Método de reducción de nodos y determinación de factores fasoriales de reparto de carga/generación de los sistemas eléctricos de potencia de distribución

Abstract

Este trabajo presenta una revisión de los métodos de reducción de circuitos dentro de los métodos de análisis de flujo de carga en sistemas de potencia y optimización del despacho económico de generadores, cuyos métodos de linealización son utilizados como base para proponer una nueva metodología para la reducción de nodos con carga y generación así como la obtención de factores de reparto hacia nodos remanentes en el sistema reducido equivalente, lo que permite su utilización en representaciones de grandes sistemas de potencia en Programas Comerciales Despacho Económico, permitiendo reducción de tiempo de cálculo. Además, se desarrolla en MATLAB ® y VBA Excel, un programa computacional para la obtención de las redes equivalentes y los factores de repartición de carga y generación. En adelante, llamaremos este programa HMNOD. Usando HMNOD se encuentran los modelos reducidos permanentes de 4 nodos y 3 nodos de un sistema de prueba de 10 nodos, siendo validados a través de una comparación de flujos de carga en Power World GSO ®. Luego, HMNOD es utilizado para reducir el Sistema Eléctrico de Distribución de Lima Norte 60 kV en el año 2014, que pertenece al Sistema Interconectado Nacional del Perú (SEIN), pasando de 24 nodos a 6 nodos, para luego de validarse los resultados usando Power World GSO ®, y posteriormente verificar la reducción del tiempo computacional a través de una comparación de resultados de simulaciones en NCP ®, programa comercial para optimización del despacho hidrotérmico en corto plazo utilizado por el Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional (COES). Finalmente se plantean soluciones y conclusiones.

This paper presents a review of circuit reduction methods within load flow analysis methods in power systems and optimization of economic dispatch of generators, whose linearization methods are used as a basis to propose a new methodology for reducing nodes with load and generation as well as obtaining distribution factors towards remaining nodes in the equivalent reduced system, which allows its use in representations of large power systems in Commercial Economic Dispatch Programs, allowing reduction of calculation time. In addition, a computational program is developed in MATLAB ® and VBA Excel, to obtain equivalent networks and load and generation distribution factors. From now on, we will call this methodology HMNOD. Using HMNOD, the permanent reduced models of 4 nodes and 3 nodes of a 10-node test system are found, being validated through a comparison of load flows in Power World ®. Then, HMNOD is used to reduce the Lima Norte 60 kV Electric Distribution System in 2014, which belongs to the National Interconnected System of Peru (SEIN), from 24 nodes to 6 nodes, and then, after being validated using Power World, verify the reduction in computational time through a comparison of simulation results in NCP ®, a commercial program for short-term hydrothermal dispatch optimization used by the Economic Operation Committee of the National Interconnected System (COES). Finally, solutions and conclusions are presented.