An overview of approaches for modelling uncertainty in harmonic load-flow

Revisión general de las metodologías para el modelado de las incertidumbres en el cálculo del flujo de cargas armónicas

Debido a la creciente utilización de dispositivos basados en electrónica de potencia y de otras cargas de características no lineales, es que la distorsión armónica en las señales de tensión y de corriente es un problema que va en aumento en todos los sistemas de suministro de energía eléctrica en el mundo. En este contexto, varios métodos han sido desarrollados para el cálculo y análisis computacional del flujo de cargas armónicas en las redes eléctricas. Tales métodos permiten estimar la distorsión armónica en cada barra del sistema eléctrico cuando las cargas no lineales, que son las fuentes de armónicos, se encuentran distribuidas en toda la red. Entre de los métodos para calcular el flujo de cargas armónicas existen algunas formulaciones deterministas que son bien conocidas y ampliamente aceptadas. Sin embargo, la distorsión armónica en el sistema es variable en el tiempo porque tanto las cargas lineales como las no lineales cambian de una manera no predecible, y además, la configuración de la red eléctrica también varía. Esta última consideración hace que el cálculo del flujo de cargas armónicas sea un problema matemático que debe ser capaz de incluir en el modelado las incertidumbres asociadas a los datos de entrada. Para modelar tales incertidumbres se han propuesto en la literatura algunas metodologías de cálculo basadas en la teoría de la probabilidad, y otras basadas en las teorías de los conjuntos difusos y de la posibilidad. Por lo tanto, el objetivo de este artículo es el de ofrecer un panorama completo en lo referente a tales metodologías de cálculo. En particular, las principales formulaciones probabilistas y posibilistas serán presentadas. Finalmente, algunas comparaciones numéricas serán desarrolladas en un sistema eléctrico estándar con el propósito de dar claridad a algunos de los conceptos acá desarrollados.

INTRODUCCIÓN

Los armónicos existen debido a las cargas no lineales (NLLs), (IEEE, 1992b). Las NLLs están aumentando en todos los sistemas de potencia (PS) debido al uso generalizado de dispositivos electrónicos; por tanto, la distorsión armónica tanto en la tensión como en la corriente es cada vez mayor (IEEE, 1993a).

Se han desarrollado modelos matemáticos y programas informáticos para estudiar los problemas relacionados con los armónicos, por ejemplo, para evaluar el efecto de la conexión de grandes NLL o bancos de condensadores, para diseñar filtros de armónicos, para investigar las causas y soluciones de las sobrecargas de armónicos existentes, para investigar el cumplimiento de las normas, etc.