Optimal under voltage load shedding based on voltage stability index

Esquema óptimo de deslastre de carga por baja tensión basado en índice de estabilidad de tensión

En este artículo se presenta una metodología para realizar el deslastre de carga por baja tensión utilizando una técnica de optimización metaheuristica y criterios de estabilidad. Se proponen dos estrategias para encontrar tanto la cantidad mínima de carga a deslastrar como su localización en el sistema, para recuperar las condiciones normales de operación. El primero está basado en el criterio clásico del deslastre de carga por baja tensión, donde se identifica la carga a desconectar considerando los niveles de tensión en las barras del sistema; el segundo incluye el índice simplficado de estabilidad de tensión SVSI, el cual identifica las barras críticas en el sistema. La propuesta se valida en el sistema de prueba IEEE de 14 barras cuando es sometido a varias perturbaciones.

Introducción

A medida que la generación de energía y la demanda de carga crecen con una tendencia cada vez mayor, se ha informado ampliamente de que los sistemas de energía están funcionando actualmente más cerca de los límites de operación debido a la falta de expansión de las redes de transmisión a medida que las cargas crecen, debido principalmente a las restricciones ambientales y económicas. Esta situación ha conducido a sistemas de energía más sensibles, que son propensos a inestabilidades de tensión o colapsos. Este efecto se ha observado y notificado en varios sistemas eléctricos de todo el mundo (AIE, 2005; Kundur, 1994). Para aquellos sistemas de potencia que alcanzan los límites de estabilidad, se requieren estrategias para garantizar el equilibrio generación-demanda para evitar colapsos, minimizando la energía no suministrada y optimizando la eficiencia energética.

Las alternativas durante un inminente colapso de tensión incluyen los esquemas de Desmantelamiento de Carga Bajo Tensión (UVLS), que se aplican cuando la operación de los dispositivos de control y compensación, como los FACTS (Nguyen y Wagh, 2009; Greene, Dobson y Alvarado, 1997), gobernadores de turbina, reguladores automáticos de tensión (Lerm y Silva, 2004), entre otros, son ineficaces para alcanzar un estado de funcionamiento estable después de una perturbación o una contingencia.