For the design and the operation of electric power systems (SEP) nowadays, it’s extremely important to know how the system will react to an unexpected increase in load. The load frequency control analysis (LFC), helps to understand the phenomena and actions that the electric system will take when an imbalance between load and generation occurs, this provides a part of the information to fully understand the behavior of the electric network, besides, the analysis of the automatic voltage regulator (AVR) system allows us to know how the voltage behaves at the terminals of the generators in the system. The goal of this thesis work is to develop the state-space model of the generation units in order to facilitate the scalability of the system, because the researches that perform LFC analysis use block diagram, this presents a challenge when trying to model systems closer to current SEPs. Thus, the space-state model proves beneficial for modeling multi-area and multi-machine electrical systems with the aim of solving the LFC problem, additionally, AVR models are included to analyze how an increased load affects the voltage at the unit terminals. Subsequently, with help of a power flow program determine the nominal conditions of the analyzed system and, using the results obtained from the LFC-AVR analysis, calculate the currents injected into the electrical network and to be able to establish the behavior of the nodal voltages and detect if the system exhibits a poor robustness in the face of a load and generation imbalance.
Para el diseño y operación de los sistemas eléctricos de potencia (SEP) actuales. es de suma importancia conocer la forma en la que el sistema reaccionará al presentarse un aumento de carga sin previo aviso. El análisis del control de frecuencia de carga (LFC), ayuda a entender los fenómenos y acciones que tomará el sistema cuando se presente un desbalance entre la carga y la generación, lo que proporciona una parte de la información necesaria para hacer un análisis completo del comportamiento de la red eléctrica en cuestión de frecuencia y potencia activa entregada al sistema, por otro lado, el análisis del regulador automático de voltaje (AVR) permite conocer cómo se comporta el voltaje en las terminales de los generadores en el sistema. El desarrollo de este trabajo de tesis es el desarrollar el modelo de las unidades de generación en espacio de estado para así facilitar la escalabilidad del sistema, ya que las investigaciones que realizan análisis de LFC utilizan diagramas de bloques, lo que representa un reto al tratar de modelar sistemas más cercanos a los SEP actuales, de esta manera el modelo en espacio de estados resulta beneficioso para modelar sistemas eléctricos multiárea y multimáquina con el objetivo de resolver el problema de LFC, además se agregan los modelos del AVR para poder analizar como un aumento de carga afecta el voltaje en las terminales de las unidades, para posteriormente con la ayuda de un programa de flujos de potencia determinar las condiciones nominales del sistema analizado y con los resultados que se obtienen del análisis de LFCAVR realizar el cálculo de las corrientes inyectadas a la red eléctrica y poder determinar el comportamiento de los voltajes nodales y detectar si el sistema presenta poca robustez ante un desbalance de carga y generación.
