Análisis de estabilidad de gran perturbación en un sistema de potencia sometido a cualquier tipo de falla paralelo utilizando procesamiento paralelo

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dc.contributor.advisorVargas Torres, Hermann Raúl
dc.contributor.authorGómez Gómez, Paola Andrea
dc.contributor.evaluatorSoto Ríos, Edison Andrés
dc.contributor.evaluatorAlzate Castaño, Ricardo
dc.date.accessioned2022-04-01T04:01:42Z
dc.date.available2022-04-01T04:01:42Z
dc.date.created2021
dc.date.issued2021
dc.description.abstractLas fallas en los sistemas de transmisión pueden producir inestabilidad en la operación de los generadores interconectados en el sistema de potencia, y causar pérdida parcial o total del suministro de energía eléctrica en un área. De ahí que sea relevante el análisis del fenómeno de estabilidad en las actividades de planeación, operación y coordinación de los sistemas eléctricos de potencia. Por tanto, en este trabajo de investigación se desarrolló una herramienta en MATLAB basada en HAGP denominada GTSA, que permite realizar análisis de estabilidad de ángulo de rotor de gran perturbación a un sistema de potencia sometido a fallas paralelo-típicas. Como complemento, en GTSA se implementó la opción de procesamiento paralelo de MATLAB por medio de la técnica de cómputo mediante GPUs. En GTSA se consideró el modelado del sistema de potencia aplicable al análisis de estabilidad transitoria, y tres modelos del generador síncrono teniendo en cuenta diferentes sistemas de control de excitación. El sistema de ecuaciones del modelado se solucionó mediante el método de integración implícita con solución simultánea de la regla trapezoidal y el método iterativo de Newton-Raphson. El análisis de fallas se realizó aplicando los métodos de componentes simétricas, y del equivalente de Thévenin para sistemas desbalanceados. Finalmente, los resultados de GTSA se compararon y validaron con los obtenidos en PowerFactory mediante la simulación de tres sistemas de potencia: i) barra infinita, ii) dos áreas, y iii) 118 barras del IEEE. De allí se concluyó que: i) los modelos matemáticos y los métodos de solución de cada programa influyeron en las diferencias de los parámetros estudiados, ii) la falla trifásica conllevó a mayores problemas de estabilidad, seguida de la bifásica a tierra, la bifásica aislada y la monofásica a tierra, y iii) la técnica de procesamiento paralelo utilizada en GTSA no logró mejorar los tiempos de simulación.
dc.description.abstractenglishFaults in transmission systems can cause instability in the operation of interconnected generators in the power system, which can produce partial or total loss of electrical power supply in an area. Hence, the stability phenomenon analysis is relevant in the planning, operation, and coordination activities of power systems. Therefore, in this research work, a MATLAB program GTSA was developed based on HAGP. This program allows you to carry out large disturbance rotor angle stability analysis of a power system when is subjected to parallel-typical faults. As a complement, MATLAB’s parallel computing option was implemented by running GTSA functions on a GPU. GTSA considered the modeling of power system transient stability analysis, and three models of synchronous generator according to different excitation control systems. The method used for the solution of the modeling equation system was the implicit integration method with simultaneous solution of the trapezoidal rule and Newton-Raphson method for the iterative process. The analysis of faults was performed by applying the method of symmetrical components, and the Thevenin equivalent method for unbalanced systems. Finally, GTSA results were compared and validated with those obtained in PowerFactory by simulating three study cases: i) infinite bus system, ii) two area system, and iii) IEEE 118 bus test system. In conclusion: i) the mathematical models and the solution methods of each program influenced the differences in the parameters studied, ii) the three-phase fault led to greater stability problems, followed by the double line-to-ground fault, the line-to-line fault, and single line-to-ground fault, and iii) the parallel computing technique used in GTSA did not improve its simulation times.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Eléctrica
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/9483
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Eléctrica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectEstabilidad
dc.subjectÁngulo de rotor
dc.subjectGran perturbación
dc.subjectFallas desbalanceadas
dc.subjectProcesamiento paralelo
dc.subjectMATLAB
dc.subjectPowerFactory DIgSILENT
dc.subject.keywordStability
dc.subject.keywordRotor Angle
dc.subject.keywordLarge Disturbance
dc.subject.keywordUnbalanced Faults
dc.subject.keywordParallel Computing
dc.subject.keywordMATLAB
dc.subject.keywordPowerFactory DIgSILENT
dc.titleAnálisis de estabilidad de gran perturbación en un sistema de potencia sometido a cualquier tipo de falla paralelo utilizando procesamiento paralelo
dc.title.englishLarge disturbance stability analysis in a power system subjected to any type of parallel fault using parallel computing
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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