UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA
FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA ELCTRICA
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SYLLABUS
EE-375 ESTABILIDAD DE SISTEMAS DE POTENCIA
ESPECIALIDAD : ELCTRICA CICLO : NOVENO CRDITOS : 04 AO : QUINTO
HORAS/SEMANA : T4, P2, L2 REGIMEN : ELECTIVO PRE-REQUISITO :
EE-354, EE-225 EVALUACIN :TIPO D
OBJETIVO
Mostrar al estudiante de ingeniera elctrica los fenmenos de
estabilidad en los sistemas elctricos de potencia, enfatizando en
la naturaleza y diferenciando los tipos de estabilidad. Se muestra
el modelamiento de todos los componentes del sistema de potencia
para efectos de los anlisis de estabilidad. Introducir el manejo de
herramientas computacionales. Al estudiar cada tipo de estabilidad,
se resumen los problemas de estabilidad del sistema elctrico
interconectado nacional, los estudios realizados y las medidas
tomadas para su mejoramiento.
RESUMEN
Introduccin, definiciones y conceptos fundamentales de
Estabilidad de Sistemas de Potencia. Modelamiento del Sistema
Elctrico de Potencia en Anlisis de Estabilidad. Estabilidad
Permanente. Estabilidad Transitoria. Estabilidad de la Tensin.
Estabilidad de la Frecuencia.
CONTENIDO
Captulo 1.- INTRODUCCION, DEFINICIONES Y CONCEPTOS DE
ESTABILIDAD DE SISTEMAS DE POTENCIA
Ubicacin del curso en el mbito de la carrera de ingeniera
elctrica. Definiciones fundamentales: operacin sncrona, condicin de
operacin en estado estacionario, tipos de perturbaciones,
estabilidad en sistemas de potencia. Tipos de Estabilidad: del
ngulo del rotor, de tensin y de la frecuencia. Explicacin de la
naturaleza de cada tipo de estabilidad y su ubicacin en espectro de
fenmenos en los sistemas elctricos de potencia. Mtodos de Anlisis
de Estabilidad. Utilidad de los estudios de estabilidad en los
proyectos de ingeniera elctrica.
Captulo 2.- MODELAMIENTO DEL SISTEMA DE POTENCIA EN EL ANLISIS
DE ESTABILIDAD
Generadores Sncronos: Ecuaciones elctricas, magnticas y mecnica
en unidades relativas, diferenciacin con respecto a anlisis con
grandes cambios en la frecuencia del sistema. Simplificaciones en
estudios de grandes sistemas. Ecuacin de
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Oscilacin. Modelo Subtransitorio en ambos ejes: ecuaciones y
diagrama de bloques. Incorporacin bsica de la saturacin. Modelo
transitorio en ambos ejes. Modelo transitorio en eje directo y
modelo clsico. Clculo de condiciones iniciales. Parmetros de
generadores del sistema peruano. Sistema de Excitacin y Regulacin
de Tensin: Tipos de excitatrices: Modelamiento y Parmetros tpicos.
Reguladores de tensin (Tipos, Modelamiento y Parmetros tpicos).
Estabilizadores de sistemas de potencia (Tipos, Modelamiento y
Parmetros tpicos). Diagrama de bloques del sistema de excitacin y
regulacin de tensin de un generador sncrono. Modelos y Parmetros de
sistemas de excitacin de las centrales del sistema peruano.
Recomendaciones para la sintonizacin de parmetros. Sistema de
Regulacin de Velocidad: Componentes. Tipos de reguladores de
velocidad y Modelamiento. Diagrama de bloques del sistema de
regulacin de velocidad de turbina hidrulica, a gas y a vapor.
Parmetros tpicos. Modelos y Parmetros de sistemas de regulacin de
velocidad de las centrales del sistema peruano. Recomendaciones
para la sintonizacin de parmetros. Modelamiento de la red:
Transformadores de dos y tres devanados. Lneas de transmisin.
Cargas pasivas y dinmicas. Modelamiento de Motores Sncronos y
Asncronos. Modelamiento de equipos automticos de compensacin
reactiva. Captulo 3.- ESTABILIDAD PERMANENTE Mtodo de Espacio de
Estado (puntos de equilibrio, estabilidad de un sistema dinmico,
linealizacin, estabilidad de un sistema linealizado). Anlisis de un
sistema elemental sin regulacin: Formulacin de espacio de estado
del problema de estabilidad permanente. Solucin de la ecuacin de
estado (clculo de eigenvalores, amortiguamiento y frecuencia de
oscilacin). Diagrama de Bloques clsico. Naturaleza del torque
sincronizante y amortiguante y su relacin con la estabilidad de los
sistemas elctricos. Anlisis de un sistema elemental con regulacin:
Clculo de los coeficientes de estabilidad permanente (K1, K2, ...,
K6). Efecto de los reguladores de tensin y la incorporacin de
seales estabilizantes sobre la estabilidad de los sistemas
elctricos. Efecto de los controladores sobre el torque
sincronizante y amortiguante del sistema. Estructura de Programas
de Estabilidad Permanente. El problema de las oscilaciones de baja
frecuencia en sistemas elctricos de potencia: Definicin de modos
locales, interrea, intraplanta y modos de control. Exposicin de
problemas de estabilidad permanente del sistema elctrico peruano.
Introduccin a las oscilaciones subsncronas y al fenmeno de
resonancia subsncrona. Captulo 4.- ESTABILIDAD TRANSITORIA Mtodos
de anlisis directos: Ventajas y limitaciones. Formulacin del
criterio de igualdad de reas y su aplicacin al clculo de tiempos
crticos de apertura ante fallas simtricas. Determinacin de los
factores que influyen en la estabilidad transitoria. Efecto de la
ubicacin. Representacin y modelamiento de la red para el anlisis de
fallas asimtricas: monofsicas y bifsicas a tierra, efecto de la
apertura y recierre monofsico. Mtodos de anlisis indirectos o de
simulacin: Formulacin en el sistema elemental:
generador-lneas-barra infinita. Mtodos indirectos o de simulacin.
Mencin sobre los mtodos numricos de integracin (Euler, Runge-Kutta,
Trapezoidal Implcito). Introduccin al Sistema Multimquina.
Estructura de Programas de Estabilidad Transitoria. Exposicin de
problemas de estabilidad transitoria del sistema elctrico
peruano.
Captulo 5.- INTRODUCCION A LA ESTABILIDAD DE LA FRECUENCIA
Fundamentos del problema de control de la frecuencia en los SEP.
Regulacin primaria y secundaria de frecuencia. Parmetros de inters
(estatismo, banda muerta, reserva, etc.). Comportamiento de la
Frecuencia instantnea, subfrecuencias, sobrefrecuencias).
Protecciones Propias y Esquemas Especiales de Proteccin del
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Sistema Elctrico Interconectado Nacional (Esquema |de Rechazo
Automtico de Carga por Mnima Frecuencia y Esquema de Desconexin
Automtica de Generacin por Sobrefrecuencia). Criterios y metodologa
de diseo, especificaciones.
Captulo 6.- INTRODUCCION A LA ESTABILIDAD DE TENSION Fundamentos
del problema de control de tensin en los SEP. Resumen de eventos en
el Sistema Elctrico Interconectado Nacional que evidencian el
fenmeno de colapso de tensin. Factores que causan inestabilidad de
tensin y medidas para evitarla. Mtodos de anlisis: Enfoque
Cuasiesttico (Curvas P-V y Q-V) y Enfoque Dinmico. Esquema de
Rechazo Automtico de Carga por Mnima Tensin del Sistema Elctrico
Interconectado Nacional: criterios y metodologa de diseo,
especificaciones.
REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS
1. HEYDT G. T., "COMPUTER ANALYSIS METHODS FOR POWER SYSTEMS",
MAC MILLAN PUBLISHING COMPANY, 1986.
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Stability,
Iowa University Press, 1977. 5. 4. VENIKOV, V.A., Transient
Processes in Electrical Power Systems , MIR,
1980. 6. ARRILLAGA, J. A. AND HARKER, B.J., Computer Modeling in
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Mc Graw Hill, 1986. 8. P. KUNDUR, "Power System Stability and
Control", Mc Graw-Hill, Inc., 1994 9. R. RAMIREZ, Estabilidad de
Sistemas Elctricos de Potencia, Curso Profesional,
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RAMIREZ, Estabilidad de Sistemas Elctricos de Potencia, Curso
Profesional,
IEEE Seccin Per, Noviembre 2007. 11. Mediciones de Estabilidad
Permanente en el Sistema Interconectado Sur y Centro
Norte del SEIN, CESI-COES, Junio-Noviembre, 2002. 12. Mediciones
de Estabilidad Permanente en el Sistema Interconectado Sur del
SEIN, CESI-COES, 2002. 13. Estudio de Rechazo de Carga/Generacin
del Sistema Elctrico Interconectado
Peruano, CESI-COES, Julio 2002-Mayo 2003. 14. Estudios de
Rechazo de Carga/generacin realizados por el COES desde 2004-
2015.
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