Simulación de efectos de bifurcación en sistemas eléctricos de potencia - Forero Ordoñez, Fabian Leonardo (Universidad Industrial de Santander, 2018)
El 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.
Simulation of bifurcation effects in electric power systems
Keywords: Bifurcación Silla-Nodo; Colapso De Tensión; Estabilidad Dinámica; Generador Barra Infinita; Microrredes Eléctricas.; Dynamical Stability; Electrical Microgrid; Saddle-Node Bifurcation; Single Machine Infinite Bus; Voltage Collapse.