Técnica para la generación automática de ecuaciones diferenciales no autónomas para representar el comportamiento dinámico de sistemas eléctricos no-lineales incorporando herramientas avanzadas de cómputo

Abstract

This work introduces a novel methodology for the automatic generation of the set of Ordinary Differential Equations describing the dynamics behavior of single-phase and three-phase large power systems containing linear, non-linear and time-varying elements. This methodology is applied to the periodic steady state solution of single phase and three phase electric power systems, harmonic analysis and transient stability studies. For the development of this methodology, four high impact computational tools were applied to improve the computational efficiency of the proposed methodology, e.g. acceleration of the convergence of state variables to the Limit Cycle, parallel processing techniques; object oriented programming techniques and sparsity techniques.

Esta Tesis presenta una metodología generalizada que permite la generación automática del conjunto de ecuaciones diferenciales ordinarias que describen la dinámica de redes eléctricas de gran escala tanto monofásicas como trifásicas en el dominio del tiempo, las cuales contienen elementos lineales, no lineales y variantes en el tiempo. Esta herramienta es aplicada al análisis del estado periódico estacionario de redes eléctricas monofásicas y trifásicas de gran escala así como al análisis de armónicos e redes eléctricas y al análisis de estabilidad transitoria. En el desarrollo de esta Tesis se aplican cuatro herramientas de alto impacto que permiten incrementar la eficiencia computacional así como la versatilidad de la metodología propuesta, las cuales son: Técnicas de aceleración de la convergencia de las variables de estado al Ciclo Límite, Técnicas de Procesamiento en Paralelo, Técnicas de Programación Orientada a Objetos y Técnicas de dispersidad.