistema por rayos o variaciones por maniobras dinterruptores, a contaminacin del aislamiento (roco salino o contaminacin) o por otras causmecnicas. El cortocircuito resultante o la corriente de falla se determinan por los voltajinternos de las mquinas sncronas y por las impedancias del sistema entre los voltajes dmquina y la falla.

En general, el Clculo de Cortocircuitos debe proporcionar los siguientes resultados:

- La corriente en el punto de falla- La potencia de cortocircuito en el punto de falla- La distribucin de corrientes post-falla en todas las lneas del SEP- Las tensiones post-falla en todas las barras

Para comparar la aplicacin de PowerWorld y Matlab en el clculo de cortocircuitos, eeste punto se considera el sistema de siete barras cuyo diagrama unilineal se muestra en la Figu3.7. En las tablas del Anexo C se dan los datos de mquinas, lneas y trasformadores del sistema

Figura 3.7 Diagrama unilineal del sistema de 7 barras


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3.3.1 Resolucin del sistema de 7 barras con PowerWorld

Luego de disear el sistema en el simulador y de especificar todos los parmetros en Modo Edit, se pasa el Modo Run (Figura 3.8), donde se inicia la simulacin. Para apreciar ufalla en una barra del diagrama unilineal, slo se debe hacer un clic con el botn derecho dratn en el smbolo de la barra para mostrar el men local y luego seleccionar Fault. De esmanera aparece el cuadro de dilogo Fault (Figura 3.9). La barra seleccionada ser elegida forma automtica como la ubicacin de la falla. Luego, seleccionar Calculate para determinarlas corrientes de falla y los voltajes.

Figura 3.8 Representacin del SEP

Adems, los valores se pueden animar en el diagrama unilineal al cambiar el valor dcampo Oneline Display (Figura 3.10). Puesto que con una falla trifsica el sistema permane balanceado, las magnitudes de las fases a, b y c son idnticas. Los voltajes en las barras y lcorrientes de falla en las lneas para para una falla en la barra 3 se muestran en las tablas 3.2 y 3respectivamente.


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Figura 3.9 Ventana Fault Anlisis

Figura 3.10 Animacin del diagrama unilineal

3.3.2 Resolucin del sistema de 7 barras con COSEP

En el desarrollo de este ejemplo mediante COSEP se debe ejecutar el programa entranda Matlab, ubicar el directorio donde se encuentra COSEP y finalmente escribir COSEPCuando se est en C:\MATLAB se debe escribir cd cosep lo que le permite acceder a la carpeCOSEP, donde se encuentra el programa, el que cuenta con las siguientes ventanas.


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Ventana Clculos de Cortocircuitos

La Figura 3.11 corresponde a la ventana de Presentacin de COSEP. Luego de hacer cli

en Entrar, se cierra la ventanaClculo de Cortocircuitosy se ingresa a la ventanaGeneraldonde se puede iniciar el ingreso de datos.

Figura 3.11 Ventana Clculo de Cortocircuito

Ventana General

En esta ventana se inicia el ingreso de datos del sistema en estudio. Se debe indicar: enombre del Sistema Elctrico de Potencia (SEP), el nmero de barras, el nmero de lneas, nmero de barras PV, el nmero de transformadores, el nmero de la barra fallada y limpedancia de falla. Adems, luego de completar toda la informacion del SEP se puede tenacceso a las siguientes ventanas: Barras, Lneas, Transformadores, Ayuda, Tipo de Corto circuito

y Cerrar.

Ventana Barras

Al pulsar sobre el botn Barras de la ventanaGeneral y teniendo sta todos susdatos, se abre la ventanaBarras. En esta ventana se ingresan los datos: Nmero de la Barra,


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Tipo (PQ, PV,o SL), Voltaje de la Barra, Potencia Generada, Potencia Consumida, si tiene o nun generador conectado a ella.

Ventana Lneas

Al pulsar el botn Lnea de la ventanaGeneral y teniendo sta todos sus datos, sedespliega la ventana Lineas, donde se debe ingresar: la ubicacin de la Lnea, la Impedancia sede la Lnea (Z) para cada una de las secuencias, y la Admitancia paralelo (Y/2) de la mism(ambas en tanto por unidad).

Ventana Transformadores

Al presionar el botnTransformadores de la ventanaGeneral y si existen todos losdatos de sta, se puede ingresar a la ventana. En la ventana Transformadores se debe ingresEl nmero del transformador, los nmeros de las barras donde est ubicado el transformador, lvoltajes nominales del mismo en kV y la impedancia de puesta de tierra.

Ventana Tipo de Cortocircuito

Una vez ingresados todos los datos de las ventanas anteriormente sealadas, se pulsa botnTipo de Cortocircuito, para resolver el problema.

Resultados

Al ejecutar cualquiera de los tipos de cortocircuito, los resultados del clculo so

entregados como archivo de texto. A continuacin se muestra un ejemplo donde se da a conocla forma de entrega de resultados para el sistema de 7 barras.


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SISTEMA EN ESTUDIO 7barras

ESPECIFICACIONES Y DATOS DEL SISTEMA

NMERO DE BARRAS : 7

NMERO DE LNEAS : 8NMERO DE BARRAS PV : 1NMERO DE TRANSFORMADORES : 0NMERO DE BARRA FALLADA : 1

MDULO ANGULO

IMPEDANCIA DE FALLA 0.0000 0.0000

ESPECIFICACIN Y UBICACIONES DE LAS LNEAS------------------------------------------------------------------------------------

UBICACION IMPEDANCIA SERIE (Z)DESDE HASTA SEC(+) SEC(-) SEC(0)

BARRA N 0 BARRA N 0 R X R X R X------------------------------------------------------------------------------------

1 3 0.0530 0.2100 0.0530 0.2100 0.1590 0.63001 4 0.0630 0.2520 0.0630 0.2520 0.1890 0.75601 5 0.0310 0.1260 0.0310 0.1260 0.0930 0.37802 3 0.0310 0.1260 0.0310 0.1260 0.0930 0.37802 5 0.0420 0.1680 0.0420 0.1680 0.1260 0.50403 4 0.0840 0.3360 0.0840 0.3360 0.2520 1.00803 7 0.0000 0.0500 0.0000 0.0500 0.0000 0.05005 6 0.0000 0.0500 0.0000 0.0500 0.0000 0.0500

--------------------------------------UBICACION ADMITANCIA A TIERRA

DESDE HASTA (Y/2)BARRA N 0 BARRA N 0 G/2 B/2--------------------------------------

1 3 0.0000 0.02551 4 0.0000 0.03051 5 0.0000 0.01552 3 0.0000 0.01552 5 0.0000 0.02053 4 0.0000 0.04103 7 0.0000 0.00005 6 0.0000 0.0000

CORTOCIRCUITO TRIFASICO SIN CONSIDERAR Zc

SIN CALCULO DE VOLTAJES DE PREFALLA

TENSIONES DE BARRAS---------------------------------------------------------------------------------

UBICACION FASE A FASE B FASE CBARRA N 0 MDULO ANGULO MDULO ANGULO MODULO ANGULO

---------------------------------------------------------------------------------1 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.00002 0.3697 -8.8667 0.3697 -128.8667 0.3697 111.13333 0.3827 -8.8057 0.3827 -128.8057 0.3827 111.19434 0.1640 -8.8057 0.1640 -128.8057 0.1640 111.19435 0.3525 -8.9446 0.3525 -128.9446 0.3525 111.05546 0.4805 -5.2344 0.4805 -125.2344 0.4803 114.76567 0.5047 -5.3280 0.5047 -125.3280 0.5047 114.6720


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TENSIN EN LA BARRA FALLADA

--------------------------------------------------------------FASE A FASE B FASE C

MDULO NGULO MDULO NGULO MDULO NGULO--------------------------------------------------------------

0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

CORRIENTES DE LINEAS

------------------------------------------------------------------------------------UBICACION FASE A FASE B FASE C

DESDE HASTA MDULO ANGULO MDULO ANGULO MDULO ANGULOBARRA N 0 BARRA N 0

------------------------------------------------------------------------------------1 3 1.7670 95.3589 1.7670 -24.6411 1.7670 215.35891 4 0.6314 95.2306 0.6314 -24.7694 0.6314 215.2306

1 5 2.7163 94.8775 2.7163 -25.1225 2.7163 214.87152 3 0.0999 96.7577 0.0999 -23.2423 0.0999 216.75772 5 0.0999 -83.2423 0.0999 -203.2423 0.0999 36.75773 4 0.6314 -84.7694 0.6314 -204.7694 0.6314 35.23063 7 2.4982 95.3824 2.4982 -24.6176 2.4982 215.38245 6 2.6165 94.8057 2.6165 -25.1943 2.6165 214.8057

CORRIENTE EN LA BARRA FALLADA

-------------------------------------------------------------------FASE A FASE E FASE C

MDULO ANGULO MDULO ANGULO MODULO ANGULO-------------------------------------------------------------------5.1147 -84.9126 5.1147 -204.9126 5.1147 35.0874

Al igual que con el simulador PowerWorld, COSEP calcula las corrientes de lnea, lmagnitud y el ngulo de fase de la tensin, aunque la presentacin de los resultados, en forma tabla, dificulta su anlisis y la comparacin con los obtenidos con otros escenarios.

La comparacin de los resultados obtenidos con Powerworld y COSEP (Tablas 3.2, 3.

3.4 y 3.5) muestra que no existe diferencia en las magnitudes y ngulos de los voltajes de barracorrientes de lnea y la diferencia que pueda existir es debido a las aproximaciones de cad programa.


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Tabla 3.2. Voltajes resultantes en PowerWorld para el sistema de 7 barrasBarra Fase A Fase B Fase C

N Mdulo Angulo Mdulo Angulo Mdulo Angulo3 0,00000 0,00 0,00000 0,00 0,00000 0,002 0,36975 -8,87 0,36975 -128,87 0,36975 111,133 0,38270 -8,81 0,38270 -128,81 0,38270 111,194 0,16402 -8,81 0,16402 -128,81 0,16402 111,195 0,35246 -8,94 0,35246 -128,94 0,35246 111,066 0,48054 -5,23 0,48054 -125,23 0,48054 114,777 0,50473 -5,33 0,50473 -125,33 0,50473 114,67

Tabla 3.3. Voltajes resultantes en COSEP para el sistema de 7 barrasBarra Fase A Fase B Fase C

N Mdulo Angulo Mdulo Angulo Mdulo Angulo1 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,00002 0,3697 -8,8667 0,3697 -128,8667 0,3697 111,13333 0,3827 -8,8057 0,3827 -128,8057 0,3827 111,19434 0,1640 -8,8057 0,1640 -128,8057 0,1640 111,19435 0,3525 -8,9446 0,3525 -128,9446 0,3525 111,05546 0,4805 -5,2344 0,4805 -125,2344 0,4805 114,76567 0,5047 -5,3280 0,5047 -125,3280 0,5047 114,6720

Tabla 3.4. Corrientes de lnea resultantes en PowerWorld para el sistema de 7 barrasUbicacin Fase A Fase B Fase C

Desde Hasta Mdulo Angulo Mdulo Angulo Mdulo Angulo

1 3 1,76699 95,36 1,76699 -24,64 1,76699 -144,641 4 0,63142 95,23 0,63142 -24,77 0,63142 -144,771 5 2,71631 94,88 2,71631 -25,12 2,71631 -145,122 3 0,09987 96,76 0,09987 -23,24 0,09987 -143,242 5 0,09987 -83,24 0,09987 156,76 0,09987 36,763 4 0,63142 -84,77 0,63142 155,23 0,63142 35,233 7 2,49825 95,38 2,49825 -24,62 2,49825 -144,625 6 2,61650 94,81 2,61650 -25,19 2,61650 -145,19

Tabla 3.5. Corrientes de lnea resultantes en COSEP para el sistema de 7 barrasUbicacin Fase A Fase B Fase C

Desde Hasta Mdulo Angulo Mdulo Angulo Mdulo Angulo1 3 1,7670 95,3589 1,7670 -24,6411 1,7670 215,35891 4 0,6314 95,2306 0,6314 -24,7694 0,6314 215,23061 5 2,7163 94,8775 2,7163 -25,1225 2,7163 214,87152 3 0,0999 96,7577 0,0999 -23,2423 0,0999 216,75772 5 0,0999 -83,2423 0,0999 -203,2423 0,0999 36,75773 4 0,6314 -84,7694 0,6314 -204,7694 0,6314 35,23063 7 2,4982 95,3824 2,4982 -24,6176 2,4982 215,38245 6 2,6165 94,8057 2,6165 -25,1943 2,6165 214,8057


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Tanto para el clculo de flujos de potencia como el clculo de cortocircuitos ladiferencias no est en los resultados entregados por los programas antes vistos, sino en como presentan los datos. Uno de los aspectos ms importante de PowerWorld es su capacidad grficon la cual se puede desplegar completamente el diagrama unilineal del sistema.

Otro aspecto importante de PowerWorld es su capacidad de mostrar en pantalla lo quest sucediendo dentro del sistema. La ventaja de este esquema unilineal radica en que se pueconseguir rpidamente una percepcin de los flujos de una porcin grande del sistema. Sembargo, cuando se animan los flujos se consigue un efecto ms claro. Flechas de color en llneas de transmisin, cargas y generadores estn animadas, con su movimiento, tamao direccin proporcionales a la magnitud y la direccin del flujo de potencia. Las opciones permiten modificar estos parmetros para una mejor conveniencia.

Todos los parmetros, funciones y herramientas del modelo son fcilmente accesiblemediante la interfaz grfica del usuario (IGU) de Simulator, lo cual ofrece un fcil maneadems de una gran ayuda tanto en la utilizacin del programa como en la interpretacin de sresultados. Usando los diagramas unilineales y la informacin en los dilogos, es posibconstruir y modificar un modelo grficamente y verificar de manera conveniente que los cambique se han hecho son efectivamente correctos. En el Modo de Edicin, el programa permiconstruir nuevos casos ya sea desde el principio o desde un caso de flujo de potencia existente.

3.4 Algunas observaciones al programa encontradas durante los clculos de flujos depotencia y corto circuito

El programa PowerWorld permite establecer mltiples islas durante la simulacin; estquiere decir que si una o varias partes del sistema quedan aisladas, el programa permite simullos flujos de carga en stas ya que asigna en cada una de ellas una barra de referencia.

Cuando se utiliza la opcin de simulacin en el tiempo se tiene la posibilidad de simulaeventos inesperados sobre el sistema; el programa permite decidir con que frecuencia se quiersimular eventos como una descarga atmosfrica sobre una lnea, un tornado, entre otros. Esocasionar la apertura de una lnea (o de una parte del sistema).


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Para los generadores y las cargas no se dispone de una opcin especfica para definir tipo de conexin de los elementos, es decir, no se puede decir si el elemento est conectado eno en . Como solucin a esta limitacin, en el caso de los generadores, la conexin a tierra destos elementos se puede manipular modificando el valor de la impedancia neutro - tierra (Zn).Para el caso de las cargas, los valores que deben modificarse dependiendo de la puesta a tierra las mismas, son los de admitancia de secuencia cero que se ingresan en los registros de las barra las cuales se conectan. (Anexo A).

Permite efectuar control de generacin en un rea especfica por varios mtodos: Contrde participacin de los generadores del rea, el cual presenta varias opciones para definir

contribucin de cada generador por medio de los factores de participacin; Control por despaceconmico, Control por flujo ptimo de potencia y Control por la barra slack del sistema.

Una de las limitaciones presentadas por el programa es que para el modelado dmotores, no existe un elemento que permita definirlos especficamente. La alternativa disponib para motores sncronos es tomarlos como si fueran generadores, teniendo claro que la salida potencia tanto activa como reactiva debe ser especificada como un valor negativo.

Para clculos de fallas PowerWorld Simulator permite visualizar nicamente lascorrientes de falla en una sola barra a la vez, es decir, no hay posibilidad de encontrar lacorrientes de falla sobre cada barra del sistema en una sola simulacin (Anexo B).

La presentacin de los resultados de los clculos de fallos, difiere de la efectuada por programa para los clculos de flujo de carga. En el ltimo caso, los resultados se presentacompendiados para todos los elementos en un slo listado, mientras que en el primer caso, lresultados se presentan como tablas para cada elemento por separado. Lo anterior limita

visualizacin global de los resultados y dificulta la portabilidad de los mismos, haciendnecesario para efectos de ensamblar un slo reporte, copiar y pegar reiteradamente los resultadde cada elemento del sistema (Anexo B).

En el anlisis de fallas, el programa PowerWorld Simulator tiene en cuenta los parmetros de las cargas en los clculos de la corriente de falla, a diferencia de lo encontra


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usualmente en la bibliografa y en otros programas. Estos parmetros son tomados por programa en los estudios de fallas como admitancias de secuencia en paralelo con las barras carga. Por otra parte, aunque no se permite definir explcitamente la conexin a tierra de la cargesta se puede tener en cuenta en los datos de admitancia de secuencia cero (Anexo B).

Se puede realizar el anlisis de fallas sobre cualquier parte de una lne

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Manual de Usuario Power World