Determinación de equivalentes dependientes de la frecuencia en sistemas de potencia

Abstract

This research undertakes an analysis of the models of the primary components of a power system. The objective of the model is to obtain a frequency-dependent dynamic equivalent, allowing for the determination of series and parallel resonances within the system, as well as the analysis of the system's frequency response. To obtain this equivalent, various methods developed over the past few years are analyzed, as well as the different ways in which they can be determined depending on the domain of study, their applications, and other aspects. Finally, the proposed methodology is presented, based on an existing algorithm, with the application of certain necessary modifications to optimize the acquisition of the equivalent and to enable faster and, in some cases, more accurate estimations. To determine the utility of the methodology, various case studies are proposed in different networks, with a gradual increase in their extent. Finally, the equivalent capable of determining the resonances is identified through a thorough analysis across a frequency range.

En esta tesis, se presenta el análisis de los modelos de los componentes principales de un sistema eléctrico de potencia, con el propósito de obtener un equivalente dinámico dependiente de la frecuencia para obtener las resonancias serie y paralelo del sistema, así como analizar la respuesta a la frecuencia del sistema eléctrico. Para la obtención del equivalente, se analizan diversos métodos desarrollados a lo largo de los últimos años, así como las diferentes formas en que pueden determinarse, dependiendo del campo de estudio, sus aplicaciones y demás aspectos. Por último, se muestra la metodología propuesta, a partir de un algoritmo existente, basado en una función racional en el dominio Z¸ la cual obtiene los parámetros del sistema mediante el método de mínimos cuadrados recursivos; con la aplicación de las modificaciones necesarias para optimizar la obtención del equivalente y con ello, estimaciones más rápidas y en algunos de los casos, más precisas, de las mostradas en la literatura. Con el objetivo de poder determinar la utilidad de la metodología, se proponen diversos casos de estudio en distintas redes eléctricas, con un aumento gradual de su escala. Por último, se determina el equivalente que es capaz de determinar las resonancias naturales series y paralelo, respectivamente, a través de un análisis minucioso a lo largo de un rango de frecuencias.