Tabla de Contenido

            ----- Esta pagina esta en REMODELACION disculpe las molestias  -----

1. Descripción del Curso y Objetivos de Aprendizaje

ELC-30524 5200 es un curso para estudiantes no graduados en Sistemas Eléctricos de Potencia. El principal objetivo de este curso es desarrollar capacidades y destrezas para analizar el funcionamiento y operación de un sistema de potencia, mecanismos de control del mismo y las alternativas para su funcionamiento óptimo.

Se efectúa énfasis en las teorías fundamentales, métodos de análisis avanzados, desarrollo conceptual, y ganando experiencia con la aplicaciones de software de simulación y paquetes de análisis. Aunque hoy en día los software están muy avanzados, para poder aplicar correctamente el software e interpretar los resultados debe tener un buen entendimiento analítico así como un práctico/conceptual " una buena imagen" de como el sistema de potencia se comporta y de todas las interacciones entre el equipo y los componentes que componen el sistema.

El sistema de potencia consiste de cientos o miles de "barras" o nodos, y las ecuaciones de red que resultan pueden tener miles de variables. Las nuevas complejidades operacionales impuestas por la desregulación en la industria de servicio eléctrico, los mayores apagones, y los aspectos de seguridad/confiabilidad, la instalación de generación distribuida, y la aplicación de FACTS y otros dispositivos de mas reciente avanzada, han renovado la necesidad mejores y mas desarrollados análisis, simulación y habilidades de diseño.

Este curso provee los fundamentos de cursos de postgrado.

Los tópicos de este curso son cubiertos típicamente en 14 semanas, y el curso es cubierto con el uso de textos, notas del instructor, y software.

[Volver]

2. Contenido General del Curso

Análisis matricial de Cortocircuito (CC) simétrico de Sistemas de Potencia.
Estabilidad transitoria en Sistemas de Potencia.
Flujo de Potencia.
Control de Potencia-Frecuencia.
Introducción al despacho económico de carga.

 [Volver]

3. Contenido Detallado del Curso

CAPITULO 1. ANÁLISIS MATRICIAL DE CORTOCIRCUITO (CC) SIMÉTRICO EN SISTEMAS DE POTENCIA

Introducción a los métodos matriciales en sistemas de potencia. Ventajas de los métodos matriciales de corrientes de cortocircuito en sistemas de potencia. Método de Matriz Admitancia de barra. Método de Matriz Impedancia de barra. Cálculo de corrientes de cortocircuito simétrico por medio de la matriz impedancia de barra. Perfil de voltajes y contribuciones de corrientes durante un cortocircuito aplicando el método de impedancia de barra.

CAPITULO2. ESTABILIDAD

Definición de estabilidad transitoria y de régimen permanente. Ecuación de oscilación de la máquina sincrónica. Criterio de las áreas iguales para la estabilidad.

CAPITULO 3. FLUJO DE POTENCIA

Definición de barra para un estudio de flujo de carga. Definición de barra de potencia infinita. Análisis de Flujo de carga. Método de Newton-Raphson. Método de Gauss-Seidel.

CAPITULO 4. CONTROL DE POTENCIA Y FRECUENCIA

Reguladores de velocidad. Operación de generadores en paralelo. Definición y características de sistemas interconectados. Flujo de potencia en un sistema y su variación ante la frecuencia. Ecuaciones de potencia.

CAPITULO 5. CONTROL DE POTENCIA REACTIVA Y VOLTAJE

Excitación de los generadores sincrónicos, excitatrices, generación y absorción de potencia reactiva. Condensadores estáticos, compensadores sincrónicos. Transformadores. Reguladores.

Contenido programático detallado del curso  (17 kB)

[Volver]

4. Planificación del Curso

5. Material del Curso

Capitulo 1: Introducción a los Estudios en Sistemas de Potencia (323 kB)

                Análisis Matricial de Corrientes de Cortocircuito Simétrico.

Capitulo 2: 2-1. Introducción a los Conceptos de Estabilidad de Sistemas de Potencia.         (364 kB)

Capitulo 2: 2-2. Criterio de Áreas Iguales. (158 kB)  

Capitulo 2: 2-3. Consideraciones de Estabilidad Transitoria. (224 kB)

Capitulo 2: 2-4. Métodos Numéricos Aplicados a Ecuaciones Diferenciales (264 kB)

Capitulo 3: Flujo de Potencia

Capitulo 4: Control de Potencia Activa Frecuencia (P-f). (454 kB)

Capitulo 5: Control de Potencia Reactiva Voltaje (Q-V).  (452 kB)

[Volver]

6. Material Anexo: Problemas Propuestos y Resueltos

Anexo 1.1: Operaciones Matriciales y Matrices en Sistemas de Potencia  (121 kB)

Anexo 1.2: Cortocircuito en Sistemas de Potencia (177 kB)

Anexo 1.3: El modelo de Impedancias y los Cálculos de Red (71.7 kB)

Anexo 1.4: Matriz Admitancia de Barra (52 kB)

Anexo 2.1: Estabilidad Transitoria -Criterio de Áreas Iguales (505 kB)

Anexo 2.2: Ecuación de Oscilación (137 kB)

Anexo 2.3:                                  

Anexo 2.4: Métodos Numéricos Aplicados a la Ecuaciones Diferenciales (220 kB)

Anexo 2.5: Resolución de la ecuación de oscilación (307 kB)

Anexo 2.6: Relación Potencia Angulo (85.4 kB)

Anexo 3: Flujo de Potencia (92 kB)

Problemas Propuestos Capitulo 6. Hadi Saadat. Power System Analysis (290 kB)

Problemas Propuestos Capitulo III. Maulio Rodriguez (880 kB)

[Volver]

7. Diapositivas

1. Presentación del Curso (221 kB)

2. Capitulo 1: Introducción a los estudios de sistemas de potencia (267 kB)

3. Capitulo 1: Calculo de corriente de cortocircuito (1.10 MB)

4. Capitulo 1: Matriz Admitancia de Barra (230 kB)

5. Capitulo 1: Transformador con Cambiador de Tomas (230 kB)

6. Anexo 1.1: Operación Matriciales y Matrices en Sistemas de Potencia (190 kB)

7. Anexo 1.2: Operación Matriciales y Matrices en Sistemas de Potencia (212 kB)

8. Anexo 1.3: Matrices en SP y Calculo de Fallas (119 kB)

9. Capitulo 2: Estabilidad: Definición y Clasificación (1.50 MB)

10. Capitulo 2: Consideraciones Mecánicas y Ecuación de Oscilación (683 kB)

11. Capitulo 2: Criterio de Áreas Iguales (859 kB)

12. Capitulo 2: Limite de Estabilidad Transitoria (685 kB)

13. Capitulo 2: Limite de Estabilidad Transitoria II (765 kB)

14. Capitulo 2: Resolución de la Ecuación de Oscilación (993 kB)

15. Capitulo 2: Métodos Numéricos (974 kB)

16. Capitulo 2: Estabilidad Multi-Maquinas: Equivalentes (526 kB)

17. Capitulo 2: Estabilidad Multi-Maquinas: Planteamiento (356 kB)

18. Anexo 2.1: Criterio de Áreas Iguales. Perturbación aperiódica. Cambio de Potencia Eléctrica. (308 kB)

19. Anexo 2.2: Métodos Numéricos (236 kB)

20. Anexo 2.3: Resolución de la Ecuación de Oscilación (964 kB)

Programas en Matlab Empleados en el Anexo 2.4 :   

• Euler_Fault_0.m  (2 kB)     

• Euler_Pmec_Change.m  (2 kB)

            ----- EN CONSTRUCCION -----

[Volver]

8. Evaluaciones

1. Examen Parcial 1:  2005, 2006, 2007, 2007-2

2. Examen Parcial 2: 199x, 2005, 2006, 2007

3. Examen Parcial 3: 2004, 2005, 2006, 2007

4. Examen Parcial 4: 2006, 2007

[Volver]

9. Asignaciones

1. Asignación 1-2004: Repaso de Fallas Asimétricas (49.7 kB)

2. Asignación 1-2007: Matriz Impedancia de Barra (42.9 kB)

3. Asignación 1-2008. Resolver los problemas propuestos: 6.1 y 6.2 de [1], 9.1 al 9.18 de [2], 1 al 6 [3].

4. Asignación 2-2004: Construcción de Matriz Impedancia de Barra (46.9 kB)
   Asignación 2-2007: Modelo de Impedancia y Cálculos de Red (96.8 kB)

5. Asignación 3-2004: Parámetros de Secuencia, Análisis matricial de fallas (53.2 kB)

 [1] Hadi Saadat, Power System Analysis, McGraw-Hill, 1999. ISBN-0-07-012235-0.

 [2] John J. Griainger and William D. Stevenson Jr. Análisis de Sistemas de Potencia.  

      McGarw-Hill, 1996 ISBN 970-10-0908-8.

 [3] Maulio Rodríguez, Análisis de Sistemas de Potencia, Ediluz. ISBN 980-232-363-2

 [Volver]

10. Practicas

1. Practica 1 : Flujo de Potencia (135 kB)

2. Practica 2 : Estabilidad Transitoria

3. Practica 3 : Calculo de Corrientes de Cortocircuito

[Volver]

11. Valor Agregado

Corresponde a artículos, reportes, boletines informáticos o cualquier otro tipo de información que complementa el contenido del curso.

1. Comparación de Métodos Numéricos para la Solución Ecuación Diferencial de 1er Orden. (471 kB)

2. Métodos Numéricos para la Solución Ecuaciones Diferenciales: Un Ejemplo Comparativo (84 kB)

3. Solución Numérica de la Ecuación de Oscilación: Implementación (54 kB) 

4. Ejemplo 22 del Texto "Análisis de Sistemas de Potencia" de Maulio Rodríguez, EDILUZ (77 kB)

Copyright Notice

The material available on this page is presented to ensure timely dissemination of scholarly and technical work. Copyright and all rights therein are retained by authors or by other copyright holders. All persons copying this information are expected to adhere to the terms and constraints invoked by each author's copyright. In most cases, these works may not be reposted without the explicit permission of the copyright holder. For material with IEEE

Copyright:

Personal use of this material is permitted. However, permission to reprint/republish this material for advertising or promotional purposes or for creating new collective works for resale or redistribution to servers or lists, or to reuse any copyrighted component of this work in other works must be obtained from the IEEE.

1. IP. Kundur, J. Paserba, V. Ajjarapu, G. Andersson, A. Bose, C. Canizares, N. Hatziargyriou, D. Hill, A.M. Stanković, C. Taylor, T. Van Cutsem, V. Vittal, "Definition and classification of power system stability IEEE/CIGRE joint task force on stability terms and definitions", IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 19 , No. 3 , pp.1387 - 1401, Aug. 2004 (832 kB)

2. G. Andersson, P. Donalek, R. Farmer, N. Hatziargyriou, A. Kamwa, P. Kundur, N. Martins, J. Paserba, P. Pourbeik, J. Sanchez-Gasca, R. Schulz, A.M. Stankovic, C. Taylor, V Vittal, "Causes of the 2003 major grid blackouts in North America and Europe, and recommended means to improve system dynamic performance", IEEE Trans. on Power Systems, Vol. 20, No. 4, pp. 1922 - 1928, Nov. 2005 (247 kB)

[Volver]

12. Software para el análisis de Sistemas de Potencia

En esta pagina encontrara un breve lista de alguno de los software disponibles para el Análisis de Sistemas de Potencia. [Haga Clic Aquí]

Recursos Educativos Digitales

Software Para el Análisis de Sistemas de potencia -DESCARGABLES-

[Volver]

13. Programas en Matlab

En esta sección se presentan una serie de programas y rutinas desarrolladas por el Prof. Francisco M. González-Longatt, que sirven como apoyo al curso de Sistemas de Potencia II.

Estos programas son muy simples, y sus fines son didácticos y como complemento al curso. Sin embargo, con simples modificaciones, pueden ser transformados en poderosos módulos que pueden ser empleados en programas diseñados para investigación en análisis de sistemas de potencia.

El Prof. Francisco M. González-Longatt, advierte, que estas rutinas no son necesariamente las mas eficientes u optimas, y se agradece cualquier comentario o señalamiento sobre discrepancias en los resultados.

YbusMaker V 2.0

YbusMaker es un programa desarrollado para la construcción de la matriz admitancia de barra. Es un m-file desarrollado en líneas de comando de Matlab, y que funciona en este ambiente.

Este programa solo construye la matriz de admitancia, de sistemas de transmisión, sin embargo, haciendo una modificación, se puede incluir las ramas shunt a referencia. Los datos de los enlaces del sistema de transmisión deben estar en por unidad ya sean especificados en impedancias o en admitancias.

Descargar YbusMaker (5.00 kB) MATLAB M-File

Descargar Manual de Usuario YbusMaker (25 kB)

ZbusMaker V 2.0

Se trata de un m-file que contiene un programa para construir paso a paso la Matriz Impedancia de Barra (Zbus), y que se denomina ZbusMaker V 2.00.

Se trata de un programa hecho en Matlab, por el Prof. Francisco M. González-Longatt, que permite construir paso a paso, empelando tres operaciones básicas. La idea de este programa es

Descargar ZbusMaker (6.90 kB) MATLAB M-File

Descargar Manual de Usuario ZbusMaker (8.9 kB)

ZbusIcc V 1.02

Es un programa desarrollado por el Prof. Francisco M. González-Longatt, escrito en un m-file de Matlab que permite efectuar el análisis de falla por cortocircuito trifásico; basado en el método matriz impedancia de barra (Zbus).

Resulta muy atractivo para la enseñanza debido a que permite ver paso a paso la construcción de la matriz de impedancia de barra.

ZbusIcc, trabaja bajo Matlab, y en este ambiente permite la entrada de los datos de barras y enlaces del sistema; trabaja completamente en por unidad, y además permite que los datos de un caso de estudio sean guardados.

Este programa presenta los resultados del análisis de falla en pantalla, permitiendo al usuario:

1. Construir Matriz Impedancia de Barra: a partir de datos que entren por teclado o datos previamente cargados. Además posee la opción de que el usuario observe cada uno de los pasos de la construcción de la matriz impedancia de barra.

2. Modificar Matriz; permite modificar los datos de entrada.

3. Calcular corrientes de cortocircuito: permite el calculo de la corriente de falla por cortocircuito trifásico en una barra o en todos de manera simultanea.

4. Perfil de Tensiones: permite el calculo en todas las barras del sistema considerando la condición de falla en una barra.

5. Contribuciones de Corrientes: calcula la corriente que entregan las diferentes ramas de la red conectadas a referencia: generadores, motores, etc.

6. Eliminar una línea: es capaz, de efectuar la operación de sacar de operación un elemento de rama, de tal modo que hace posible simular situaciones de contingencia; con lo que se modifica la topología del sistema.

Descargar ZbusIcc (13.3 kB) MATLAB M-File

Descargar Manual de Usuario ZbusIcc (16.2 kB)

[Volver]

14. Textos Recomendados

GRAINGER, J.J. y Stevenson, W.D., Power System Analysis, Mc Graw Hill

HEYDT G. T., "Computer Analysis Methods for Power Systems", Mac Millan Publishing Company, 1986.

WOOD A.J. and Wollemberg B.F. "Power Generation and Control". John Wiley, Second edition 1996.

ANDERSON P.M. and Fouad A.A. "Power System Control and Stability", The Iowa State University Press, 1977.

ARRILLAGA J. Arnold, C.P. and Harker B.J., "Computer Modeling of Electrical Power Systems", John Viley and Sons, 1984.

STAGG and El Abiad, A.H., Computer Methods in Power System Analysis, Mc Graw Hill.

GROSS C. A. "Power System Analysis", Ed. Prentice-Hall, 1986.

BYERLY-Kimbark, "Power System Stability", IEEE Press.

HOMMER E. BROWN. Solution of Large Networks by Matrix Methods. Jhon Willey and Sons

[Volver]

DERECHOS RESERVADOS DE AUTOR. Copyright (C) 2008. Francisco M. Gonzalez-Longatt