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Estimación de las variaciones de tensión de corta duración en sistemas de distribución en el marco de las redes eléctricas inteligentes

Resumen

Las perturbaciones que afectan la calidad de potencia cobran gran inter´es debido a los crecientes impactos econ´omicos y operativos en los sistemas el´ectricos. Dentro de este conjunto de perturbaciones se destacan las Variaciones de Tensi´on de Corta Duraci´on (VTCD), debido principalmente por el mal funcionamiento que pueden ocasionar en los equipos y procesos de los usuarios finales del servicio de energ´ıa el´ectrica. Teniendo en cuenta que la implementaci´on masiva de medidores en todos los nodos de la red el´ectrica resulta inviable, surge como alternativa de soluci´on el uso de un n´umero limitado medidores, haciendo posible la aplicaci´on de m´etodos de estimaci´on de estado de las VTCD para determinar los ´ındices de evaluaci´on requeridos en aquellos nodos sin monitorizaci´on. En consecuencia, el objetivo en esta tesis es desarrollar un novedoso m´etodo de estimaci´on de las VTCD basado en la teor´ıa de los algoritmos de minimizaci´on de la norma-`1, a su vez que se determina una configuraci´on ´optima de medidores incorporando restricciones relacionadas con la naturaleza de la t´ecnica de estimaci´on formulada. El estimador propuesto usa mediciones sincronizadas ´unicamente en tensi´on y un n´umero limitado de medidores, aprovechando la estructura matem´atica de los algoritmos de minimizaci´on de la norma-`1 y su soluci´on mediante la aplicaci´on de la programaci´on convexa. Adem´as, para la ubicaci´on ´optima de medidores se propone una nueva formulaci´on de un problema de programaci´on lineal entera y binaria. El desempe˜no del estimador propuesto es evaluado en tres sistemas de distribuci´on de prueba: IEEE 34-bus, IEEE 123-bus y EPRI-Ckt7. Los estudios desarrollados consideran la operaci´on radial y nuevos escenarios operativos del sistema IEEE 123-bus en un entorno de red inteligente. Los resultados validan la aplicabilidad del estimador, visto como una herramienta ´util en el diagn´ostico de la calidad de la prestaci´on del servicio de energ´ıa el´ectrica.