Simulación de efectos de bifurcación en sistemas eléctricos de potencia

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dc.contributor.advisorAlzate Castaño, Ricardo
dc.contributor.authorForero Ordoñez, Fabian Leonardo
dc.date.accessioned2024-03-04T00:05:06Z
dc.date.available2018
dc.date.available2024-03-04T00:05:06Z
dc.date.created2018
dc.date.issued2018
dc.description.abstractEl presente proyecto de grado presenta el análisis dinámico para un sistema eléctrico de potencia modelado a partir de una configuración constituida por un generador síncrono, conectado a una barra infinita que representa la red de distribución y para el cual se considera el fenómeno de colapso de tensión ante la variación de un parámetro correspondiente con la potencia mecánica en estado estacionario. Inicialmente se desarrolla el análisis de las ecuaciones del movimiento de la máquina, siendo complementadas por consideraciones eléctricas para determinar el modelo del sistema generador conectado a una barra infinita. Tomando como base parámetros sugeridos en un ejemplo tutorial de la caja de herramientas SimPowerSystems de MATLAB, se realiza simulación tanto de las ecuaciones diferenciales para el modelo teórico del sistema como de los bloques funcionales correspondientes en el entorno Simulink, permitiendo verificar una reproducción satisfactoria de las características para el comportamiento dinámico de las variables principales del sistema. Posteriormente, se introduce el concepto de bifurcación dinámica y se calcula y analiza la estabilidad para los equilibrios dinámicos del modelo matemático del sistema permitiendo predecir analíticamente el valor del parámetro para el cual se experimenta una bifurcación del tipo silla-nodo y, a partir de ello, un colapso de tensión. Lo anterior es validado empleando simulación de los bloques funcionales equivalentes en SimPowerSystems de MATLAB. Finalmente, se introduce un problema de aplicación reportado en la literatura para el cual una microrred que emplea fuentes renovables manifiesta el fenómeno de colapso de tensión a partir de una bifurcación silla-nodo, tras considerar una carga de potencia constante. Trabajo futuro incluye el análisis para otros tipos de bifurcación y la verificación por simulación de fenómenos de bifurcación en microrredes.
dc.description.abstractenglishIn this work the dynamical analysis for an electric power system modelled as a synchronous machine tied to an infinite bus representing the distribution network, is presented for the special case of a voltage collapse occurring under variation of the mechanical power (acting as parameter) by means of a saddle-node bifurcation phenomenon. First of all, dynamical equations describing time evolution of mechanical parts of a synchronous machine are revisited and complemented by electrical considerations that allow the formulation of a model for a single machine infinite bus system. Further analysis is performed by numerical simulations of an scenario suggested by a tutorial example of the SimPowerSystems toolbox of MATLAB, replicating dynamical features of system variables in both: the theoretical model given by system equations and the functional blocks of the simulation package. In accordance, analytical calculations were performed on the mathematical model of system to determine and to analyze the stability of their equilibria, showing the value for the which a saddlenode bifurcation occurs. The latter was validated by means of stroboscopic diagrams and time series analysis performed on numerical simulations. Finally, a case of study reported in the literature was analyzed to demonstrate the existence of voltage collapse and saddle-node bifurcation phenomena in microgrids. Ongoing work includes the analysis for other type of bifurcation phenomena presented in electric power systems as well as simulation verification of further bifurcation phenomena in microgrids.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Electricista
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/20.500.14071/38656
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Eléctrica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
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/4.0
dc.subjectBifurcación Silla-Nodo
dc.subjectColapso De Tensión
dc.subjectEstabilidad Dinámica
dc.subjectGenerador Barra Infinita
dc.subjectMicrorredes Eléctricas.
dc.subject.keywordDynamical Stability
dc.subject.keywordElectrical Microgrid
dc.subject.keywordSaddle-Node Bifurcation
dc.subject.keywordSingle Machine Infinite Bus
dc.subject.keywordVoltage Collapse.
dc.titleSimulación de efectos de bifurcación en sistemas eléctricos de potencia
dc.title.englishSimulation of bifurcation effects in electric power systems
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Ingeniería Eléctrica