Estudio de estabilidad de voltaje en estado estacionario de un sistema eléctrico de potencia usando curvas PQ

Las curvas PQ, son una herramienta vinculada a la evaluación de estabilidad de voltaje en régimen estacionario de sistemas eléctricos de potencia, el método para su elaboración se basada en el uso de los parámetros de líneas de trasmisión, así como la solución de flujos de potencia. En este contexto, el presente trabajo propone un método para el análisis de la estabilidad de voltaje en un sistema eléctrico de potencia, con variables que define su comportamiento, y no varían con el tiempo, aplicando las conocidas curvas PQ. La metodología de las curvas PQ, es implementada en el software DIgSILENT PowerFactory, mediante el lenguaje de programación que dispone este paquete computacional. La codificación resultante permite evaluar la condición de estabilidad del sistema eléctrico de potencia desde el punto de vista del voltaje, mediante el desarrollo de un procedimiento que, haciendo uso de ecuaciones de segundo grado, así como de arreglos matemáticos de traslación y rotación de ejes, permite reducir la ecuación general ayudando a construir la gráfica PQ con mayor facilidad. Para probar la metodología, se desarrolla un código general que ayuda a determinar si los sistemas IEEE de 9 barras y del SEP de 4 barras de la referencia Análisis de Sistemas de Potencia de Grainger & Stevenson, son estables mediante la construcción de las curvas PQ. Tras aplicar la metodología se evalúa la estabilidad del sistema, con base en el análisis de las curvas PQ construidas, verificando con esto, las zonas de estabilidad donde el sistema funciona con normalidad, así como las posibles regiones que pueden propiciar un colapso de voltaje.The PQ curves are a tool related to the evaluation of voltage stability in steady state of electrical power systems, the method for their elaboration is based on the use of the parameters of transmission lines, as well as the solution of power flows. In this context, the present work proposes a method for the analysis of the voltage stability in an electrical power system, with variables that define its behavior, and do not vary with time, applying the known PQ curves. The PQ curve methodology is implemented in the DIgSILENT Power Factory software, using the programming language available in this computational package. The resulting coding allows to evaluate the stability condition of the electrical power system from the voltage point of view, through the development of a procedure that, making use of second degree equations, as well as mathematical arrangements of translation and rotation of axes, allows to reduce the general equation helping to build the PQ graph more easily. To test the methodology, a general code is developed that helps determine if the IEEE 9-bar and 4-bar SEP systems from the Grainger & Stevenson Power Systems Analysis reference are stable by constructing the PQ curves. After applying the methodology, the stability of the system is evaluated, based on the analysis of the constructed PQ curves, thus verifying the stability zones where the system works normally, as well as the possible regions that can cause a voltage collapse