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Estabilidad del voltaje
La estabilidad del voltaje está
relacionada con la capacidad del sistema de potencia para mantener voltajes
firmes en todos los buses del sistema bajo condiciones de operación normal, y
después de ser sometidas a perturbación. La inestabilidad que puede resultar
ocurre en la forma de una caída o elevación progresiva del voltaje de algunos
buses. El resultado posible de la inestabilidad del voltaje es la pérdida de
carga en el área donde el voltaje alcanza valores bajos inaceptables, o una
pérdida de integridad de los sistemas de potencia.
La caída progresiva en los buses
de voltaje puede también ser asociada con los ángulos del rotor que están fuera
de paso. Por ejemplo, la pérdida gradual de sincronismo de las máquinas como
los ángulos del rotor entre dos grupos de máquinas para aproximarse o exceder
180 ºC resultarían voltajes muy bajos en puntos intermedios en la red cerca del
centro eléctrico. En contraste, el tipo de caída sostenida de voltaje que está
relacionada con la inestabilidad del voltaje ocurre donde la estabilidad del
ángulo del rotor no es un problema.
Como en el caso de estabilidad
del ángulo del rotor, es útil clasificar la estabilidad del voltaje en las
siguientes categorías:
- La estabilidad del voltaje de grandes perturbaciones está relacionada con una capacidad del sistema para controlar los voltajes siguiendo grandes perturbaciones tales como fallos del sistema, pérdida de generación, o contingencias del circuito. Esta capacidad está determinada por las características de carga del sistema y las interacciones de protecciones y controles tanto continuos como discretos. La determinación de una estabilidad de perturbación grande requiere el examen de rendimiento dinámico no lineal de un sistema sobre un sistema de tiempo suficiente para capturar las interacciones de dispositivos tales como cambiadores de las tomas de un transformador de baja carga y limitadores de corriente de campo del generador. El periodo de estudio de interés puede extenderse de unos pocos segundos a decenas de minutos. Por lo tanto, para el requieren simulaciones dinámicas a largo plazo.
- La estabilidad de voltaje ante pequeñas perturbaciones está relacionada con la capacidad del sistema para controlar los voltajes siguiendo pequeñas perturbaciones tales como los cambios incrementales en la carga del sistema. Esta forma de estabilidad está determinada por las características de cargas, controles continuos y controles discretos en un instante de tiempo dado. Este concepto es útil en la determinación, en cualquier instante, de cómo el voltaje del sistema responderá a pequeños cambios del sistema. Los procesos básicos contribuyendo a la inestabilidad de voltaje de pequeña perturbación son esencialmente de naturaleza de estado estacionario. Por lo tanto, el análisis estático puede usarse de forma efectiva para determinar los márgenes de estabilidad, identificar factores que influyen en la estabilidad, y examinan un amplio rango de condiciones del sistema y un gran número de escenarios de postcontingencia. Un criterio para la estabilidad de voltaje de pequeña perturbación es que, en una condición de operación dada para cada bus en el sistema, la magnitud del voltaje del bus se incrementa cuando la inyección de potencia reactiva se incrementa en el mismo bus. Un sistema es inestable de voltaje si, para al menos un bus en el sistema, la magnitud del voltaje del bus (V) decrece con la inyección de potencia reactiva (Q) en el mismo bus se incrementa. En otras palabras, un sistema es estable de voltaje si la sensibilidad de V – Q es positiva para cada bus e inestable si la sensibilidad V – Q es negativa para al menos un bus.
El marco de tiempo de interés
para los problemas de estabilidad de voltaje puede variar desde unos pocos
segundos a decenas de minutos. Por lo tanto, la estabilidad de voltaje puede
ser un fenómeno a corto plazo o largo plazo.
La inestabilidad de voltaje no
siempre ocurre en su forma pura. A menudo, la inestabilidad del ángulo del
rotor y la inestabilidad de voltaje van mano con mano. Una puede llevar a otra,
y la distinción puede no estar clara. Sin embargo, distinguir entre la
estabilidad del ángulo y la estabilidad del voltaje es importante para
comprender las causas fundamentales de los problemas en orden de desarrollar los
procedimientos de operación y diseño apropiado.
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