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Quito, Octubre de 2002

Capacitación en DIgSILENT Power Factory

- 3 -Copy Right: Interconexión Eléctrica S.A. E.S:P.

Contenido del Curso1 Creación de un Sistema de Potencia ______________________________________ 7

1.1 Personalización de los Ajustes de Usuario. ___________________________________ 7

1.2 Creación de una Carpeta de Proyecto _______________________________________ 7

1.3 Creación de Áreas Adicionales _____________________________________________ 8

1.4 Creación de los Elementos del Sistema de Potencia ____________________________ 81.4.1 Creación de Subestaciones ____________________________________________________ 81.4.2 Creación de Transformadores __________________________________________________ 81.4.3 Creación de Generadores______________________________________________________ 81.4.4 Creación de Líneas __________________________________________________________ 91.4.5 Creación de Cargas __________________________________________________________ 91.4.6 Creación de Compensaciones __________________________________________________ 9

1.5 Creación de los Tipos de Elementos del Sistema de Potencia ____________________ 91.5.1 Creación de los tipos de líneas__________________________________________________ 91.5.2 Creación de los tipos de cargas ________________________________________________ 101.5.3 Creación de los tipos de máquinas______________________________________________ 101.5.4 Creación de los tipos de bidevanados ___________________________________________ 101.5.5 Creación de los tipos de tridevanados ___________________________________________ 10

1.6 Asignación del Tipo a Cada Elemento. _____________________________________ 10

2 Flujo de Carga ______________________________________________________ 112.1 Análisis del Flujo de Carga_______________________________________________ 11

2.2 Ajuste del Flujo de Carga ________________________________________________ 12

2.3 Control Secundario _____________________________________________________ 13

2.4 Control de Subestación __________________________________________________ 14

3 Creación de Escenarios de Demanda_____________________________________ 153.1 Creación de Escalas y Disparos ___________________________________________ 15

3.2 Asignación de Escalas a las Cargas ________________________________________ 16

4 Creación de Escenarios de Despacho ____________________________________ 18Ajustes en los generadores_____________________________________________________ 18

4.2 Ajustes en los transformadores ___________________________________________ 18

4.3 Ajustes en las compensaciones ____________________________________________ 18

4.4 Ajustes en las subestaciones ______________________________________________ 18

5 Expansión del Sistema ________________________________________________ 195.1 Creación de Caso de Estudio _____________________________________________ 19

5.2 Creación de Etapas del Sistema ___________________________________________ 20

5.3 Cambio de Demanda ____________________________________________________ 20



5.4 Modificación de la Topología _____________________________________________ 215.4.1 Adición de Nuevos Proyectos _________________________________________________ 215.4.2 Reconfiguración de Proyectos Existentes ________________________________________ 22

5.5 Reajuste del Despacho___________________________________________________ 22

6 Cálculos de Cortocircuito ______________________________________________ 236.1 Ejecución de Cortocircuitos ______________________________________________ 23

6.1.1 Cálculo del Nivel de Cortocircuito en una Subestación _____________________________ 236.1.2 Cálculo del Nivel de Cortocircuito en una Línea___________________________________ 23

6.2 Cálculo del Nivel de Cortocircuito en un Varias Subestaciones _________________ 24

6.3 Cálculo del Nivel de Cortocircuito para Varias Fallas Simultáneas______________ 24

6.4 Impresión de Tablas ____________________________________________________ 25

7 Sincronizaciones _____________________________________________________ 26

8 Estabilidad__________________________________________________________ 288.1 Definición de las Variables de Monitoreo ___________________________________ 28

Definición de los Eventos ______________________________________________________ 29

8.3 Creación de Gráficas de Resultados________________________________________ 30

9 Modelos de Control___________________________________________________ 329.1 Creación de un Composite Model _________________________________________ 32

9.2 Creación de los Controles ________________________________________________ 32

9.3 Asignación de los Controles al generador ___________________________________ 34

10 DSL______________________________________________________________ 3510.1 Introducción ___________________________________________________________ 35

10.1.1 Términos y Abreviaciones____________________________________________________ 3510.1.2 Estructura del DSL _________________________________________________________ 3510.1.3 Variables de DSL___________________________________________________________ 3610.1.4 Modelos DSL______________________________________________________________ 36

10.2 Metodología de Modelamiento ____________________________________________ 36

10.3 Proceso de Modelamiento ________________________________________________ 3710.3.1 El problema del modelamiento ________________________________________________ 3710.3.2 Características del lenguaje de simulación _______________________________________ 3810.3.3 Funciones Implementadas ____________________________________________________ 39

10.4 Elementos Básicos ______________________________________________________ 4010.4.1 Composite Model (Modelo Compuesto) _________________________________________ 4010.4.2 Composite Frame (Marco Compuesto) __________________________________________ 4110.4.3 Blocks (Bloques) ___________________________________________________________ 41

10.5 Modelamiento de un Regulador de Tensión _________________________________ 4310.5.1 Proceso de Modelamiento ____________________________________________________ 4410.5.2 Pruebas de Funcionamiento___________________________________________________ 51

10.6 Modelamiento de un Regulador de Velocidad _______________________________ 52



Modelamiento de una Turbina de Vapor _________________________________________ 53

11 Armónicos ________________________________________________________ 5411.1 Parámetros Dependientes de la Frecuencia__________________________________ 54

11.2 Fuentes de Armónicos ___________________________________________________ 55

11.3 Variables de Resultado __________________________________________________ 56

11.4 Cálculos de Armónicos __________________________________________________ 5711.4.1 Flujo de Carga Armónico ____________________________________________________ 5711.4.2 Cálculo de Z(w)____________________________________________________________ 58

Análisis Modal __________________________________________________________ 5912.1 Ejecución _____________________________________________________________ 60

12.2 Resultados_____________________________________________________________ 60

13 Confiabilidad ______________________________________________________ 6113.1 Análisis de Contingencia _________________________________________________ 61

13.2 Preparar Simulación N-K ________________________________________________ 63

13.3 Modelos de Falla _______________________________________________________ 6413.3.1 Modelos de Falla para Subestaciones ___________________________________________ 6413.3.2 Modelos de Falla para Líneas _________________________________________________ 6413.3.3 Modelos de Falla para Transformadores _________________________________________ 6513.3.4 Modelos de Falla para Generadores_____________________________________________ 6513.3.5 Modelos de Carga Estocásticos ________________________________________________ 6613.3.6 Modelos de Carga de Área ___________________________________________________ 6713.3.7 Funciones de Costo de Interrupción ____________________________________________ 6713.3.8 Transferencia y Reducción de Cargas ___________________________________________ 6813.3.9 Mantenimiento_____________________________________________________________ 6813.3.10 Modos Comunes de Falla __________________________________________________ 69

13.4 Valoración de Confiabilidad de Generación-Demanda ________________________ 6913.4.1 Método Montecarlo _________________________________________________________ 71

13.5 Valoración de Confiabilidad de Redes______________________________________ 7113.5.1 Resultados Calculados_______________________________________________________ 72

14 Caso Real _________________________________________________________ 75



1 Creación de un Sistema de Potencia

La secuencia de procedimientos a seguir son los siguientes:

1.1 Personalización de los Ajustes de Usuario.1) Menú: Options

2) Submenú: User Settings

3) En la caja de diálogo que aparece se selecciona la carpeta "Graphic Windows":

� Link between Data and Graphic Objects: 1:m - leading data

4) Se selecciona la carpeta "Data Manager":

� Browser: Sort Automatically

5) Se selecciona la carpeta "Functions":

� Display functions in Dialogs/Data Manager: Scales

6) Presionar el botón "OK"

1.2 Creación de una Carpeta de Proyecto1) Menú: File.

2) Submenú: New.

3) En la caja de diálogo “New” que aparece:

� Name (Nombre del proyecto): Ecuador 2002.

� Target Folder (UserName): Curso.

� New: "Project”

4) En la caja de diálogo “Grid” que aparece:

� Name: Norte.

� Nominal Frequency: 60 Hz.

Una vez concluido este procedimiento, en la raíz de la carpeta del proyecto “Curso”, se crean trescarpetas llamadas Norte, Library y Study Case.

La carpeta “Norte” es el Área Eléctrica, y dentro de ella se crea una hoja de gráfico con el mismonombre del Área que se muestra automáticamente en la Ventana de Gráficos. Para diferenciarlo delnombre del Área, es posible renombrar este gráfico, por ejemplo como “GraphNorte”. Dentro deesta carpeta del gráfico a su vez se crea otra carpeta “Settings”, la cual contiene las opciones deajustes de la hoja de gráfico las cuales pueden modificarse a conveniencia.

La carpeta “Library” es la que va a contener la librería de tipos de elementos del sistema y se creainicialmente sin ningún contenido.

La carpeta “Study Case” puede renombrarse (“Caso Base”) y contiene inicialmente cuatro elementos,de los que resultan relevantes por ahora el Summary Grid, que contiene un acceso directo a todoslas Áreas que referencia el Caso Base y el “Graphics Board”, que contiene un acceso directo a todaslas hojas de gráficos de las Áreas pertenezcan al Caso Base.



1.3 Creación de Áreas Adicionales1) Menú: File

2) Submenú: New

3) En la caja de diálogo:

� Grid: Sur.

� Target Folder: \Ecuador 2002\Curso

� En la caja New seleccionar: “Grid”

4) Aparece la caja de diálogo “Open Grid”:

� Seleccionar la opción: Agregar esta Área al Caso Base activo.

5) Renombrar el gráfico Sur como “GraphSur” para diferenciarlo del Área.

1.4 Creación de los Elementos del Sistema de PotenciaHasta ahora, el único elemento dentro del área Norte es la hoja de gráfico GraphNorte, así comodentro del área Sur es GraphSur, ya que hasta ahora no se ha creado ningún elemento en elsistema. La creación de los elementos del sistema puede hacerse, o bien directamente en el DataManager, o bien haciendo uso de las herramientas de dibujo de la ventana de gráficos de las áreas.En el segundo caso, además de resultar más sencillo el procedimiento de creación del sistema,también se está creando un diagrama unifilar del mismo, cosa que no sucede con el primerprocedimiento indicado.

1.4.1 Creación de SubestacionesDibujar las barras que vamos a emplear en nuestro sistema, teniendo en cuenta el área (Grid) a laque pertenecen y especificando en cada barra lo siguiente:

� Nombre.

� Nivel de tensión.

1.4.2 Creación de TransformadoresDibujar los bidevanados y tridevanados, teniendo cuidado que los devanados queden debidamenteconectados (devanados de alta, media y baja) y se debe especificar en cada uno lo siguiente:

� Nombre

� Número de transformadores en paralelo.

1.4.3 Creación de GeneradoresDibujar las máquinas sincrónicas teniendo en cuenta el área a que pertenecen y especificamos:

� Nombre

� Número total de máquinas en paralelo

� Tipo de operación: PQ, PV, SL.

� Potencia activa a despachar (nodos PQ o PV) o ángulo de referencia (nodos SL).

� Potencia reactiva (nodos PQ) o tensión (nodos PV o SL).



1.4.4 Creación de LíneasDibujar las líneas teniendo en cuenta el área a la que pertenecen y especificando en cada una:

� Nombre.

� Longitud.

1.4.5 Creación de CargasDibujar las cargas teniendo en cuenta el área y barra a la que pertenecen y especificamos en cadauna:

� Nombre.

� Dos datos entre: potencia aparente, potencia activa, potencia reactiva y factor de potencia.

1.4.6 Creación de CompensacionesDibujar las compensaciones teniendo en cuenta el área y barra a la que pertenecen yespecificamos en cada una:

� Nombre.

� Tensión de la barra.

� Tipo de compensación.

� Número de pasos de compensación.

� Paso actual de compensación.

� Valor de compensación de cada paso.

1.5 Creación de los Tipos de Elementos del Sistema de PotenciaTodos los elementos creados hasta ahora en los gráficos pueden verse y editarse también desdeel Data Manager. Hasta este punto, los parámetros físicos de las líneas, transformadores ymáquinas no han sido definidos. Esto debe hacerse dentro de la carpeta llamado “Library”. Sólopor motivos de organización de la información, resulta apropiado crear dentro de esta carpeta unacarpeta para cada tipo de equipo con el siguiente procedimiento:

1) Pulsar el botón derecho sobre la carpeta Library.

2) Menú contextual “New”

3) Menú contextual “Folder”

4) En Name se escribre “Líneas”

5) En Folder Type se selecciona “Library”

6) Con este mismo procedimiento se crean las siguientes carpetas: “Cargas”, “Generadores”,“Bidebanados”, “Tridevanados”.

1.5.1 Creación de los tipos de líneas1) Dentro de la carpeta "Líneas" pulsar el icono New Object.

2) En “Elements” seleccionar “Net Element Types”

3) En “Element” seleccionar “Line Type”.

4) Especificar los parámetros del tipo de línea que se está creando.



5) Repetir los pasos 1 a 4 para definir cada tipo de línea.

1.5.2 Creación de los tipos de cargas1) Dentro de la carpeta “Load” presionar el icono New Object.


3) En “Element” seleccionar “General Load Type”.

4) Se especifica la dependencia de la P y la Q con la Tensión de la carga.

5) Repetir los pasos 1 a 4 para cada tipo de carga.

1.5.3 Creación de los tipos de máquinas1) Dentro de la carpeta “Sym” presionar el icono New Object.


3) En “Element” seleccionar “Synchronous Machine Type”.

4) Se especifican los datos de placa, impedancias y datos dinámicos de la unidad.

5) Repetir los pasos 1 a 4 para cada tipo de generador.

1.5.4 Creación de los tipos de bidevanados1) Dentro de la carpeta “Bidebanados” presionar el icono New Object.


3) En “Element” seleccionar “2-Winding Transformer Type”.

4) Especificar los datos de placa del transformador.

5) Repetir los pasos 1 a 4 para cada tipo de transformador.

1.5.5 Creación de los tipos de tridevanados1) Dentro de la carpeta “Tridebanados” pulsar el icono New Object.


3) En “Element” seleccionar “3-Winding Transformer Type”.

4) Especificar los datos de placa del transformador.

5) Repetir los pasos 1 a 4 para cada tipo de transformador.

1.6 Asignación del Tipo a Cada Elemento.Editando cada elemento (línea, carga, máquina,bidevanado o tridevanado) en el ítem TYPE que apareceen las ventanas de edición de todos estos elementosseleccionar la flecha gruesa hacia abajo. Esto abre unsubmenú con 3 opciones. Seleccionando la opción“Select Project Type…”, se abre un Data Manager ubicadoen Library. Allí se busca el tipo de elemento que se va adefinir dentro de la carpeta correspondiente.



2 Flujo de Carga

Una vez creados todos los elementos del sistema de potencia y asignado a cada uno susrespectivos parámetros eléctricos, se está en condiciones de correr un flujo de carga del sistema.Para se selecciona el icono “Calculate Load Flow”. Las opciones que aparecen en la ventana dediálogo permiten correr el flujo de carga balanceado o desbalanceado con las siguientes:

� Flujo de carga con ajuste de cambiatomas automático. Mueve los cambiatomas buscando unatensión objetivo en la barra indicada. Requiere que previamente se haya habilitado esta opciónen los transformadores.

� Flujo de carga con control del límite de reactivos. Ajusta automáticamente la tensión de las plantasque exceden su límite de reactivos para que queden dentro de él.

� Flujo de carga con convergencia automática. Ejecuta flujos de carga sucesivos hasta encontrarconvergencia, variando en cada etapa el nivel de dependencia de las cargas con la tensión y, sies necesario, emplea un modelo lineal de flujo de carga.

� Flujo de carga con el valor de la carga dependiente de la tensión en la barra. Ejecuta el flujo decarga considerando la dependencia de la carga con la tensión, de acuerdo con los coeficientesespecificados en el tipo de carga.

� Flujo de carga con contingencias n-1. Evalúa flujos de carga considerando la indisponibilidad decada uno de los elementos previamente definidos.

� Flujo de carga con verificación de tensiones y sobrecargas. Reporta la lista de elementos que estánoperando fuera de ciertos límites que se deben definir en la carpeta Verification/OutageSimulation.

Una vez concluido el flujo de carga, en el Output se reporta en cuántas iteraciones obtuvoconvergencia y todas las máquinas excedidas o ajustadas en potencia activa y reactiva.

2.1 Análisis del Flujo de CargaPara verificar cuál es la demanda y las pérdidas totales del sistema:

1) Menú “Output”

2) Menú “Load Flow/Short-Circuit”

3) Menú “Analisys…”

4) En la ventana que se activa seleccionar:

� Loadflow/Simulation: Total System Summary

Para verificar cuál es la demanda y las pérdidas de un área en particular:





� Loadflow/Simulation: Area Summary

� En Selection: \Curso\Ecuador 2002\Norte

Para ver cuál es el flujo de potencia que entra y sale de cada barra:







� Loadflow/Simulation: Busbars/Terminals

Para ver un reporte de cada subestación en la que se muestra su tensión y potencias de carga,generación y compensación:





� Loadflow/Simulation: Complete System Report

� Selection of Elements: Subestations

Para ver un perfil de tensiones en barras verticales de todas las subestaciones:





� Loadflow/Simulation: Complete System Report

� Selection of Elements: Voltage Profiles

2.2 Ajuste del Flujo de CargaDIgSILENT ejecutael flujo de cargaaún cuando existanelementos aisladosdel sistema sinnecesidad deespecificarleninguna opción.Para listarelementos noconectados:


2) “Load Flow/Short-Circuit”

3) “Check Network Topology…”

4) Search for: Unconnected NetElements

Cuando un flujo de carga no de convergencia con toda la demanda, usualmente se pruebaposteriormente si da convergencia con la carga dependiendo de la tensión. Los índices queemplea en este caso se definen desde el tipo de carga.



Para ver una tabla con el despacho de cada máquina:

1) Seleccionar el icono “Edit Objects Relevant for Calculation”

2) Seleccionar: *.ElmSym

3) Seleccionar la hoja: Flexible Data

Además de visualizar las potencias y tensiones de cada grupo generador es posible también desdeeste Filtro de Objetos cambiar los parámetros de ajuste, tales como el número de unidades, lapotencia activa o reactiva despachada, las tensiones de campo o incluso el tipo de operación.

De esta misma manera se pueden realizar todos los ajustes en los transformadores ycompensaciones que sean necesarios. Ya que este filtro de objetos presenta sólo elementos deun solo tipo en forma de un Data Manager, ésta puede manipularse como si fuera información enExcel, es decir, entre otras cosas, puede ordenarse por cualquier columna o puede cambiarse unvalor a varios elementos en un solo paso.

Cuando un generador se despacha con potencia cero, la máquina queda conectada al sistemaentregando o absorbiendo reactivos. Por esta razón es necesario desconectarlo de la barraabriendo el “Cubicle” que lo conecta. Los Cubicle se encuentran dentro de la carpeta de lasubestación. De igual forma, se debe proceder para desconectar las compensaciones de potenciareactiva.

La información que se muestra en la hoja Flexible Data puede personalizarse para cada uno de loselementos del sistema, de manera que es posible agregar o quitar columnas de información.

2.3 Control Secundario

El control secundario hace posible controlar el ángulo de una subestación en particular controlandola potencia activa entregada por un grupo de máquinas síncronas.

En un control secundario, la cantidad de potencia activa necesaria para controlar el ángulo sedistribuye entre los generadores.



El control secundario permite dos maneras diferentes de distribuir la potencia activa requeridaentre los generadores participantes:

� Según la Potencia Nominal. La potencia activa requerida se distribuye entre las máquinassíncronas de acuerdo con su potencia nominal.

� Ajustes Individuales. La potencia activa requerida se distribuye entre las máquinas síncronasde acuerdo con las participaciones que el usuario defina manualmente.

2.4 Control de Subestación

El control de subestación hace posible controlar el voltaje de una subestación en particularcontrolando la potencia reactiva de un grupo de máquinas síncronas.

El control de subestación trabaja como un “control maestro”, con el voltaje de la barra (remoto) porun lado y un grupo de máquinas síncronas en el otro. La cantidad de potencia reactiva necesariapara controlar el voltaje se distribuye entre los generadores que participen en dicho control. Estafunción puede ser descrita como un "controlador de voltaje distribuido”.

El control de subestación maneja tres maneras diferentes de distribuir la potencia reactivarequerida entre los generadores participantes:

� Con igual Factor de Potencia. La potencia reactiva requerida se distribuye entre las máquinassíncronas de manera que todas queden operando con el mismo factor de potencia.

� Según la Potencia Nominal. La potencia reactiva requerida se distribuye entre las máquinassíncronas de acuerdo con su potencia nominal. Este método es apropiado cuando se tratade máquinas con tamaños muy diferentes.

� Ajustes Individuales. La potencia reactiva requerida se distribuye entre las máquinassíncronas de acuerdo con las participaciones que el usuario defina manualmente.

En estos controles, el número de máquinas asíncronas y las máquinas en sí son de libre elección.



3 Creación de Escenarios de Demanda

3.1 Creación de Escalas y DisparosEs posible variar la demanda del sistema para simular varias horas de operación (una a la vez). Esdecir que, de una manera, a partir de la demanda máxima del sistema, es posible obtener lasdemandas media y mínima también, sin necesidad de tener que representar el sistema tres veces,como sucede comúnmente con otros programas. Teniendo en cuenta que los factores deconversión de cada área pueden ser diferentes, es posible además crear factores individuales paracada una. Para realizarlo inicialmente debe crearse un “Discrete Sacale and Trigger” en el cual sedefinen el número de cambios de demanda y en el que se seleccionará posteriormente cuál casodesea utilizarse. Posteriormente debe crearse un “Parameter Characteristic – Vector” para cada áreadel sistema, en el cual se definen los factores particulares de cambio de demanda para cada área.

Para crear un “Discrete Sacale and Trigger”:

1) Seleccionar la carpeta del proyecto “Ecuador 2002”

2) Pulsar el icono “New Object”

3) Elements: “Others”

4) Filter: “Scale and Trigger”

5) Element: “Discrete Sacale and Trigger”. Se abre una nueva ventana:

� Name: DST Ecuador

� En la ventana “Cases” de la caja de diálogo que aparece escribir (separados conENTRADA): Máxima, Media, Mínima.



Para crear un “Parameter Characteristic –Vector” para el área de Norte:

1) Seleccionar la carpeta del área“Norte”



4) Filter: “Characteristics”

5) Element: “Parameter Characteristic –Vector”. Se abre una nueva ventana.

� Parameter: PCV Norte

� Scale: Select… - DST Ecuador

� Values: 100, 80, 60.

� Usage: Relative

Para crear un “Parameter Characteristic –Vector” para el área de Sur:

1) Seleccionar la carpeta del área “Sur”



4) Filter: “Characteristics”

5) Element: “Parameter Characteristic – Vector”. Abre una nueve ventana.

� Parameter: PCV Sur

� Scale: Select… - DST Ecuador

� Values: 100, 75, 50.

� Usage: Relative

3.2 Asignación de Escalas a las CargasUna vez creados los “Parameter Characteristic – Vector” se debe indicar cuáles cargas van a seguirel comportamiento especificado en ellos.



1) Seleccionar la carpeta del área “Sur”

2) Pulsar el icono “Detail Mode Class Select”

� Seleccionar el icono “General Load”

3) En la carpeta Load Flow seleccionar la columna Act. Pow.

4) Pulsar el botón derecho del ratón sobre la columna seleccionada

5) Seleccionar el menú “Characteristic”

6) Seleccionar el menú “New Characteristic”

7) Seleccionar el menú “Reference…”

� Characteristic: Select - PCV Sur

1) Seleccionar la carpeta del área “Norte”

2) Pulsar el icono “Detail Mode Class Select”

� Seleccionar el icono “General Load”

3) En la carpeta Load Flow seleccionar la columna Act. Pow.

4) Pulsar el botón derecho del ratón sobre la columna seleccionada

5) Seleccionar el menú “Characteristic”

6) Seleccionar el menú “New Characteristic”

7) Seleccionar el menú “Reference…”

� Characteristic: Select - PCV Norte



4 Creación de Escenarios de Despacho

Al cambiar la demanda del sistema, es necesario hacer variaciones en los ajustes de algunoselementos del sistema tales como los generadores, los transformadores, y las compensaciones.

4.1 Ajustes en los generadores� El número de unidades en línea: NGNUM

� La potencia activa despachada. PGINI

� La potencia reactiva despachada: QGINI

� La tensión en terminales: USETP

� El tipo de nodo: IV_MODE

4.2 Ajustes en los transformadores� El número de transformadores en línea: NTNUM o NT3NM

� La posición del cambiatomas: NNTAP o N3TAP_H

4.3 Ajustes en las compensaciones� El número de elementos en línea: NCAPA

4.4 Ajustes en las subestaciones� Conexión/Desconexión de equipos: ON_OFF



5 Expansión del Sistema

5.1 Creación de Caso de EstudioPara expandir el sistema partiendo de lo que ya se tiene modelado y sin perder nada de laconfiguración y el ajuste del sistema actual, es necesario crear un nuevo Study Case que puedellamarse Expansion1.

� En el Data Manager se selecciona la carpeta del proyecto y posteriormente el icono NewElement.

� Elemtens: Others

� Filter: Other Elements

� Element: Study Case

En la caja de diálogo del Study Case:

� Name: Expansion1

En el Data Manager

� Se selecciona la carpeta del Study Case que se acabó de crear.

� Pulsando el botón derecho del ratón sobre ella se selecciona Active en el menú contextual. Estohabilita éste Study Case y desactiva el inicial.



Se debe proceder ahora a crear un System Stage en cada una de las áreas, en la cual se van arealizar todas las variantes correspondientes a la expansión.

� En el Data Manager se selecciona la carpeta Norte y posteriormente el icono New Object.

� Elemtens: Others

� Filter: Other Elements

� Element: System Stage

En la caja de diálogo del System Stage:

� Name: Norte03. Esta nueva carpeta debe quedar dentro de la carpeta Norte.

Se repite este procedimiento en Sur para crear otro System Stage llamado Sur03, que estará dentrodel área Sur.

5.2 Creación de Etapas del SistemaSeguidamente, lo que debe hacerse es agregar los dos System Stages que se acabaron de crear alnuevo Study Case.

� Se selecciona el System Stage Norte03 y se presiona el botón derecho del ratón.

� En el menú contextual se elige Add to Study Case. Inmediatamente, todo el contenido de lacarpeta Norte se mueve a la carpeta Norte03.

� Se repite el procedimiento para Sur03.

En este punto tenemos un Study Case idéntico al original, es decir, con cualquiera de los dos setendrían los mismos resultados. Sin embargo, la diferencia es que cualquier modificación que sehaga en el Study Case Base se verá reflejada también en el Study Case Expansion1, pero en cambio,toda modificación que se haga en el segundo no será tenida en cuenta en el primero.

5.3 Cambio de Demanda� En la barra de herramientas principal se

selecciona el icono Edit Relevant Objectsfor Calculatios y en la lista que sedespliega el icono General Load. Estomuestra una lista de todas las cargas detodas las áreas que componen el sistema.



� En la carpeta Load Flow, se selecciona la columna de Act.Pow. y pulsando el botón derecho delratón se selecciona Modify Value(s).

� En la caja de dialogo se selecciona relative y un scale factor 103.86%.

5.4 Modificación de la Topología

5.4.1 Adición de Nuevos Proyectos� Para crear un nuevo circuito puede hacerse desde el Data Manager o desde el Graphic Windows

seleccionando el icono Line en la Barra de Herramientas de Dibujo.

� Para crear una nueva carga se selecciona el icono de General Load en la Barra de Herramientasde Dibujo.

� Para crear una nueva compensación se selecciona el icono Shunt/Filter en la Barra deHerramientas de Dibujo.

� Para crear una nueva subestación en Sur, se selecciona el icono Terminal en la Barra deHerramientas de Dibujo y pulsa con el ratón sobre la hoja de gráfico en el punto que deseadibujarse.



5.4.2 Reconfiguración de Proyectos Existentes� Para reconfigurar un circuito existente, se borra la línea que va a ser reconfigurada y se

selecciona el icono Line en la Barra de Herramientas de Dibujo para dibujar sobre la hoja degráfico la nueva configuración.

5.5 Reajuste del DespachoCon la modificación de la demanda y los cambios en la topología del sistema es inevitable que losflujos de carga para todos los escenarios definidos se desajusten, apareciendo nuevamentemáquinas excedidas en reactivos, tensiones por fuera de los límites operativos, transformadores ylíneas sobrecargados y con el slack del sistema tomando todo el incremento de la demanda y laspérdidas.

Con el fin de iniciar el ajuste de cada despacho, la opción de Verificación del flujo de carga da unaorientación inicial sobre las zonas con mayor problema por tensiones y sobrecargas.

Por otra parte, si en el icono Edit Relevant Objects for Calculation se selecciona SynchronousMachine, la carpeta Flexible Data muestra el resumen del despacho de cada máquina, permitiendover también los límites que se están excediendo.

Es importante resaltar aquí que:

� Las modificaciones de potencia activa, potencia reactiva, tensiones, número unidades en línea,y tipo de operación en las máquinas sincrónicas deben realizarse en los VectoresCaracterísticos definidos en el caso base. Igual ocurre con el número y posición delcambiatomas de los transformadores, y con el número de bancos de compensación.

Si por ejemplo, en el caso base una máquina siempre operó como PQ, no fue necesario en estecaso definirle un vector característica para este parámetro. Pero, si en un caso posterior llega aser necesario utilizar la máquina como PQ en algunos escenarios y como PV en otros, serequiere la creación de un vector característico para este parámetro.

� Hay una relación no recíproca entre los casos de los diferentes años.

Las modificaciones y elementos nuevos que se creen en un año se verán reflejadas en todos losaños posteriores, pero en cambio no afectan en nada los años anteriores. Es decir, si se haceun ajuste del despacho de una máquina en el 2005, este ajuste va a aparecer en todos los añosdel 2006 al 2010, pero no en los años del 2000 al 2004.

Cuando un elemento es modificado en un año posterior se rompe el enlace con los añosanteriores. Es decir, si con el año 2009 activo se cambia la potencia despachada de ungenerador, y posteriormente con el año 2004 activo se ajusta la potencia despachada delmismo generador con un valor diferente al original y al definido en el 2009, este cambio se vereflejado sólo en los años 2005 al 2008, pero ya no en el 2009 y posteriores.



6 Cálculos de Cortocircuito

6.1 Ejecución de Cortocircuitos

6.1.1 Cálculo del Nivel de Cortocircuito en una Subestación

Para calcular el nivel de cortocircuito en una barra:

� Se selecciona el icono “Calculate Short-Circuit”

� Method: Se selecciona el método con el cual se quiere calcular el nivel de corto. Si seselecciona “Complete” el nivel de cortocircuito se calcula tomando como condición inicial elperfil de tensiones del flujo de carga del sistema.

� Fault Type: Se selecciona el tipo de corto que se quiere calcular.

� Calculate: Se indica si se va a calcular un nivel de cortocircuito máximo o mínimo.

� User Selection: Abre un Data Manager en el cual se selecciona la barra en la que se quierecalcular el nivel de corto.

6.1.2 Cálculo del Nivel de Cortocircuito en una LíneaPara calcular el nivel de cortocircuito en una línea, el procedimiento es el mismo que para unabarra, excepto que al seleccionar una línea en User Selection, aparece un ítem adicional en laventana de dialogo en el cual se debe especificar la distancia desde la barra i a la cual se quierecalcular el nivel de corto.



6.2 Cálculo del Nivel de Cortocircuito en un Varias Subestaciones

También es posible calcular el nivel de cortocircuito en varias barras sin tener que repetir elprocedimiento para cada una. Esto puede hacerse seleccionando las barras en las que deseahacerse el cálculo (en el gráfico o en el Data Manager) y pulsando el botón derecho del ratón sobreuna de ellas. En el menú contextual se selecciona “Calculate...” – “Short-Circuit...”.

De esta manera se abre una ventana de diálogo de Short-Circuit Calculation, en la que en el ítemUser Selection aparece seleccionado un Short-Circuit Set que contiene todos los elementos en losque se quiere hacer el cálculo de cortocircuito de una sola vez.

Para agregar más subestaciones a la selección se debe seleccionar la subestación y pulsando elbotón derecho del ratón sobre ella abrir el menú contextual para seleccionar “Add to...” – “Short-Circuit Set...”.

Si se activa la opción “At all Busbars and Terminals” se calculan los niveles de corto para todas lassubestaciones del sistema completo.

En todo caso, sólo es posible calcular el nivel de cortocircuito de varias subestaciones de una solavez para un mismo caso que se defina. Dicho de otra forma, no es posible calcular de esta formael nivel de cortocircuito máximo trifásico para una barra y el mínimo monofásico para otra.

6.3 Cálculo del Nivel de Cortocircuito para Varias Fallas SimultáneasDe igual manera, es posible calcular el nivel de cortocircuito cuando se presentan eventos decortocircuito simultáneamente en varias subestaciones. Esto puede hacerse simplementeseleccionando las barras que desea que participen en el cálculo (en el gráfico o en el DataManager). Pulsando el botón derecho del ratón sobre una de ellas aparece un menú contextual enel que se selecciona “Calculate...” – “Multiple Faults...”.

De esta manera se abre una ventana de diálogo de Short-Circuit Calculation, en la que el métodoseleccionado es “Complete”, la opción “Multiple Faults” está habilitada, y en el ítem User Selection



aparece seleccionado un objeto llamado Short Circuits, el cual contiene todos los elementos en losque se quiere hacer el cálculo de cortocircuito simultáneo.

Para agregar más subestaciones a la selección se debe seleccionar la subestación y pulsando elbotón derecho del ratón sobre ella abrir el menú contextual para seleccionar “Add to...” – “MultipleFaults”.

En este caso, es posible calcular el nivel de cortocircuito de varios tipos de fallas en variassubestaciones simultáneamente. Es decir que, por ejemplo, es posible calcular el nivel decortocircuito que se presenta cuando en una subestación se presenta un cortocircuito trifásico y enotra un cortocircuito monofásico. Para este caso sólo es posible hacer el cálculo a partir de losresultados del flujo de carga.

6.4 Impresión de Tablas

Para imprimir la tabla con los aportes de cada elemento conectado a la barra

� En la ventana de diálogo de Short-Circuit Calculation, debe seleccionarse un formato desalida en el ítem Output.

Para imprimir una tabla resumen que incluya las impedancias de las redes de secuencia y lascorrientes de cortocircuito para las barras falladas:

� Pulsar el botón derecho del ratón sobre la barra en la cual se calculó el cortocircuito.

� Menú “Output Data…”

� Menú “Flexible Data”



7 Sincronizaciones

Estos análisis son necesarios para verificación de las condiciones de cierre de líneas,principalmente cuando a través de ellas se van a conectar dos sistemas grandes. Su finalidad esla de determinar cuál es la secuencia más adecuada de cierre de una línea fundamentalmente conbase en dos aspectos:

� La diferencia de tensiones. Diferencia entre la tensión que se tiene en la subestación y latensión en el extremo de la línea a cerrar debido al Efecto Ferranti.

� La diferencia angular. Diferencia entre el ángulo del voltaje en la subestación y el ángulo delvoltaje en el extremo de la línea a cerrar.

Estos estudios pueden llevarse a cabo con la herramienta de flujos de carga, aunque de requerirseun análisis mucho más exhaustivo también podría emplearse la herramienta de simulaciones deestabilidad.

El procedimiento es el siguiente:

� Abrir el interruptor del extremo que sequiere sincronizar.

� En la barra de herramientas de laventana de gráficos, se selecciona elpuntero Edit Data Object.

� Se pulsa con el botón derecho del ratónsobre el extremo de la línea a abrir (elprograma indica la selección de unextremo de la línea).

� En el menú contextual se elige la opción Open.

� Crear un cuadro de resultados para quemuestre la información del extremo abierto dela línea.

� En el gráfico y con el puntero en la opciónEdit Data Object seleccionar la línea (estavez en el medio para que la seleccionecompleta) con el botón derecho del ratón.

� En el menú contextual se selecciona laopción Create Textbox.

� Se abre una ventana de Form Manager.Se selecciona la hoja Load Flow y en lalínea Forms se pulsa la flecha horizontal.

� Se abre una nueva ventana Form. Sepresiona el botón Select Variables.

� Se abre un diálogo de Variable Set. En el se seleccionan las señales de tensión (en PU yen kV) y el ángulo en el extremo de interés de la línea (este procedimiento se explica conmás detalle en las simulaciones de estabilidad).

� Se pulsa OK en todos los diálogos que están abiertos.



Al cerrarse todos los diálogos aparece una caja de resultados adicional que se muestra conectadaa la mitad de la línea en la que se creó. Igual que todos los objetos gráficos, esta caja puedecambiarse de sitio con el ratón una vez que se seleccione el puntero de edición de gráficos.

Si en este punto se ejecuta un flujo de carga, en la cajaque se acaba de crear se muestra la tensión (tanto enPU como en kV) y su ángulo (en grados).

Si posteriormente se quisiera ver las condiciones desincronización por el otro extremo de la línea, sólo debemodificarse la selección de variables de la caja deresultados ya creada, ya que ahora se necesitaría lalectura del otro extremo de la línea.

Para ello se selecciona la caja de resultados con elbotón derecho del ratón (teniendo el puntero en elmodo de edición de datos) y se elige Format que es la única opción del menú contextual. Estaacción lo lleva de nuevo al Form Manager y a partir de allí se repite el procedimiento ya descrito.



8 Estabilidad

8.1 Definición de las Variables de Monitoreo

Para crear el elemento de selección de las variables de monitoreo:

� Pulsar el botón derecho sobre el icono New Object.

� En Elements se selecciona Others.

� En Filter se selecciona Net Elements.

� En Element se selecciona Results.

Aparece la ventana de dialogo del elemento Results.ElmRes. En ella se pulsa el botón Contentspara definir o listar las variables de monitoreo.



Para realizar la definición de estas variables se selecciona el icono New Object. Esto despliega laventana de selección de variables de monitoreo: Variable Set.

La ventana de dialogo Variable Set tiene una carpeta para definir las variables que intervienendurante cada una de las funciones de simulación disponibles.

La opción “Display values during simulation in output windows” nos permite especificar cuales son lasvariables que se monitorean mientras se ejecuta la simulación.

8.2 Definición de los Eventos Para definir los elementos que se van a simular:

� Pulsar el icono New Object.

� En Elements se selecciona Others.

� En Filter se selecciona Others Elements.

� En Element se selecciona Simulation Events.

Aparece la ventana de dialogo del elementoSimulationEvents.IntEvt.

En ella se pulsa el botón Contents para definir o listar los eventos a simular.

Al pulsar el icono New Object, aparece la caja de dialogo de Element Selection, en la cual solamenteestá activo para selección el ítem Element, que contiene todos los posibles tipos de eventos quepueden simularse.



Una vez definidas las variables que se van a monitorear y los eventos que se van a simular, setiene todo preparado para correr las condiciones iniciales y empezar la ejecución de la simulación.

8.3 Creación de Gráficas de ResultadosPara graficar las variables de monitoreo:

� Seleccionar la ventana de gráfico.

� Seleccionar el icono Insert New Graphic. De esta manera se crea una nueva hoja en la ventanade gráfico activa.

� Seleccionar el icono Append New VI(s).

� En Object se selecciona el tipo de Instrumento Virtual que desee emplearse.

� En Numbre of VI(s) se indica el número de gráficas que se quieren tener en la hoja.



Puede tenerse una buena cantidad de gráficas en una misma hoja. Incluso puede haber dediferentes tipos de gráficas en una misma hoja. Esto se hace repitiendo los dos últimos pasosanteriores. También es posible borrar, reubicar o redimensionar cualquiera de las gráficas dentrode la hoja.

Hasta ahora se tiene definido el papel sobre el cual se va a graficar. Para especificar lo que sequiere graficar:

� Doble pulsación sobre uno de los recuadros de gráfico. Esto abre la ventana del SubPlot.

� Con una doble pulsación sobre la celda Results File ElemRes, seleccionar el Results File quecontiene las variables de monitoreo.

� Con una doble pulsación sobre la celda Element, seleccionar el equipo cuyas variables quierengraficarse.

� Con una doble pulsación sobre la celda Variable, seleccionar la variable monitoreada que quieregraficarse.

� Para agregar más variables a la gráfica, pulsar el botón derecho del ratón sobre cualquier celdaen la ventana Curves y seleccionar Insert Cells en el menú contextual.

� Finalmente con el botón Scale se ajusta automáticamente la escala vertical del gráfico, demanera que todas las variables especificadas sean visualizadas.



9 Modelos de Control

El programa DIgSILENT (Digital Simulation and Network Calculation) en su versión Power Factory,tiene un módulo de estabilidad dinámica y transitoria, el cual incluye una completa librería demodelos de diversos elementos de un sistema de potencia, entre los cuales se cuenta con modelosde reguladores de la máquina sincrónica. Adicional a esto, posee urna interfaz en la cual elusuario puede desarrollar sus propios modelos, bien sea basados en los bloques que él mismodesarrolle, o empleando múltiples bloques ya implementados en el DIgSILENT, que tambiénpueden ser utilizados por el usuario para componer su sistema de control particular.

En esta parte se va a explicar cómo utilizar los modelos de control de la librería del DIgSILENT yen el tema siguiente se explica cómo implementar los modelos de usuario por medio del lenguajeDSL del DIgSILENT.

Para asignar modelos de control de máquinas sincrónicas de la librería del programa, elprocedimiento que se debe seguir se resume en los siguientes pasos:

� Creación de un Composite Model.

� Creación de los Controles.

� Asignación de los Controles al generador.

9.1 Creación de un Composite ModelEl Composite Model es el objeto que permite hacerreferencia al Composite Frame. Este objeto, es elque permite seleccionar los modelos y elementosque quieren relacionarse definiendo así el efectode control que se quiere.

Para crear un Composite Model:

� En un Data Manager, se selecciona el área(grid) en la que está ubicado el generador.

� Se pulsa el botón New Element.

� En el menú de opciones Elements seselecciona Composite Model.

Esto crea el Composite Model y abre su caja dediálogo:

� En Type se selecciona de la librería local el Composite Type Sym. Esto cargaautomáticamente los slots que componen este Composite Model.

� En la celda al lado derecho del slot sym, se pulsa dos veces para seleccionar el generador alque se le van a asignar los modelos desarrollados.

9.2 Creación de los ControlesEn la Advanced Technical Reference del manual del DIgSILENT se presenta el catálogo de todoslos tipos de modelos que incluye el programa en su librería global.



� Para crear un VCO Tipo 7 de la librería:

� En un Data Manager, se selecciona la opciónComposite Model en el que se quiere definir loscontroles.


� En el menú de opciones Elements seselecciona Controllers/PMU/MDM.

� En el menú de opciones Controller Type seselecciona Voltage Controller.

� En el menú de opciones Element seselecciona Vers. 10.31-Model vco__7 (ElmVco__7).

Esto crea un VCO_7 y abre su caja de diálogo:

� Se selecciona la hoja RMS Simulation.

� Se introducen los ajustes para todos losparámetros.

� Para crear un PCO Tipo 4 de la librería:

� En un Data Manager, se selecciona la opciónComposite Model en el que se quiere definir loscontroles.


� En el menú de opciones Elements seselecciona Controllers/PMU/MDM.

� En el menú de opciones Controller Type seselecciona Primary Controller.

� En el menú de opciones Element se selecciona Vers. 10.31-Model pco__4 (ElmPco__4).

Esto crea un PCO_4 y abre su caja de diálogo:


� Se introducen los ajustes para todos los parámetros.

� Para crear un PMU Tipo 1 de la librería:

� En un Data Manager, se selecciona la opción Composite Model en el que se quiere definir loscontroles.


� En el menú de opciones Elements se selecciona Controllers/PMU/MDM.

� En el menú de opciones Controller Type se selecciona Prime Mover Unit.

� En el menú de opciones Element se selecciona Vers. 10.31-Model pmu__1 (ElmPmu__1).

Esto crea un PMU_1 y abre su caja de diálogo:


� Se introducen los ajustes para todos los parámetros.



9.3 Asignación de los Controles al generadorHasta este momento se han definido los controles y sus ajustes, pero aún no están relacionados nientre ellos ni con el objeto que van a controlar. Para concluir con el procedimiento, se debe editarnuevamente el Composite Model y asignar los modelos que se acaban de crear a sus respectivosslot. La siguiente figura muestra como debe verse el Composite Model una vez que se hayaconcluido con este procedimiento.



10 DSL

10.1 IntroducciónEl lenguaje DSL se usa para programar modelos de control eléctricos y otros componentes usadosen sistemas eléctricos de potencia. Como cualquier otro lenguaje de simulación o programación,emplea una sintaxis especial para la formulación de éstos modelos.

10.1.1 Términos y Abreviaciones� expr = corresponde a una expresión aritmética cualquiera que esté claramente definida

usando:

� Operadores aritméticos: +, -, *, /

� Constantes: son números tratados como números reales.

� Funciones básicas.

� Funciones especiales.

� boolexpr = Expresiones lógicas

� Relaciones Lógicas: <, >, <>, =<, =>, =

� Operadores binarios: and, or, nand, nor, eor

� Paréntesis: {Expresión lógica}

� string = Se refiere a la expresión que va dentro de comillas sencillas.

10.1.2 Estructura del DSLTodos los modelos DSL se componen de tres partes:

� Interface, que establece el nombre del modelo, el título, la clasificación y el juego devariables. Esta parte es definida en la primera página de la caja de diálogo del diagrama debloques.

� Definición del Código, que se usa para definir las propiedades de los parámetros y lascondiciones iniciales.

� Ecuaciones del Código, dentro de las cuales se incluyen todas las ecuaciones necesarias paradefinir el modelo de simulación, que no es otra cosa más que un juego de ecuacionesdiferenciales acopladas que describen las funciones de transferencia entre las señales deentrada y las señales de salida. Éstas funciones de transferencia pueden ser desde simplesfunciones lineales (funciones de una entrada y una salida), hasta funciones no linealesaltamente complejas (funciones no continuas de múltiples entradas y múltiples salidas).

DSL se emplea para describir relaciones directas entre señales y otras variables. Puedenasignarse expresiones a una variable en si misma, o a la primera derivada de una variablede estado. Las ecuaciones diferenciales de alto orden son así transformadas en un arreglode ecuaciones de orden simple por medio de variables de estado adicionales.



10.1.3 Variables de DSLUn modelo de DSL puede usar 5 tipos de variables:

� Señales de Salida. Las cuales, a su vez, quedan disponibles como señales de entrada paraotros modelos DSL más complejos.

� Señales de Entrada. Pueden originarse de otro modelo DSL o de un objeto del sistema depotencia. En el último caso, las corrientes y los voltajes, así como cualquier otra señal delsistema de potencia analizado, estarán disponibles para el modelo DSL.

� Variables de Estado. Son señales generadas dentro del mismo modelo que son dependientesdel tiempo y son usadas dentro del propio modelo DSL.

� Parámetros. Son valores de sólo lectura que se fijan para ajustar el comportamiento delmodelo DSL.

� Variables internas. Son definidas y usadas en el modelo DSL para facilitar la construcción deun juego de ecuaciones en dicho lenguaje.

Una variable de estado no puede ser al mismo tiempo una señal de salida. De ser necesario esto,se recomienda el uso de asignaciones como y=x1.

Todos los parámetros son números reales.

El parámetro especial "array_iiii" (con hasta 4 dígitos i), con 2*iiii elementos está disponible paradefinir características (procedimiento " lapprox'').

Sólo las derivadas de las variables de estado pueden ser asignadas a una expresión.

10.1.4 Modelos DSLEn general, hay dos tipos básicos de modelos de DSL posibles:

� Modelos de dispositivos eléctricos, como generadores, cargas o sistemas de HVDC. Estosmodelos son caracterizados por usar la corriente compleja del dispositivo como señal de salidaprincipal, la cual se inyecta al sistema en cierta barra. Además de la corriente del dispositivoeléctrico, puede definirse cualquier otra variable como señal de salida.

� Modelos sin señales de salida, las cuales no son directamente inyectadas a la red (dispositivosgenerales). Entre estos tipos de modelos tenemos los PCU´s, VCO´s, relés, procedimientosde cálculo, etc.

10.2 Metodología de Modelamiento� Recolección de la Información.

Existen varias posibilidades para obtener la información de un modelo, una de ellas es el modeloque entrega el fabricante del equipo. Otra fuente son los grupos de investigación, entre los cualesse destaca la IEEE, en especial en el campo de los dispositivos de control.

� Modelamiento de la Información.

El punto de partida para realizar el modelo es la información recolectada (ecuacionesdiferenciales o funciones de transferencia). Para el caso de modelamiento en lenguaje DSL separte siempre de los diagramas de bloques (o ecuaciones de transferencia en términos deLaplace), que es la forma más común de encontrar información acerca de dispositivos decontrol.



Como se menciono anteriormente, existen dos formas de desarrollo de modelos con elprograma DIgSILENT:

� Desarrollo a través del código del lenguaje de simulación DSL.

� Desarrollo gráfico empleando bloques predefinidos en el programa.

La diferencia básica entre los dos métodos, es que en el segundo caso no se tiene contactodirecto con el lenguaje de simulación DSL, puesto que las ecuaciones y el lenguaje estáninmersos en los bloques predefinidos en la librería del programa.

� Proceso de Codificación.

El proceso de codificación busca que el usuario ingrese la información necesaria para que elmodelo sea identificado completamente. Esto supone ejecutar rutinas de verificación desintaxis, de compilación y demás, que complementan el acople del modelo dentro del módulode estabilidad.

� Proceso de Pruebas y Documentación.

Este proceso consiste en realizar urna verificación del funcionamiento del modelo desarrollado,buscando:

� Comprobar la adecuada conectividad (flujo de señales), interfaz o comunicación entre loselementos del sistema y los modelos desarrollados.

� Verificar el adecuado funcionamiento del dispositivo modelado (velocidad de respuesta,forma de onda, no linealidades, etc.).

� Generar documentación que permita dar soporte a los posteriores usuarios para el usoadecuado del modelo.

10.3 Proceso de Modelamiento

10.3.1 El problema del modelamientoEs importante identificar la incidencia que tiene el adecuado modelamiento de un sistema eléctricode potencia en el análisis de estabilidad. En la medida que las modelos empleados reflejenadecuadamente el fenómeno que se quiere analizar, se tendrá urna garantía en las resultadosobtenidos.

La estructura que se propone para el modelamiento de un sistema y las parámetros empleadas, sepueden evaluar de acuerdo a los siguientes criterios:

� Tamaño del sistema: Esta es una cualidad importante debido a que grandes y pequeñossistemas tienen diferentes parámetros claves de influencia directa; así por ejemplo, para unsistema de potencia pequeño, la dependencia de las cargas con la frecuencia no es tanrelevante, como sí lo es para sistemas grandes.

� Tamaño de la unidad: La importancia del tamaño de una unidad de generación radica en quetanto para los análisis de estado estable como transitorios, las unidades grandesrepresentan para el sistema una mayor influencia en la respuesta final.

� Estructura del sistema: Para el análisis de una red en particular, independientemente deltamaño del sistema y de las unidades, su estructura puede ser de mayor relevancia sobrecualquier otro factor, como es el caso por ejemplo de sistemas radiales.

� Fallas en el sistema: Lo más mi portante para las condiciones de modelamiento del sistemason las fallas aplicadas y las consecuencias asociadas con este fenómeno. Por ejemplo,para el caso de análisis de sintonización de un estabilizador de potencia, no seria relevanteel modelamiento de controles lentos de reactivos o de las calderas de las unidades térmicas.



� Tipo de estudio. En sistemas que están en etapa de planeación, se pueden emplear modelosy parámetros típicos, mientras no exista información adicional disponible. Sin embargo, paraampliaciones del sistema puede ser necesaria una representación más detallada. En casosde análisis de problemas operacionales y de optimización de la operación es indispensablecontar con modelos detallados de los componentes más importantes.

Algunos de las objetivos buscados en el modelamiento de un sistema pueden ser:

� Análisis de problemas o de mal funcionamiento de los controladores, especialmente bajocondiciones de perturbación.

� Modelamiento de sistemas no convencionales y de esquemas de control implementados enla red de potencia.

� Ejecuciones de estudio durante las fases de diseño y especificación de componentes yredes.

Independientemente del sistema analizado, si a la representación del sistema no se le puedeaplicar un modelo de la IEEE o cualquier otro tipo de modelo estándar, se debe recurrir a lautilización de un método flexible para la realización de modelos individuales que se adapten a lasnecesidades del sistema. En este punto el uso del lenguaje de simulación ofrecido por el programacubre todas estas expectativas.

10.3.2 Características del lenguaje de simulaciónLa filosofía de funcionamiento del lenguaje es proveer la posibilidad de interactuar con el programafuente durante una simulación del sistema, a través de elementos modelados y codificados por elusuario, los cuales buscan reflejar un comportamiento determinado del sistema.

Las principales características de la relación entre la plataforma DIgSILENT con el lenguaje desimulación DSL son:

� Acceso a variables del sistema: voltajes, corrientes, ángulos, potencias., impedancias,variables lógicas, variables de posición (cambiatomas) variables de tipo mecánico (torques)y otros.

� Control de la ejecución de la simulación desde los modelos, vía comandos de interrupción osalida (Fault - Output).

� Posibilidad de comunicación directa entre los modelos mismos.

� Revaluación continua de las matrices del sistema, ante el uso de modelos que modifiquen laestructura del sistema de potencia (como por ejemplo, inductancias variables, fuentes decorriente, etc.).

� Salida y monitoreo: La falla en los datos asignados al caso para el cálculo del flujo de carga,el cálculo de las condiciones iniciales o condiciones inadecuadas para el arranque de lasimulación ofrecen al usuario un soporte a través de diferentes mensajes que presentan lainformación sobre el elemento y el tipo de talla en la simulación. Otro error frecuente en losdatos de entrada es la asignación de valores a los parámetros de los modelos que estén porfuera del rango permitido. Toda esta información se presente en la ventana de salida.



10.3.3 Funciones Implementadas

10.3.3.1 Funciones Estándarsin(x) seno sin(1.2)=0.93203 cos(x) coseno cos(1.2)=0.36236 tan(x) tangente tan(1.2)=2.57215 asin(x) arco seno asin(0.93203)=1.2 acos(x) arco coseno acos(0.36236)=1.2 atan(x) arco tangente atan(2.57215)=1.2 sinh(x) seno hiperbólico sinh(1.5708)=2.3013 cosh(x) coseno hiperbólico cosh(1.5708)=2.5092 tanh(x) tangente hiperbólica tanh(0.7616)=1.0000 exp(x) valor exponencial exp(1.0)=2.718281 ln(x) logaritmo natural ln(2.718281)=1.0

log(x) logaritmo en base 10 log(100)=2 sqrt(x) raíz cuadrada sqrt(9.5)=3.0822 sqr(x) potencia de 2 sqr(3.0822)=9.5

pow (x,y) potencia de y pow(2.5, 3.4)=22.5422, abs(x) valor absoluto abs(-2.34)=2.34

min(x,y) valor más pequeño min(6.4, 1.5)=1.5, max(x,y) valor más grande max(6.4, 1.5)=6.4,

modulo(x,y) residuo de x/y modulo(15.6, 3.4)=0.58823, trunc(x) parte entera trunc(-4.58823)=-4.0000 frac(x) parte fraccionaria frac(-4.58823)=-0.58823

round(x) redondear round(1.65)=2.000 ceil(x) entero superior ceil(1.15)=2.000 floor(x) entero inferior floor(1.78) = 1.000

pi () 3.141592... �=3.141592...twopi () 6.283185... 2�=6.283185...

e () 2,718281... e=2,718281...

10.3.3.2 Funciones Especiales� �maxminxlim ,,

Función limitadora no lineal. La señal asociada a esta función es igual a x siempre que se encuentreentre el límite inferior (min) y el limite superior (max). En caso que la señal x exceda un límite, lasalida es igual al límite excedido.

� �Tdelayxdelay ,

Función de Retraso. Almacena el valor de x en el tiempo de simulación actual (Tnow) y retorna dichovalor Tdelay segundos después. Tdelay está en segundos y es mayor a cero. La expresión Tdelaydebe evaluarse a un tiempo constante independiente y puede consistir por consiguiente sólo deparámetros constantes. La expresión x puede contener otras funciones.

� �0var,delay

Es un caso especial de la función delay, y regresa el valor del último paso de tiempo.



� �yxrboolselect ,,exp

Función Condicional. Esta función entrega el valor x si la boolexpr es verdadera, de lo contrarioentrega el valor y.

� �,...2,2,1,1, yxyxXlapprox

Función Aproximación Lineal. Retorna la aproximación lineal y = f(X) donde f es definido por lospuntos (xi, yi)

� �iiiiarrayXlapprox _,

Función Aproximación Lineal. Retorna la aproximación lineal y = f(X) donde f es definido por unarreglo de datos (array_iiii). El ingreso de estos datos se hace en la segunda máscara de datos dela definición del bloque.

� �,...1,1, yxYinvlapprox

Inverso de la Función lapprox. Devuelve x = f_inverse(Y).

� �iiiiarrayYinvlapprox _,

Inverso de la Función lapprox. Utiliza un arreglo de datos.

� �TdropTpickrboolpicdro ,,exp

Función Lógica pick-up drop-off. Es útil para las paradas. Regresa el estado lógico interno: 0 ó 1.

� Cambia de 0 a 1 cuando boolexpr es verdadera, con un retardo de Tpick segundos.

� Cambia de 1 a O cuando boolexpr es falsa, después de transcurridos Tdrup segundos dehaber alcanzado dicha condición.

� �time

Función Tiempo de Simulación. Retorna el tiempo de simulación actual

10.4 Elementos Básicos

10.4.1 Composite Model (Modelo Compuesto)Un modelo compuesto es una máscara que se usa para "administrar los modelos asociados a unamáquina o un sistema", en la cual se seleccionan todos los modelos y elementos que se quierenrelacionar.



La gráfica anterior muestra un modelo compuesto que se usa para describir los elementosasociadas a una máquina sincrónica (controles). En él se pueden identificar los siguienteselementos constitutivos:

� Máquina sincrónica (sym)

� Regulador de tensión (VCO)

� Regulador de Velocidad (PCO)

� Unidad primo motriz (PMU)

� Estabilizador del sistema de potencia (PSS)

� Conexión con la red de potencia global (Grid)

10.4.2 Composite Frame (Marco Compuesto)Un Frame es una plantilla o estructura en la cual se definen las interfaces o vías de comunicaciónde las distintas señales entre los bloques o modelos que van a definirse dentro de un CompositeModel.

La figura anterior muestra el Frame que emplea el DIgSILENT para unidades sincrónicas. En ellase pueden observar las señales que se conectan entre todos los modelos que componen el Frame.

10.4.3 Blocks (Bloques)Un composite block diagram es una representación gráfica de una función matemática que produceuna o más señales de salida como función de una o más señales de entrada. Un block diagramtambién puede tener límites (valores mínimos y máximos) como señales de entrada.

Los block diagrams constan básicamente de los elementos siguientes:

� Puntos de suma: que producen una sola señal de salida: y=(u0+u1+...)

� Multiplicadores: que producen una sola señal de salida: y=(u0*u1 *...)

� Divisores: que producen una sola señal de salida: y=(u0/u1 /...)

� Selectores: que producen una sola señal de salida: y=u0 o y=u1

� Líneas de señal: producen una o más señales de salida a partir de una entrada: y0=y1=... =u

� Bloques de Referencia: qué se usan para incluir otras definiciones de bloques.



10.4.3.1 MacrosExisten bloques que son empleados para definir urna función macro.

La figura anterior muestra un Bloque Integrador. La ecuación que define su función detransferencia es la siguiente:

sTusGuy 1*)(* ��

TsyusTy *)()(* ��

syyxyx �� ..

uTx �*.

Tux �. , para T>0

Se puede observar que la variable de estado (x) asociada al bloque tiene correspondencia con laseñal de salida (y). La derivada o el cambio de la variable de estado es igual al cambio en la salidadel bloque.

Para las demás macros de que se dispone en la base de datos, se tiene la definición de lasseñales de entrada y salida, sus limitadores, sus ecuaciones, sus parámetros y demás informaciónasociada a la macro.

Las condiciones iniciales (condiciones de arranque) no están definidas para ninguna de las macrosdentro de le librería. El proceso de definición de las condiciones iniciales lo debe completar elusuario y depende del modelo y de las macros que se estén usando.

10.4.3.2 Funciones ComplejasExiste la posibilidad de tener más de urna función básica o primitiva dentro de un bloque. Unejemplo de ello sería un control PID el cual tiene en su interior tres bloques primitivos: un bloquederivador, un bloque proporcional y un bloque integrador.

10.4.3.3 Herramientas del diagrama de bloquesEl proceso para generar un nuevo blocks or slots diagram sobre el cual se crean los Frames, sepuede llevar a cabo, bien desde el Data Manager o bien desde el Graphic Windows.

Estos diagramas cuenta con su propia barra de herramientas con los siguientes botones:

� Bloque

� Slot

� Sumador

� Multiplicador

� Divisor

u y1sT

x: Variable de Estado.G(s): Función de Transferencia



� Selector

� Conector

� Ayuda gráfica línea

� Ayuda gráfica línea abierta

� Ayuda gráfica línea cerrada

� Ayuda gráfica rectángulo

� Ayuda gráfica texto

� Ayuda gráfica sector

� Ayuda gráfica arco

� Ayuda gráfica circulo

� Editor de datos de objetos

� Editor de gráficos de objetos

10.5 Modelamiento de un Regulador de TensiónEn la siguiente figura se muestra el diagrama de bloques del control de tensión que se quiereconstruir. Las características más importantes de este control de voltaje son:

� Manejo de la señal de entrada a través de un filtro (constante de tiempo Tr).

� Suma las señales de voltaje de entrada, voltaje de referencia y ajuste del PSS.

� Suma las señales de error / corrección de voltaje y realimentación de la tensión de salida dela excitación a través del lazo de estabilización (parámetros Kf y Tf).

� Bloque del regulador, en el cual se definen la ganancia y la constante de tiempo del circuitoregulador (parámetros Ka y Ta).

� Bloque limitador que cumple una función de limitación de la señal del regulador (límitesVRmax y VRmin).

� Bloque del sistema de excitación en el que se definen las constantes del sistema deexcitación (Ke y Te).

� Bloque de saturación, en el que se modela la característica de saturación de la máquina(parámetro SE).



Los valores de los parámetros del modelo son los que a continuación se detallan.Parámetro Descripción Valor

Tr Constante de tiempo del filtro de entrada de regulación (s) 0.015Ke Constante del excitador relacionada al campo autoexcitado (s) 1.000Kf Ganancia del circuito estabilizador del regulador (pu) 0.400Ka Ganancia del regulador (pu) 250.000Te Constante de tiempo de la excitación (s) 0.980Tf Constante de tiempo del circuito estabilizador del regulador (s) 0.250Ta Constante de tiempo del regulador (s) 0.100SE Función de saturación del regulador (pu) 0.500

Vrmin Valor mínimo de salida del bloque regulador (pu) -7.600Vrmax Valor máximo de salida del bloque regulador (pu) 7.600Vref Voltaje de referencia del regulador (pu) Consigna

10.5.1 Proceso de ModelamientoEl proceso de modelamiento en Power Factory se puede resumir de la siguiente forma:

� Recolectar la información: básicamente es la consecución del diagrama de bloques delmodelo y de las valores de los parámetros de ajuste.

� Generar una nueva hoja de diagrama de bloques.

� Dibujar los bloques y los operadores

� Asignar las macros a los bloques.

� Hacer la conexión de todas las señales.

� Definir las condiciones iniciales del modelo.

� Hacer la comprobación y compilación.

Hasta este punto ya se ha completado el proceso de creación del modelo. Una vez creado elmodelo en la librería, lo siguiente que debe hacerse es implementar su uso de la siguiente forma:

� Generación del objeto Composite Model.

� Generación del objeto Common Model.

� Selección del Frame, los modelos y el objeto sobre el cual van a operar.

� Pruebas de funcionamiento y documentación.



10.5.1.1 Generación una nueva hoja de diagrama de bloques� Abrir el Data Manager

� Ubicarse dentro de la librería en la carpeta que se va a crear el modelo.

� Pulsar el botón derecho sobre esa carpeta.

� En el menú contextual seleccionar New y posteriormente Block/Frame Diagram.

Esto crea un objeto BlkDef y abre el siguiente diálogo.



Por el momento, lo único que hay que introducir es el título del modelo.



10.5.1.2 Creación de los bloques y operadoresSobre la hoja de diagrama de bloquescreada se dibujan todos los bloques yoperadores del control que se va acrear. Esto se realiza pulsando elrespectivo icono (block reference ysummation point) y posteriormentepulsando sobre el espacio de trabajode la hoja de gráficos de bloques en elpunto donde desea dibujarse.

Una vez realizado esto, el diagramadebe verse como se muestra en lafigura.

10.5.1.3 Asignación de Macros a los BloquesLa construcción de un modelo de control completo requiere de varias funciones o modelos básicoso primitivos (macros). Para tener un manejo integrado del modelo que se va a crear, es necesariogenerar una carpeta al interior delmodelo, y copiar en ella todas lasmacros que van a emplearse.

Para editar los bloques se pulsa dosveces sobre él. Esta acción abre la cajade diálogo que se muestra.

� El campo Name se usa paraidentificar la función del bloque enparticular: Filtro de Medida.

� En el campo Type se selecciona lamacro con la función detransferencia que se requiere enese bloque: 1/(1+sT).

Una vez se especifica el campo Type, elprograma identifica que el bloque tieneuna parámetro T y una variable deestado x.

De la misma manera se procede para los demás bloques del modelo. La misma macro puede serleída por tantos bloques como se necesiten.

10.5.1.4 Conexión de las señalesEn esta etapa se conectan todas las señales de salida con lasrespectivas señales de entrada. Esto se realiza con la ayudadel icono signal, pulsándolo y posteriormente pulsandosecuencialmente los puntos de entrada y de salida de cadaseñal que se quiere conectar.

Es posible cambiar el nombre del conector pero no de las



señales de entrada y de salida, ya que éstos los lee directamente de los elementos que estáconectando. El diálogo para hacerlo se activa pulsando dos veces sobre el conector.

Los sumadores por defecto consideran que todas las señales de entrada se suman. Para hacerque una entrada se reste se debe especificar en su ventana de diálogo como una señal invertida.

10.5.1.5 Inicialización del ModeloUna vez efectuada la labor de cableado, se procede a realizar las labores de verificación delmodelo, los parámetros, los nombres asignados a las variables y finalmente sus condiciones dearranque.

El proceso de inicialización de este modelo debe concluir con las siguientes ecuaciones:

Las condiciones iniciales de todas las variables de estado pueden introducirse en el BlockDefinition. Y esto es lo más aconsejable, ya que de esta manera se pueden tener todas lasecuaciones de condiciones iniciales juntas.

En este caso la señal que se toma del PSS se inicializa en cero. Esto puede hacerse en el casoque la unidad que va a usar este VCO no tenga PSS. En caso contrario, esta señal no debe serinicializada, ya que su valor inicial es leído directamente del modelo del PSS.



10.5.1.6 Ejecución de la Rutina de PruebaUna vez introducidas las condiciones iniciales, se procede a chequear que el modelo esté bienelaborado, que las sintaxis no presenten errores y, finalmente, a compilarlo.

� Elementos constitutivos, ecuaciones y macros:

Las funciones de revisar los elementos constitutivos, chequear las ecuaciones del modelo yrealizar el reemplazo de las macros utilizadas en el modelo con el fin de comprobar su sintaxis,se llevan a cabo con los botones Contents, Equations y Macro Equat respectivamente, quetambién pertenecen a la ventana de diálogo del Block Definition.

� Chequeo y verificación de las condiciones iniciales:

Este proceso no es otra cosa que la comprobación desde el software de que las condicionesiniciales definidas en el modelo y las calculadas a través de las ecuaciones escritas en el mismosean iguales. Estas funciones se realizan con los botones Check y Check Inc.

� Compilación y carga en la librería de funciones:

Al ejecutar el botón Compile el programa genera en su carpeta de instalación DSL tres archivoscon extensiones *.dig, *.cxx y *.def que agilizan la interacción del modelo del usuario con elmódulo central del programa.

� Proceso de compactación de un modelo:

Esta función la realiza el botón Pack, y es útil cuando el modelo emplea referencias de bloquesbásicos o primitivos que no se encuentren al interior del modelo mismo. Con esto se lograactualizar la librería interna quedando el modelo como un solo objeto integro, lo cual a su vezfacilita el proceso de exportación.



Cuando en el desarrollo del modelo se emplean los bloques básicos dentro del bloque queconstituye el desarrollo del modelo completo, este botón aparece como no disponible.

10.5.1.7 Creación del Composite ModelEl Composite Model es el objeto que permite hacerreferencia al Composite Frame. Este objeto, es elque permite seleccionar los modelos y elementosque quieren relacionarse definiendo así el efectode control que se quiere.

Para crear un Composite Model:

� En un Data Manager, se selecciona el área(grid) en la que está ubicado el generador.


� En el menú de opciones Elements seselecciona Composite Model.

Esto crea el Composite Model y abre su caja dediálogo:

� En Type se selecciona de la librería local el Composite Type Sym. Esto cargaautomáticamente los slots que componen este Composite Model.

� En la celda al lado derecho del slot sym, se pulsa dos veces para seleccionar el generador alque se le van a asignar los modelos desarrollados.

Las siguientes ventanas muestra la evolución de la ventana de diálogo a medida que se vandesarrollando estos pasos.

10.5.1.8 Creación del Common ModelCuando el proceso de condiciones iniciales y compilación ha concluido satisfactoriamente, elmodelo ya está en condiciones de ser usado.

Para ello, el paso a seguir es crear un objetoque proporcione una interface decomunicación con el usuario en la que éstesólo tenga que definir el valor de losparámetros de ajuste. Este objeto es elCommon Model.



Para crear este objeto:

� En un Data Manager, se selecciona el Composite Model dentro del área (grid) en la que estáubicado el generador.


� En el menú de opciones Elements se selecciona Composite Model.

Esto crea el Common Model y abre una especie de Data Manager en el que debe seleccionarse elBlock Definition del VCO que se creó.

Al presionar el botón de aceptar aparece undiálogo que es la interface de comunicacióncon el usuario para que este defina allí losajustes del modelo.

� En Name colocamos el nombre con elque se quiera identificar el modelo.

� En la columna Parameter se colocan losvalores de ajuste del modeloespecificados al principio.

Para concluir, se debe editar nuevamente elComposite Model para asignar este VCO en elvco slot, de la misma manera que ya se habíahecho para asignar el generador. La siguiente figura muestra como debe verse el Composite Modeluna vez que se haya concluido con este procedimiento.

10.5.2 Pruebas de FuncionamientoPara probar la funcionalidad y los ajustes del modelo se ejecutan simulaciones de estabilidaddinámica. A continuación se describen los tipos de fallas que comúnmente se implementan paraprobar cada tipo de regulador.

� Pruebas típicas para reguladores de tensión:

� Cortocircuitos



� Cambio de carga (toma o pérdida de carga)

� Cambio en la señal de control del regulador (voltaje de consigna)

� Pruebas para verificación de la operación de los limitadores (voltajes de techo, niveles desaturación, corriente de excitación, etc.)

� Pruebas para verificación de la señal de entrada al regulador.(cuando exista PSS)

� Pruebas típicas para reguladores de velocidad:

� Cambio de carga (toma o pérdida de carga)

� Cambio en el torque mecánico de la máquina

� Cambio en la consigna del regulador (ajuste de la potencia o la velocidad)

� Pruebas para verificación de la operación de los limitadores (control por aceleración,carga máxima y mínima, tasa de cambio o velocidad de respuesta del regulador, etc.)

� Pruebas típicas para controles de primotor:

� Potencias máxima y mínima de salida

� Verificación de las no linealidades, dependiendo del tipo de turbina modelada.

� Pruebas a otros modelos

Se realizan las pruebas especificas que sugiera el tipo de dispositivo bajo análisis, así porejemplo, si se tratara de un modelo de control de teledisparo, sería conveniente verificarel esquema de disparo, los tiempos de disparo y las demás variables asociadas almodelo.

10.6 Modelamiento de un Regulador de Velocidad

Este diagrama de bloques corresponde al modelo de control de velocidad típico para una turbina avapor. Las funciones implementadas en este modelo son las siguientes:

� Bloque droop: Valor del ajuste de característica de respuesta velocidad/carga en la máquina(parámetro droop en %).

� Bloque del regulador: Bloque con la constante de tiempo del convertidor E/H (parámetro T1).

� Bloque del servomotor: Estos bloques reflejan la dinámica del servomotor, es decir, lalimitación en la velocidad de apertura y cierre (Parámetros T2, op_max, op_min).

� Posiciones máxima y mínima de salida: Dinámica del bloque integrador que refleja la dinámicade la válvula (Parámetros at_max y at_min).

Los parámetros de ajuste para este modelo se detallan en la siguiente tabla.



Parámetro Descripción ValorDroop Droop (%) 5.000

T1 Constante de tiempo del regulador (s) 0.220T2 Constante de tiempo del servomotor (s) 0.250

op_min Velocidad mínima de cierre (pu/s) -1.000op_max Velocidad máxima de cierre (pu/s) 0.100at_min Posición mínima de la válvula (pu/s) 0.000at_max Posición máxima de la válvula (pu/s) 1.000

El proceso de modelamiento en Power Factory es el mismo que ya se indicó para la creación delregulador de tensión.

Las condiciones iniciales del regulador de velocidad dependen de las condiciones de la máquinavistas desde el flujo de carga. Estas condiciones se reflejan directamente como condicionesimpuestas a la unidad primomotriz (modelo de la turbina). A continuación se presenta un modelode turbina, el cual puede ser asociado a este regulador de velocidad para completar así el procesode inicialización del modelo.

10.7 Modelamiento de una Turbina de VaporEste diagrama de bloques corresponde al modelo de una turbina a vapor. Los elementos que lo

componen son los siguientes:

� Bloque de cámara de vapor. Filtro que representa la dinámica del sistema de acumulación devapor. Su constante de tiempo es T3.

� Bloque del recalentador. Filtro que representa la dinámica del recalentador en el sistema deturbina de la planta. Su constante de tiempo es T4.

� Bloque de tuberías. Filtro que representa el comportamiento del juego de tuberías detransporte de vapor para la sección de baja presión de la turbina. Su constante de tiempo esTs.

Los parámetros de ajuste para este modelo se detallan en la siguiente tabla.Parámetro Descripción Valor

T3 Constante de tiempo de la dinámica del sistema de acumulación de vapor (s) 0.210T4 Constante de tiempo del recalentador (s) 11.000TS Constante de tiempo de tuberías (s) 0.400KLP Fracción de participación generación de potencia etapa BP (pu) 0.335KIP Fracción de participación generación de potencia etapa PI (pu) 0.404KHP Fracción de participación generación de potencia etapa AP (pu) 0.261

El proceso de modelamiento en Power Factory es el planteado en el desarrollo del modelo delregulador de tensión.



11 Armónicos

11.1 Parámetros Dependientes de la FrecuenciaDebido al efecto piel y las variaciones de la inductancia interior, las resistencias e inductancias sonnormalmente dependientes de la frecuencia. Esto puede ser representado asociando un”frequency characteristic” a estos parámetros en la página "Harmonics" de la respectiva caja dediálogo. Pueden usarse dos tipos de características: o una característica polinómica (ChaPol), o unatabla de frecuencia definida por el usuario (TriFreq y ChaVec).

Para la característica polinómica, se usa la fórmula siguiente:

� � � �b

hh f

faafk ��

�

��

��

1

1

Las constantes a y b son los parámetros del polinomio característico. La unidad de k(fh) es % delparámetro correspondiente. Por ejemplo, la resistencia de la línea resultante se obtiene por:

� � � �hh fkRfR *�

La siguiente tabla muestra los valores de éstas constantes obtenidos empíricamente y usualmenteusados para líneas, transformadores y máquinas. Los coeficientes para la inductancia de laslíneas si pueden ser obtenidos por medio de la rutina Line Constants del ATP1, utilizando la opciónJMARTI.

Elemento Constante R La 0.08 1.050Líneas aéreas b 1.10 -0.135a 0.12 1.000Transformadores y máquinas b 1.50 -0.070

Para empezar a trabajar con el módulo de armónicos, lo primero que debe hacerse es definir lospolinomios característicos, y posteriormente asignar a los parámetros de los equipos el respectivopolinomio característico.

Procedimiento para crear los polinomios característicos:

1) Abrir el Data Manager y ubicarse en la raízdel proyecto.

2) Presionar el botón "New Element" yseleccionar las siguientes opciones:

� Elements: Others

� Filter: Characteristics

� Element: Frequency PolynomCharacteristic

1 Alternative Transient Program (ATP) Version of the EMTP Rule Book. Copyright 1987 by the Leuven EMTPCenter (LEC) - Last revision date: July, 1987.



3) En la ventana de diálogo:

� Parameter: fpcL líneas

� a: 1.05

� b: -0.135

Procedimiento para referenciar los polinomios característicos a los parámetros de una línea:

1) En la caja de diálogo del tipo de línea, seleccionar la hoja Harmonics.

� En R1(f) asignar: fpcR líneas

� En X1(f) asignar: fpcL líneas

Este procedimiento concluye una vez que se hayan referenciado a sus respectivos polinomioscaracterísticos los parámetros de todas las líneas, transformadores y máquinas del sistema. Estalabor resulta menos dispendiosa si se realiza a través del Data Manager.

11.2 Fuentes de ArmónicosTodo dispositivo de suicheo produce armónicos y debe representarse por consiguiente como unafuente armónica. En DIgSILENT Power Factory, las fuentes armónicas pueden ser de corriente ode voltaje y balanceadas o desbalanceadas.

El procedimiento a seguir es, inicialmente crear lostipos de fuentes de armónicos y posteriormenteasignar estas fuentes a los elementos del sistemageneradores de armónicos. El que la fuente dearmónicos sea de corriente o de voltaje depende delelemento al que se asigne.

Para crear una fuente de armónicos:

1) Abrir el Data Manager y ubicarse en la raíz delproyecto.



2) Presionar el botón "New Element" y seleccionar las siguientes opciones:

� Elements: Net Element Types

� Element: Harmonic Sources (TypHmccur)

Los valores se ingresan como porcentaje de la componente fundamental. Se pueden crear fuentesde armónicos desbalanceadas seleccionando la opción Unbalanced y, en ese caso, se requiereingresar las magnitudes y los ángulos para cada fase.

Para asignar un tipo de fuente de armónicos a una carga:

1) Abrir la caja de diálogo del tipo de carga.

2) Seleccionar la hoja Harmonics.

� Current Source/Impedance: Current Source

3) Abrir la caja de diálogo de la carga a la cual se va a asignar la fuente.

4) Seleccionar la hoja Harmonics.

� Harmonic Currents: Harmonic Source

11.3 Variables de ResultadoAntes de ejecutar cualquier cálculo, es necesario definir las variables que quieren monitorearsepara posteriormente graficarse. Esto puede hacerse de una manera semejante que en estabilidad,pulsando el botón derecho del ratón sobre el objeto cuyas señales quiere estudiarse, o bien desdeel Graphic Windows o bien desde un Data Manager.



Una vez en la ventana de diálogo Variable Set, se selecciona la hoja Harmonics. Esto desplegaráuna lista con todas las variables de resultados disponibles para el objeto seleccionado, para losanálisis de armónicos.

11.4 Cálculos de ArmónicosHay dos funciones de cálculo para analizar armónicos en sistemas de potencia:

� Análisis discreto (harmonic load flow)

El flujo de carga armónico calcula los índices de armónicos para una sola frecuencia, definidapor el usuario, o para todas las frecuencias a las que se tengan definidas fuentes de armónicos.

� Análisis continuo (frequency scan/impedance characteristics)

El análisis continuo calcula los índices de armónicos para todo el rango de frecuenciasespecificado.

11.4.1 Flujo de Carga ArmónicoSi la opción "Single Frequency' esseleccionada, el cálculo se realizasólo para la frecuencia especificadaen el parámetro "Output frequency".Los resultados se muestran en eldiagrama unifilar, de la mismamanera que ocurre cuando seejecuta un flujo de carga a lafrecuencia fundamental.



Si se selecciona la opción "AllFrequency', el cálculo se realiza paratodas frecuencias para las cualeshay definidas fuentes de armónicos ylos resultados se guardan en el objetode resultados indicado en la líneaResult Variables y que debió habersido previamente definido.

11.4.2 Cálculo de Z(w)Salvo para las frecuencias de salida, de parada y de paso, hay disponible una opción para hacerque el paso sea adaptable. Al habilitar esta opción se acelera la velocidad de cálculo, y es posiblereforzar los resultados en los rangos que se requiera más detalle usando un paso más pequeño.Los ajustes para la adaptación del paso pueden cambiarse en la página "Advanced''.

El análisis armónico continuo normalmente se usa para analizar las impedancias de la red mutuasy propias.

Los resultados del análisis armónicocontinuo son similares a los delanálisis discreto, salvo por el hechode que los primeros se calculan paramás frecuencias. Los resultadosigualmente se guardan en el objetode resultado especificado ("ResultVariables').



12 Análisis Modal

El análisis modal es un análisis dinámico lineal alrededor de unpunto de operación, razón por la cual también se le conocecomo estabilidad de pequeña señal. Su objetivo es conocerla capacidad del sistema de mantener el sincronismo cuando essometido a pequeñas perturbaciones. La inestabilidad en estecaso puede surgir de dos formas:

� Incremento permanente de los ángulos del rotor de las unidades de generación debido a lacarencia de torque sincronizante;

� Oscilaciones del rotor de amplitud creciente debido a la carencia de torque de amortiguación.

Del análisis modal se obtienen los valores y vectores propios del sistema, que en el caso de losmodos electromecánicos tendrán un amortiguamiento (σ)y una frecuencia de oscilación(f=�/2�). Adicionalmente, se obtienen los factores de participación normalizados de lasunidades de generación que participan en cada uno de los modos.

La parte real del autovalor será una medida del amortiguamiento del modo y la parteimaginaria una medida de la velocidad angular de la oscilación que el modo representa deacuerdo con la siguiente relación:

21 �� nn jj

NaturalFrecuencian ��

ientoAmortiguam��

El DIgSILENT reporta los valores de Damping=σ y Period=t (ω=2��t) para cada autovalor así comolos factores de participación de las máquinas en dicho modo. Los modos que darán origen aoscilaciones tendrán parte real igual pero con la parte imaginaria de signo contrario. Para loscálculos normalizados de � se utiliza la siguiente ecuación

22 ��

��

�

�

Para propósitos de planeamiento, normalmente se considera un amortiguamiento aceptable aquelque sea superior al 5%, ya que mediante estabilizadores de potencia puede mejorarse la calidaddel amortiguamiento.

La identificación de los modos provee las herramientas para conocer si estos representanproblemas de inestabilidad para la operación sincronizada de los sistemas y las medidas a tomarpara amortiguarlo, generalmente mediante el ajuste de estabilizadores de potencia (PSS) de lasunidades involucradas en dicho modo, o algún tipo de medida de compensación utilizandoelementos de electrónica de potencia (SVC, TCSC, entre otros) con función de amortiguamiento ensu ajuste.



12.1 EjecuciónEl análisis modal calcula los eigenvalores y los eigenvectores de un sistema dinámicomultimáquina incluyendo todos los modelos de control.

El botón de ejecución del análisis modal se localiza en la barra de Estabilidad.

Un análisis modal puede iniciarse cuando se alcanza una condición de estado estable equilibradaen un cálculo dinámico. Normalmente, tal estado es logrado en un cálculo del flujo de cargaequilibrado, seguido por un cálculo de condiciones iniciales. Sin embargo, también es posiblerealizar una simulación RMS equilibrada y empezar un análisis modal después de esto.

El análisis modal construye una matriz del sistema a partir del flujo de carga y de los datosdinámicos. Los eigenvalores y eigenvectores son calculados directamente de esa matriz. Puestoque los cálculos de eigenvalores requieren modelos linealizados, DIgSILENT realizaautomáticamente la linealización de todos los elementos relevantes del sistema.

El cálculo de eigenvalores y eigenvectores es la herramienta más potente para los estudios deestabilidad oscilatoria. Para su aplicación se recomienda calcular primero los modos de oscilaciónnatural del sistema. Éstos son los modos oscilación del sistema sin considerar la acción de losmodelos de planta y de control, es decir, con las turbinas con potencia constante, con tensiones deexcitación constantes, etc. De esta forma, podrá verse posteriormente el efecto de los controlessobre los modos de oscilación del sistema.

12.2 ResultadosLos resultados del análisis modal están separados en dos partes:

� Los eigenvalores y eigenvectores del sistema

� Los factores de participación relativos de los generadores

Una vez que un análisis modal se ha ejecutado, para ver los resultados:

1) Se presiona el botón "Output Calculation Analysis"

2) En LoadFlow/Simulation se selecciona Eigenvalues para activar las opciones del Output ofEigenvalues.

3) En las opciones Output of Eigenvalues puede seleccionarse si se quiere el reporte de loseigenvalores o de los factores de participación. Si se selecciona la opción de factores departicipación, se habilita la opción de selección de las variables de estado, los eigenvalores yel filtro para los modos del sistema. El filtro para los eigenvalores se usa para mostrar losfactores de participación sólo para modos del sistema específicos, y para ello debe estarseleccionada la opción Filtered en Select Eingenvalue(s).



13 Confiabilidad

En general, la valoración de los índices de confiabilidad para la red de un sistema de potencia, o departes de una red, es la valoración de la capacidad de esa red de proporcionar a los usuarios de lared energía eléctrica de buena calidad.

En las funciones de valoración de confiabilidad del DIgSILENT, un sistema de potencia seconsidera confiable si sus usuarios no experimentan un gran número de interrupcionesprolongadas. El cálculo de confiabilidad es por consiguiente la valoración del número, duración eimportancia de las interrupciones experimentadas por los usuarios, dada la información de falla delsistema y la caracterización de la demanda.

Se dispone de tres funciones de valoración de confiabilidad diferentes:

� Análisis de contingencia: Valoración no estocástica de máxima y mínima carga y tensión paracombinaciones específicas indisponibilidades.

� Confiabilidad de generación: Valoración de la capacidad del parque generador para cubrir lademanda total del sistema.

� Confiabilidad de red: Valoración de datos de interrupción estadística para cargas ysubestaciones individuales de la red.

13.1 Análisis de ContingenciaInicialmente debe definirse con cuáles elementos se debe realizar el ejercicio. El primer paso parahacerlo es crear un Objeto de Selección dentro del cual se ha de especificar todos los elementosdel sistema a tener en cuenta en la simulación.

� Se selecciona la carpeta Caso Base.

� Se pulsa el icono New Object.

� Element: Others.

� Filter: Settings.

� Element: Set.

Esto abre una nueva ventana de diálogo en la cualse define su nombre y tipo de simulación en la queserá empleada.

� Name: Outage Set.

� Used for: (n-1) Outage Simulation.

� Pulsar el botón Contents.

Esto a su vez, abre otra ventana en la cual sedeben definir los elementos con los cuales sedesea hacer la simulación.

1) Se pulsa el icono New Object.

2) Se pulsa en la flecha negra del ítem Reference.

3) Se pulsa en Select.



Aparece un Data Manager en el cual debe seleccionarse uno de los elementos de la red que deseedefinirse para la simulación.

Una vez definido el Outage Set de esta manera, para agregar más elementos que intervengan en lasimulación puede seguirse uno de varios procedimientos:

� Repetir los últimos tres pasos anteriores (que resulta ser la manera más dispendiosa).

� En la ventana de gráfico, hacer una selección múltiple de todos los elementos que sedesean incluir. Pulsar el botón derecho del ratón sobre uno de los elementos seleccionados.En el menú contextual, seleccionar “Add to...” yposteriormente “Outage Set...”.

� En el Data Manager, hacer una selecciónmúltiple de todos los elementos que se deseanincluir. Pulsar el botón derecho del ratón sobreuno de los elementos seleccionados. En elmenú contextual, seleccionar “Add to...” yposteriormente “Outage Set...”.

Una vez definidos todos los elementos que se quiereque intervengan en la simulación, se procede aejecutar el flujo de carga con la opción “OutageSimulation”.

Pero antes de ejecutarlo debe especificarse cual esel objeto de selección que contiene la lista deelementos que han de intervenir en la simulación.

Esto se hace en la carpeta Outage Simulation. En elítem Selection se escoge el objeto de selección queacabamos de definir y que se encuentra dentro de lacarpeta Caso Base.

En las opciones que aparecen bajo “Check Devices”,se establecen los límites de sobrecarga y tensionespara el reporte de elementos del sistema que losexcedan en cada caso.

Para agregar más líneas o transformadores a laselección inicial, se selecciona(n) el (los)elemento(s), bien sea en el gráfico o en el DataManager, y pulsando el botón derecho del ratónsobre ella en el menú contextual que aparece seselecciona “Add to...” – “Outage Set...”.



13.2 Preparar Simulación N-K

Para definir un juego de casos de contingencias rápidamente, se dispone de un comando especial"Prepare N-K Simulation''. Este orden aparecerá en un menú contextual cuando se selecciona porlo menos un elemento en un gráfico con el botón derecho del ratón y se selecciona la opciónCalculate – Outage Simulation. De esta forma se crean referencias a los elementos seleccionadosautomáticamente y se prepara una simulación de contingencias "n-1'' o "n-2''. Opcionalmente,pueden agregarse todos las líneas, transformadores o generadores a los elementos seleccionados.

El comando de preparación reemplazará el Outage Set actualmente activo por la selección que seestá haciendo. Es decir, reemplazará todos los casos de contingencias que previamente hubieransido definidas por el nuevo juego de casos de contingencia.

Las simulaciones de contingencias pueden generar cuatro reportes diferentes:

� Máxima carga de cada circuito.

Muestra la máxima condición de carga encontrada en todos los casos de contingenciasevaluados, para todas las líneas y transformadores indicando, además del nivel de carga,los elementos que al fallar la producen.



� Rangos de tensiones

Muestra la mayor y menor tensión encontrada en todos los casos de contingenciasevaluados, para todas las subestaciones indicando los elementos que al fallar laproducen.

� Circuitos sobrecargados

Muestra todos los casos de contingencias que generaron sobrecargas en líneas otransformadores indicando, además del nivel de carga, los elementos que al fallar laproducen.

� Violaciones de tensiones

Muestra todos los casos de contingencias que generaron violaciones de tensiónindicando, además del valor de la tensión, los elementos que al fallar la producen.

13.3 Modelos de Falla

13.3.1 Modelos de Falla para SubestacionesPara definir el modelo de falla en unasubestación:

� Se abre el diálogo de edición de losdatos de la subestación.

� Se selecciona la hoja Raliability.

� En la opción Element model seselecciona la flecha vertical yposteriormente la opción Select ProjectType.

� En el diálogo que se abre se oprime elicono New element. Esto crea undiálogo Bar Type Failure que permitedefinir el modelo estocástico de fallasde la subestación.

� Se fija la tasa de falla para lasubestación, la tasa de falla para loselementos conectados a ella y laduración promedio de las fallas, todoscon su factor de forma.

13.3.2 Modelos de Falla para LíneasPara definir el modelo de falla en una línea:

� Se abre el diálogo de edición de losdatos de la línea.


� En la opción Element model seselecciona la flecha vertical y



posteriormente la opción Select Project Type.

� En el diálogo que se abre se oprime elicono New element. Esto crea un diálogoLine Type Failure que permite definir elmodelo estocástico de fallas de la línea.

� Se fija la frecuencia o la expectativa defalla de la línea por cada 100 km delongitud y la duración promedio de lasfallas, todos con su factor de forma.

13.3.3 Modelos de Falla para TransformadoresPara definir el modelo de falla en un transformador:

� Se abre el diálogo de edición de los datosdel transformador.


� En la opción Element model se seleccionala flecha vertical y posteriormente la opciónSelect Project Type.

� En el diálogo que se abre se oprime elicono New element. Esto crea un diálogoTransformer Failures que permite definir elmodelo estocástico de fallas del transformador.

� Se fija la frecuencia o la expectativa de falla del transformador y la duración promedio de lasfallas, ambos con su factor de forma.

13.3.4 Modelos de Falla para GeneradoresPara definir el modelo de falla en un generador:

� Se abre el diálogo de edición de losdatos del generador.


� En la opción Stochastic model seselecciona la flecha vertical yposteriormente la opción SelectProject Type.

� En el diálogo que se abre se oprimeel icono New element. Esto crea undiálogo Stochastic Synchr. Gen. Modelque permite definir el modeloestocástico libre de fallas delgenerador.

� En la hoja Stochastic model se creantantas filas como estados se quieran representar, identificando cada uno de ellos.

� La definición del modelo estocástico puede hacerse de dos maneras:



� Con las tasas de transición (ModeloHomogéneo de Markov). Siadicionalmente se definen factores deforma mayores a 1, se convierte en unModelo Weibull-Markov de datoshomogéneos.

� Con las duraciones de estados y lasprobabilidades de transición (ModeloWeibull-Markov).

� Para especificar los estados que quierenrepresentarse, en la hoja Basic Data se define en cada uno la potencia aparente nominal dela planta y el número de unidades fuera de servicio.

13.3.5 Modelos de Carga EstocásticosEn las cargas pueden implementarse dos modelos de fallas:

� Modelo de carga local

� Modelo de carga de área

El modelo de carga local se define creando unmodelo estocástico Weibull-Markov, el cualpuede tener dos o más niveles de carga con susrespectivas frecuencias, probabilidades deocurrencia y probabilidades de transición.

Adicionalmente al modelo W-M, la carga local estocástica tiene los siguientes atributos para cadaestado:

� Porcentaje de demanda de potencia activa

� Porcentaje de demanda de potencia reactiva

El modelo W-M puede definirse manualmente o puede crearse a partir de una curva de carga picoen la página Extra del diálogo para crear el modelo estocástico de carga y, a su vez, esta curva decarga puede ser un vector o un archivo de medida.

El procedimiento para definir el modelode carga local es el siguiente:

� Se abre el diálogo de edición dela carga.

� Se selecciona la página de Confiabilidad.



� En Characteristic se selecciona Local Model.

� Se presiona el icono New Object. Esto abre el diálogo de un Stochastic Load Model, en elcual se especifican todos los datos del modelo.

13.3.6 Modelos de Carga de ÁreaEl modelo de carga de área puede ser definido por medio de una curva de carga pico, una curvade duración de carga o un modelo estocástico Weibull-Markov. La carga pico o las curvas deduración de carga pueden ser definidas con un vector característico o con un objeto archivo dedatos externos.

El procedimiento para definir el modelo de carga local es el siguiente:

� Se abre el diálogo de edición de la carga.

� Se selecciona la página de Confiabilidad.

� En Characteristic se selecciona Area Model.

� Se presiona el icono New Object. Esto abre el diálogo de un Area Load Model, en el cual sepuede especificar una predicción de demanda de área, un escenario de crecimiento de lademanda del área, o ambos.

� Se crea la predicción de demanda empleando una vector relativo de curva de duración decarga (período de horas o días generalmente), un modelo estocástico o un archivo demedida.

� Se crea el escenario de crecimiento de demanda empleando un vector característicoabsoluto (período anual generalmente).

13.3.7 Funciones de Costo de InterrupciónLas funciones de costo de interrupción se definen como un vector característico unidimensionalcon una escala de tiempo (generalmente con períodos de minutos). La escala de tiempo puedeser de cualquier orden, pero en todo caso monótonamente creciente.



Las funciones de costo de interrupción no son interpoladas. El costo de interrupción usado parauna determinada duración de interrupción permanecerá constante entre rangos de duración.

13.3.8 Transferencia y Reducción de CargasLa transferencia de carga y la reducción de carga se realiza con el fin de aliviar sobrecargas en elsistema. Cuando se detectan sobrecargas en la condición post-falla del sistema, se inicia unabúsqueda de las cargas que pueden estar contribuyendo a esas sobrecargas. Estas sobrecargasson reducidas siguiendo uno de los siguientes procedimientos:

� Transfiriendo algunas de esas cargas, si es posible.

� Reduciendo algunas de esas cargas, comenzando con las cargas de menor prioridad.

Cada modelo de carga usa tres valores para describir la transferencia de carga y las posibilidadesde reducción:

� El numero de pasos de reducción define la mínima cantidad de carga que puede serreducida. Cuatro pasos de reducción significa que la carga sólo puede ser reducida enpasos del 25%. Cero pasos de reducción significa que la carga puede ser reducida encualquier cantidad.

� La prioridad de la carga se usa para determinar cuales cargas reducir. Las cargas con lamenor prioridad son reducidas.

� El porcentaje de transferencia de carga define la cantidad de carga que puede sertransferida a cualquier parte de la red. La red que requiere la transferencia de la carga no seconsidera. Un porcentaje de transferencia de carga del 30% significa que hasta un 30% dela carga puede ser transferido. Un porcentaje de 0% significa que no puede transferirse.

13.3.9 MantenimientoEl mantenimiento se incluye en el análisis de confiabilidad definiendo uno o mas bloques demantenimiento. Un bloque de mantenimiento consta de:

� Una lista de objetos para mantenimiento

� Un calendario de mantenimiento.



Todos los objetos que se definan en la lista de objetos serán sacados de servicio para

mantenimiento por el bloque de mantenimiento junto.

El calendario de mantenimiento es una lista de instantes en el tiempo determinísticos en los cualesse iniciará el mantenimiento. Para cada mantenimiento planeado debe indicarse su duración.

13.3.10 Modos Comunes de FallaTodos los componentes de falla son modelos independientes. Dos o mas objetos puedencompartir el mismo modelo de falla, pero su comportamiento de falla será diferente. Desde losmodelos de falla, la expectativa de contingencia puede ser calculada como el promedio de lafracción de tiempo, o el promedio de tiempo por año, durante el cual el elemento no estádisponible.

13.4 Valoración de Confiabilidad de Generación-DemandaAl evaluar la confiabilidad del sistema de Generación – Carga se inicia una simulación Montecarlo.El procedimiento es el siguiente:

� Se activa la barra de herramientas de confiabilidad.

� Se presiona el icono Level 1 Reliability Assessment. Se abre undiálogo Reliability Calculation.



Los parámetros del diálogo son los siguientes:

� Stop Time. Define el período de simulación.

� Result Interval. Define los períodos para los cuales los índices de confiabilidad dependientesdel tiempo serán calculados.

� Maximum number of runs. Es la primera limitación en el número de simulaciones que sehacen para calcular los valores promedio (>100).

� Max. absolute LOLE error. Es la segunda limitación en el número de simulaciones. En elmomento en que el error en el promedio LOLE es inferior a este nivel, los cálculos sedetienen.

� Max. relative LOLE error. Es la tercera limitación, detendrá los cálculos cuando el errorrelativo en el promedio LOLE sea inferior a este nivel (>10%).

� Confidence level. Determina la probabilidad para la cual la búsqueda de resultados promediose encuentre dentro del intervalo de seguridad calculado (<95%).

La valoración Montecarlo produce seis tipos de resultados:

� First Run Results. Guarda los valores dependientes del tiempo para la primera simulación.Por defecto se monitorea la capacidad de generación total del sistema, la demanda total delsistema y los márgenes de capacidad conjunta resultante. Otros resultados como lacapacidad individual de un generador o las demandas de carga pueden ser agregados por elusuario.

� Average results. Guarda los índices dependientes del tiempo LOLE, LOLF, LOLD, y EDNS,con sus respectivos niveles de confianza.

� Duration results. Guarda las curvas de duración acumulativas para la capacidad degeneración, la demanda de carga y el margen de capacidad resultante.

� Distribution results. Guarda las distribuciones de densidad de probabilidad calculadas para lacapacidad de generación, la demanda de carga y el margen de capacidad resultante.

� Events. Guarda todos los eventos que tengan lugar durante la primera simulación.

� Annualized average values. Valores promedio generales para la capacidad total del sistema,la demanda de carga total del sistema, el margen de reserva completo, el LOLE, LOLD,LOLF y EDNS, son calculados y almacenados internamente y usados para crear los reportesde valoración de confiabilidad.



13.4.1 Método MontecarloSimula cronológicamente en el tiempo el sistema de potencia estocástico para un período dado.La simulación es repetida muchas veces para calcular los valores promedio, tales como lafrecuencia de falla del sistema. Un sistema fallado es definido para la valoración de confiabilidadde generación como una situación en la cual no hay suficiente capacidad de generación disponiblepara abastecer toda la demanda del sistema. La red del sistema de potencia no es estimada.

De la simulación Montecarlo se calculan los siguientes índices de confiabilidad:

� LOLE (Loss Of Load Expectancy) [horas/año]. Es el promedio de tiempo al año durante elcual la demanda excede la capacidad disponible de generación.

� LOLD (The Loss Of Load Duration) [horas]. Es la duración promedio de los períodoscontinuos durante los cuales la demanda excede la capacidad disponible de generación.

� LOLF (The Loss Of Load Frequency) [1/año]. Promedio de períodos continuos al año durantelos cuales la excede la capacidad disponible de generación.

� EENS (The Expected Energy Not Supplied) [MW]. Promedio de demanda de energía al añoque no es alimentada debido al déficit de capacidad de generación.

13.5 Valoración de Confiabilidad de RedesUna valoración analítica de los índices de confiabilidad de la red (a nivel de transmisión, sub-transmisión o distribución) se realiza de la siguiente forma:

� Se activa la barra de herramientas de confiabilidad.

� Se presiona el icono Level 3 Reliability Assessment. Se abre undiálogo Network Reliability Analysis.

Los parámetros del diálogo son los siguientes:

� Mode. Define si la valoración de confiabilidad se va a hacer para:

� El sistema completo.



� Un área en particular.

� Una subestación en particular.

� Un grupo de elementos seleccionados previamente.

� Un FEA (Failure Effect Analysis) para un estado del sistema en el cual todos loselementos seleccionados por el usuario fallan.

� Max. Contingency Level. Define el máximo número de simultaneidad de fallas independientesque serán analizadas.

� Failures. Permite definir los modelos de falla a considerar en el análisis:

� Fallas en líneas.

� Fallas de modo común en líneas.

� Fallas en subestaciones.

� Fallas en transformadores.

� Loadflow verification of states. Al habilitar esta opción ejecutará un cálculo de flujo de cargaAC para la condición post-falla después de la cual la reducción de sobrecargas seráejecutada por medio de transferencia de cargas o de reducción de cargas.

� Max. Loading of Edge Element. Define el límite de sobrecarga que será usado para loscálculos de energía en riesgo y reducción de sobrecargas.

13.5.1 Resultados CalculadosLa valoración de la confiabilidad de redes produce dos juegos de resultados:

� Índices de puntos de carga

� Índices del sistema

Los índices de puntos de carga son calculados para cada punto de carga individual. Muchos delos índices del sistema son calculados a partir de estos puntos de carga.

En las definiciones para los diferentes índices de confiabilidad se emplean los siguientesparámetros:

� C_i : número de usuarios atendidos por el punto i.

� A_i : número de usurarios afectados por una interrupción en el punto i.

� Fr_k : frecuencia de ocurrencia de la contingencia k.

� Pr_k : probabilidad de ocurrencia de la contingencia k.

� C : número de usuarios

� A : número de usuarios afectados

Los índices de frecuencia y expectativa del punto de carga son:

� ACIF : Frecuencia de Interrupción de Usuario Promedio.

� ACIT : Tiempo de Interrupción de Usuario Promedio

� LPIF : Frecuencia de Interrupción del Punto de Carga

� LPIT : Tiempo de Interrupción del Punto de Carga

Estos índices están definidos por las siguientes ecuaciones:



� ��k

kiki afracFrACIF 1* ,

� ��k

kiki ahfracACIT ,*Pr*8760

� �aCACIFLPIF iii 1*�

� �ahCACITLPIT iii *�

i

ii ACIF

ACITAID �

donde:

i : es el índice del punto de carga,

k : es el índice de contingencia,

frac_i,k : es la fracción de carga que es perdida en el punto de carga i para la contingencia k(frac_i,k=1 para el caso de cargas perdidas o para el caso de reducción de carga total)

Para el sistema analizado:

� SAIFI : Índice de Frecuencia de Interrupción Promedio del Sistema [1/C/a], es la frecuenciade interrupción que resulta de dividir por la cantidad total de usuarios en el sistemaanalizado.

� CAIFI: Índice de Frecuencia de Interrupción Promedio del Usuario [1/A/a], es la frecuenciade interrupción que resulta de dividir por la cantidad total de usuarios afectados en elsistema analizado.

� SAIDI : Índice de Duración de Interrupción Promedio del Sistema [h/C/a], es el tiempo poraño que los usuarios son interrumpidos, dividido por el número de usuarios total.

� CAIDI: Índice de Duración de Interrupción Promedio del Usuario [h/A/a], es la duraciónpromedio por interrupción.

� ASAI : Índice de Disponibilidad de Servicio Promedio, es la probabilidad de tener una o másinterrupciones de cargas.

� ASUI : Índice de Indisponibilidad de Servicio Promedio, es la probabilidad de tener todas lascargas alimentadas.

� �aCC

CACIFSAIFI

i

ii //1*

�

��

� �aAA

CACIFCAIFI

i

ii //1*

�

��

� �aChC

CACITSAIDI

i

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�

��

� �hSAIFISAIDICAIDI �



�

��

i

ii

CCACIT

ASUI*8760

*

ASUIASAI ��1Los costos de interrupción de los puntos de carga son definidos como:

� �aMLPEICLPEIC kii /$,��

donde LPEIC_i,k es el costo de interrupción promedio para el punto de carga i y el caso decontingencia k, considerando la función del costo de interrupción del punto de carga y ladistribución evaluada de las duraciones de las interrupciones en este punto de carga para el casode contingencia k.

Para el sistema analizado,

� EIC : Costo de Interrupción Esperado [M$/y], es el costo total de interrupción esperado.

� IEAR : Tasa de Evaluación de Energía Interrumpida [$/kWh], es el costo de interrupción totalpor kWh no atendido.

� �aMLPEICEIC i /$��

� �kWhENSEICIEAR /$�

donde ENS es la Energía No Atendida [MWh/a], es decir, la cantidad total de energía que seespera no será entregada a las demandas.

� �aMWhLPENSENS i /��



14 Caso Real

El DIgSILENT Power Factory posee una ideología diferente en lo que se refiere a la forma deguardar los cambios y la información, toda vez que lo hace automáticamente y de manerainmediata cada que se hace una modificación en el directorio Db12. Una vez que se ejecuta unaacción esta ya está guardada en la base de datos y generalmente no pueden deshacerse.

Sin embargo, es posible crear archivos de cada uno de los proyectos que se creen, los cualespermitirían guardar una memoria del sistema hasta ese momento o montar este sistema en otroequipo. La manera de hacerlo es exportando la base de datos con un formato DZ. Para exportarun proyecto, es necesario que éste esté desactivado.

� Pulsando el botón derecho del ratón sobre la carpeta del proyecto se selecciona la opciónExport Data. Esto abre una caja de diálogo Guardar como en la que se especificaría el nombre yubicación del archivo en el cual se va a exportar la base de datos.

De la misma manera que puede guardarse la base de datos de un proyecto, es posible abrir unproyecto ya creado y previamente exportado con formato DZ.

� En el menú File se selecciona la opción Import. Esto abre una caja de diálogo Abrir en la quese selecciona el archivo que contiene la base de datos a importar.

Este procedimiento crea un nuevo proyecto con el nombre que fue exportado y dentro de éltodo el sistema definido antes de exportarse.

117333915-digsilent

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