Análisis de sistemas de distribución radiales bajo condiciones de polución armónica

Analysis of radial distribution systems under conditions of harmonic pollution

Los sistemas de distribución presentan un alto contenido de armónicos debido a la presencia de cargas no lineales tales como equipos electrónicos y elementos ferromagnéticos en saturación. El análisis de este tipo de sistemas es el objetivo del flujo de carga armónico. En este artículo se muestra una metodología de flujo de carga armónico adaptado a los sistemas de distribución dadas las particularidades propias de estos sistemas como es la topología radial. Igualmente se muestra una implementación computacional desarrollada bajo el esquema de programación orientada a objetos usando el sistema operativo Windows. Se presentan ejemplos de prueba IEEE.

1. INTRODUCCIÓN

El flujo de carga armónico busca establecer el estado del sistema a partir de los parámetros de los elementos lineales que lo conforman, de información sobre la demanda en los nodos, de la potencia generada por las máquinas sincrónicas, de la topología del sistema y de las características de los elementos no lineales; que dan origen a voltajes y corrientes de frecuencia múltiplos de la fundamental. Los elementos lineales y no lineales deben ser modelados considerando la variación que éstos presentan con la frecuencia.

Xia (1982. Part I and II) presenta el primer planteamiento sobre el flujo de carga armónico y el modelamiento de cargas no lineales. Sainz (1995) presenta las principales metodologías para flujo de carga armónico en sistemas de transmisión.

Este artículo aplica los conceptos de esta metodología teniendo en cuenta las particularidades de los sistemas de distribución como la topología radial. Así mismo, aplica un modelamiento de cargas no lineales basado en el Estudio y modelización en régimen permanente de cargas no lineales para el análisis armónico de redes eléctricas de Boix Aragonés (1996), el cual fue acondicionado al flujo de carga desarrollado en este trabajo. El artículo está organizado como se describe a continuación: En la primera parte, se muestra el modelamiento de los diferentes elementos del sistema, el planteamiento matemático del flujo de carga armónico y las técnicas de solución. Posteriormente, se describe la manera cómo fue implementado el algoritmo desde el punto de vista computacional. Finalmente, se presentan ejemplos de prueba en los que se muestran las ventajas del algoritmo propuesto.

2. MODELAMIENTO DE LOS ELEMENTOS DEL SISTEMA

Los elementos típicos del sistema de distribución (generadores, transformadores, líneas, condensadores, cargas lineales y no lineales) deben ser modela dos considerando su dependencia con la frecuencia.