SESION Nº 2 SIMULACION DE PROCESOS ENERGETICOS Ing. Robert Guevara Chinchayan Postgrado en Uso Eficiente y Ahorro de Energia CIP 72486

SISTEMAS INTERCONECTADOS Es una red de conexiones eléctricas, a un determinado(s) nivel(es) de tensión, por el cual existe un flujo de energía y potencia inyectados por las empresas de generación. Luego de una perdida por transmisión la carga es retirada y consumida. A lo largo de este sistema existen un conjunto de elementos ( generadores, centrales de transformación,torres de alta tensión, sistemas de protección y seguridad, que permite al flujo de la red una estabilidad.

OPERACIÓN EN ESTADO NORMAL Niveles de tensión +/- 2.5 la tensión de operación. La Frecuencia de la tensión debe regularse a 60 Hz +/- 0.6 % OPERACIÓN EN ESTADO DE ALERTA OPERACIÓN EN ESTADO DE EMERGENCIA OPERACIÓN DE REPOCISION

SISTEMAS ELECTRICOS AISLADOS

SISTEMAS AISLADOS MAYORES SISTEMA TERMICAMENTE PURO

TEMA MODELAMIENTO BASICO EN EL POWER WORLD

¿Qué es el Power World? PowerWorld Simulator es un paquete interactivo de simulación de sistemas de potencia diseñado para simular e investigar la operación de sistemas de potencia de alta tensión - media tensión en intervalos que van desde algunos minutos hasta varios días. La Versión Demostrativa acepta hasta 11 Barras o Subestaciones.( Normalmente acepta mas de 1000 Barras en un diagrama unifilar) Trabaja con : Ventanas Interactivas, Ventanas de Información, Opciones de Solución, Análisis de Contingencia, Modelado, Control de la Generación por Área, Optimización Económica del Despacho de Energía, Consideración de la Reserva, Identificación de Riesgos,etc.

ESCRITORIO DEL POWER WORLD BARRA DE MENU PRINCIPAL BARRA DE MENU AUXILIAR BARRA DE SUBMENU ZONA DE TRABAJO

MENU ARCHIVO : para tratamiento de un caso a estudiar Crear un nuevo archivo de trabajo. Abrir un archivo de trabajo Guardar un archivo de trabajo Guardar un caso como…. Crear un nuevo diagrama unifilar Abrir un diagrama unifilar existente Cargar datos de estabilidad transitoria Guardar datos de estabilidad transitoria Cargar archivo auxiliar Abrir proyecto Guardar como proyecto Guardar datos de la matriz de admitancias

MODO EDICION :Utilizado para crear un nuevo caso o modificarlo CASE INFORMATION Proporciona un fácil acceso a muchas opciones de visualización de información del caso para dar formato y personalizar una pantalla de lista. Proporciona un fácil información referente a los datos de operación del despacho o flujo de potencia, tal como : Descripción y resumen del caso, identificar las consideraciones o criterios con las cuales se realiza la simulacion,etc Proporciona información referente al caso en estudio tal como : Visualización o Reporte del Modelo, Filtro para obtener información de ciertas áreas de trabajo y limites de operación (rango de variación de la tensión). Así como brinda la información necesaria de cada uno de los componentes del diagrama unifilar del caso elaborado. Proporciona un fácil acceso a muchas opciones de visualización de información del caso para dar formato y personalizar una pantalla de lista.

MODO EDICION :Utilizado para crear un nuevo caso o modificarlo SUB MENU : DRAW Permite dibujar el diagrama unifilar con todos sus componentes, especificaciones, así como permite al diseñador una representación adecuada del modelo. Permite insertar los diversos componentes del diagrama unifilar, características, comentarios sobre el diagrama, unidades que se desean visualizar entre otros. Permite una inserción rápida de los componentes. Así mismo nos permite relacionar y aislar regiones de trabajo, trabajar con capas, realizar pegados especiales y aplicar el zoom necesario al modelo para una presentación adecuada.

MODO RUN O DE SIMULACION : Utilizado para simular el modelo según las características editadas SUB MENU : TOOLS ( Herramientas) Permite conocer y/o adicionar al proceso de simulación herramientas necesarias para un mejor resultado de observación. POWER FLOWS TOOLS -Permite una solución única mediante el Método de Newton Completo. -Permite obtener soluciones a través de otros métodos de solución. -Realizar una solución interactiva para conocer las características de operación del modelo y comportamiento del flujo(tecnicamente y con criterios económicos) Así mismo nos permite presentar informes tal como reportar un análisis de contingencias, diferencia de flujos, entre otros.

PRACTICA Nº1 INSERCION DE COMPONENTES BASICOS

Creamos nuevo caso pinchando en menú archivo

COMPONENTES Dentro de los componentes mínimos de un diagrama unifilar tenemos : Barras de referencia.( Centro de retiro e ingreso de flujo) Generadores Eléctricos. Centros de Consumo ( o lugares físicos donde se retira la carga) Líneas de Transmisión. Transformadores de tensión (elevadores o reductores) Interruptores, seccionadores. Capacitores. Etc. Comenzaremos insertando cada uno de los componentes de un sistema de potencia con los componentes mínimos………..

En el submenú NETWORK, notamos que se presentan una variedad de componentes de un diagrama de flujo de potencia, es recomendable comenzar por las Barras de Referencia ( BUS), para poder inyectar el flujo de un generador de energía y así mismo retirar el flujo hacia una línea de transmisión o un centro de consumo de energía. Por lo tanto ingresaremos tres barras de referencia, de la siguiente manera

Al pinchar BUS o la Barra de Referencia nos aparece una ventana de trabajo en donde debemos digitar las características de la barra tal como se muestra en la diapositiva siguiente :

DIGITAMOS EL NOMBRE Digitamos la orientación de la barra Digitamos el tamaño de la barra( espesor y longitud) Digitamos el valor de la TENSION TRABAJANDO EN LA OPCION DISPLAY

QUEDARA DE ESA FORMA … AHORA INGRESAREMOS DOS BARRAS MAS DE NOMBRE : TOCACHE Y SAPOSOA, QUEDANDO UBICADAS DE LA SIGUIENTE MANERA EN EL PLANO DE TRABAJO….

Podemos trasladar con el mouse y disponer de las barras, con tal que el diagrama quede representado de la siguiente manera ………….. Ahora ingresaremos los generadores, en este caso en las barras de TOCACHE y SAPOSOA……..

En el Submenú NETWORK, pinchamos la figura del generador, y luego procuramos digitar la barra donde estará ubicada la central de generación … Y nos debe reportar lo siguiente

En la ventana de trabajo GENERATOR OPTIONS, notamos que por defecto nos sale la Barra(BUS) al cual esta acoplado el generador, entonces procedemos a ingresar los valores de Potencia, tal como Potencia de la Central, Mínima potencia que puede suministrar y máxima Potencia que puede suministrar. Asi mismo el valor del Factor de Potencia tentativo (0.9). Notamos que el software asume una Potencia Bae de 100 MVA

En la misma ventana de trabajo GENERATOR OPTIONS/ POWER AND VOLTAGE CONTROL TENEMOS QYE DEFINIR EL TIPO DE COMBUSTIBLE QUE UTILIZA NUESTRA CENTRAL DE ENERGIA Y EL TIPO DE TECNOLOGIA, SELECCIONANDO DIESEL COMO COMBUSTIBLE( FUEL TYPE)Y LA TECNOLOGIA DE GENERACION ( UNIT TYPE) M LA CUAL SERA UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA…..SOBREALIMENTADO SE SOBREENTIENDE.

En la misma ventana de trabajo GENERATOR OPTIONS/DISPLAY INFORMATION podemos verificar el tamaño de la figura que representara al generador en el plano de trabajo y su orientación………ahora digitamos OK

Nos quedara un diagrama de la misma manera, para lo cual colocaremos un nuevo generador, ahora en la barra de SAPOSOA m con las características de ( Potencia : 80 MW, 0, 80 MW, Factor de Potencia: 0.89, y una unidad con la misma tecnología de generación))

Ahora el diagrama unifilar a quedado de la siguiente manera con 3 barras y 2 generadores de energía, por lo tanto es un Sistema Aislado Térmico( o térmicamente puro)… Es hora de colocar un centro de consumo de energía……… en la Barra de Tocache, de la siguiente manera…..

En el Submenú NETWORK, pinchamos la figura del Centro de Consumo (LOAD), y luego procuramos digitar la barra donde estará ubicada el Centro de consumo( en la Barra de Tocache) … Y nos debe reportar lo siguiente

En la Ventana de trabajo LOAD OPTIONS, se nos presenta en la Opción LOAD INFORMATION, la posibilidad de ingresar Información referente al Centro de consumo tal como : La máxima Demanda( MW Value), la orientación y el tamaño de la representación, así como otros componentes como la corriente e impedancia de la carga.

La pantalla de trabajo nos quedara de la siguiente forma. Es hora de agregar 2 Centros de consumo adicionales tanto en la Barra de Tocache como en el Saposoa ambas de 10 y 12 MW respectivamente.

El diagrama unifilar nos queda de la siguiente manera, por lo tanto es hora de acoplar las barras con las líneas de transmisión.

Por lo tanto en NETWORKS, pinchamos Transmisión LINE,, e iniciamos la construcción de la primera terna de transmisión de 138 kV, moviendo convenientemente el mouse hasta llegar a la barra de Rioja por lo tanto la línea de transmisión se llamara TOCACHE-RIOJA de 138 kV

Por defecto sale en BRANCH OPTIONS la opción Parámetros, en la cual podemos ingresar el estado de la red ( abierto o cerrado), las impedancias, el limite en MVA de la transmisión, optamos por Calcular las impedancias. Optamos por la opción Línea por Unidad de Impedancia.

Ingresamos la distancia en km Valores que se actualizan en función a las impedancias y distancias. Ingresamos la distancia en km Seleccionamos la unidad de medida de la longitud de la red Ingresamos los limites de transmisión Ingresamos los valores de Impedancia y Admitancia

NOS QUEDARA EL DIAGRAMA DELA SIGUIENTE FORMA, EL PINTO ROJO INDICA ACOPLAMIENTO. ES AHORA DE AGREGAR 1 TERNA TOCACHE- SAPOSOA DE 30 km Y OTRA TERNA SAPOSOA-RIOJA DE 50 KM.(CON LAS MISMAS ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LA TERNA ANTERIOR)

EL DIAGRAMA QUEDA DE LA SIGUIENTE FORMA, ES HORA DE PASAR AL MODO DE SIMULACION