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Estimación de estado de un sistema de potencia utilizando medición fasorial sincronizada y evaluación de su implantación en el sistema de transmisión colombiano

Rincón Ballesteros, Ricardo (2013) Estimación de estado de un sistema de potencia utilizando medición fasorial sincronizada y evaluación de su implantación en el sistema de transmisión colombiano. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia.

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Resumen

Las PMUs se consideran como uno de los m´as importantes dispositivos de medici´on en un sistema de potencia para un futuro cercano, aunque sus beneficios han sido discutidos desde la d´ecada de los 80s en el ´ambito internacional. Su principal ventaja radica en el hecho de poder contar con mediciones fasoriales sincronizadas de tensiones y corrientes de diversos puntos del sistema de potencia, aun cuando estos se encuentren separados por grandes distancias. Obtener mediciones fasoriales sincronizadas de distintas localizaciones dentro de una red el´ectrica es posible mediante el sistema de posicionamiento global (GPS), el cual garantiza una exactitud de 1 μs para la se˜nal utilizada en el proceso de sincronizaci´on de las PMUs. Para un sistema con una frecuencia nominal de 60 Hz, se refleja en un error de ´angulo de 0,021o. Simulaciones y pruebas de campo sugieren que las PMUs pueden revolucionar la manera en que se monitorean y controlan los sistemas de potencia. Pero existen dos limitaciones importantes en la implantaci´on de esta tecnolog´ıa que son: la inversi´on que debe realizarse en un sistema de comunicaciones adecuado para soportar el tr´afico de informaci´on del sistema de medici´on fasorial sincronizado y el costo de cada unidad de medici´on, incluyendo su instalaci´on. Teniendo en cuenta estas limitaciones, el n´umero de PMUs a instalar en un sistema de potencia depende de la aplicaci´on de control o monitoreo que se desee llevar a cabo. El prop´osito de este trabajo es evaluar el impacto de implementar un sistema de medici´on fasorial sincronizado en Colombia para realizar la estimaci´on del estado del sistema, con el fin de monitorear, supervisar y controlar el sistema de potencia en tiempo real. Primero se estudian algunos de los algoritmos de localizaci´on de PMUs para implementar un sistema de medici´on fasorial sincronizado con el prop´osito de realizar la estimaci´on de estado utilizando ´unicamente mediciones fasoriales. Enseguida, se realiza una comparaci´on entre diferentes m´etodos de estimaci´on de estado que se pueden tener en cuenta cuando se tienen mediciones convencionales y fasoriales en un sistema de potencia, determinando el m´etodo de estimaci´on de estado m´as aplicable al sistema de transmisi´on colombiano. Por ´ultimo, se valora el impacto de la implementaci´on de un sistema de medici´on fasorial sincronizado en Colombia para asistir la tarea de estimaci´on de estado, evaluando sus ventajas y desventajas en comparaci´on con la forma en que se realiza esta tarea en la actualidad., Abstract. PMUs are considered one of the most important measuring devices in a power system in the near future, although its benefits have been discussed since the early 80s in the international context. Its main advantage is to have synchronized phasor measurements of voltages and currents in various parts of the power system, even though they are separated by large distances. To obtain synchronized phasor measurements from different locations within an electrical network is possible through the Global Positioning System (GPS), which guarantees an accuracy of 1 μs for the signal used in the synchronization process of PMUs. For a system with a nominal frequency of 60 Hz, it is reflected in an angle error of 0,021◦. Simulations and field tests suggest that PMUs can revolutionize the way power systems are monitored and controlled. But there are two important limitations in the implementation of this technology: the investment to be made in a communication system adequate to support the information traffic of the synchronized phasor measurement system and the cost of each measurement unit, including its installation. Given these constraints, the number of PMUs to be installed in a power system depends on the application of control or monitoring to perform. The purpose of this study is to assess the impact of implementing a synchronized phasor measurement system in Colombia to perform the state estimation of the system to monitor, supervise and control the power system in real time. First, some of optimal phasor measurement placement algorithms to implement a synchronized phasor measurement system to perform state estimation are studied. Next, a comparison is made between different state estimation methods which can take into account when conventional and phasor measurements are present in a power system, determining the state estimation method more applicable to the transmission system in Colombia. Finally, the impact of implementing this technology in Colombia is assessed, evaluating the advantages and disadvantages of a phasor measurement system compared to the manner in which this task is performed nowadays.

Tipo de documento:Tesis/trabajos de grado - Thesis (Maestría)
Colaborador / Asesor:Céspedes Gandarillas, Renato Humberto
Información adicional:Magister en Ingeniería Eléctrica. Línea de Investigación: Sistemas de Potencia
Palabras clave:Estimación, Estado, Sistema de potencia, PMU, Sistema de medición fasorial sincronizado, State, Estimation, Sistema de potencia, PMU, Sistema de medición fasorial sincronizado
Temática:5 Ciencias naturales y matemáticas / Science > 52 Astronomía y ciencias afines / Astronomy
5 Ciencias naturales y matemáticas / Science > 53 Física / Physics
6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology > 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering
Unidad administrativa:Sede Bogotá > Facultad de Ingeniería > Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Código ID:45412
Enviado por : Universidad Nacional de Colombia Biblioteca Digital -3- Sede Bogotá
Enviado el día :19 Noviembre 2014 14:35
Ultima modificación:19 Noviembre 2014 14:35
Ultima modificación:19 Noviembre 2014 14:35
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