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

Abstract

Las perturbaciones que afectan la calidad de potencia cobran gran interés debido a los crecientes impactos económicos y operativos en los sistemas eléctricos. Dentro de este conjunto de perturbaciones se destacan las Variaciones de Tensión de Corta Duración (VTCD), debido principalmente por el mal funcionamiento que pueden ocasionar en los equipos y procesos de los usuarios finales del servicio de energía eléctrica. Teniendo en cuenta que la implementación masiva de medidores en todos los nodos de la red eléctrica resulta inviable, surge como alternativa de solución el uso de un número limitado medidores, haciendo posible la aplicación de métodos de estimación de estado de las VTCD para determinar los índices de evaluación requeridos en aquellos nodos sin monitorización. En consecuencia, el objetivo en esta tesis es desarrollar un novedoso método de estimación de las VTCD basado en la teoría de los algoritmos de minimización de la norma-1, a su vez que se determina una configuración ´optima de medidores incorporando restricciones relacionadas con la naturaleza de la técnica de estimación formulada. El estimador propuesto usa mediciones sincronizadas únicamente en tensión y un número limitado de medidores, aprovechando la estructura matemática de los algoritmos de minimización de la norma-1 y su solución mediante la aplicación de la programación convexa. Además, para la ubicación optima de medidores se propone una nueva formulación de un problema de programación lineal entera y binaria. El desempeño del estimador propuesto es evaluado en tres sistemas de distribución de prueba: IEEE 34-bus, IEEE 123-bus y EPRI-Ckt7. Los estudios desarrollados consideran la operación 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 útil en el diagnóstico de la calidad de la prestación del servicio de energía eléctrica.