¿Cómo se supervisa y controla la estabilidad del sistema de alimentación en tiempo real mediante PMU y WAMS?

1 PMUs y WAMS

Las PMU, o unidades de medición de fasores, son dispositivos que miden el voltaje, la corriente y la frecuencia del sistema de energía con alta resolución y precisión. Pueden proporcionar datos sincronizados y con marca de tiempo desde diferentes ubicaciones de la cuadrícula, lo que permite una vista de área amplia de la dinámica del sistema. Los WAMS, o sistemas de medición de área amplia, son redes de PMU que recopilan, transmiten y procesan los datos de PMU para diversas aplicaciones, como la estimación del estado, el conocimiento de la situación, la protección y el control.

2 Clasificación de estabilidad

La estabilidad del sistema de energía se puede clasificar en diferentes tipos, dependiendo de la naturaleza y duración de la perturbación, el modo y la velocidad de respuesta del sistema y las acciones de control requeridas. Los principales tipos son la estabilidad del ángulo del rotor, la estabilidad de frecuencia y la estabilidad de voltaje. La estabilidad del ángulo del rotor se refiere a la capacidad de los generadores para permanecer en sincronismo entre sí. La estabilidad de frecuencia se refiere a la capacidad del sistema para mantener un equilibrio entre la generación y la carga. La estabilidad de voltaje se refiere a la capacidad del sistema para mantener niveles de voltaje aceptables en todos los buses.

3 Monitoreo de estabilidad

El monitoreo de estabilidad es el proceso de detectar y evaluar el estado de estabilidad del sistema de energía en tiempo real, utilizando datos de PMU y WAMS. Este proceso puede proporcionar señales de alerta temprana, identificar componentes críticos y evaluar los márgenes de estabilidad. El análisis modal es un método que utiliza datos de PMU para estimar los valores propios y los vectores propios del sistema, que indican los modos de amortiguamiento y oscilación. La evaluación de la estabilidad transitoria es otro método que utiliza datos de PMU para simular la respuesta del sistema a una gran perturbación, como una falla o pérdida de generación. Los índices de estabilidad son medidas numéricas o gráficas que cuantifican la estabilidad o inestabilidad del sistema; por ejemplo, la diferencia de ángulo, la desviación de frecuencia, la magnitud de voltaje y el margen de potencia reactiva.

4 Control de estabilidad

El control de estabilidad es el proceso de utilizar datos de PMU y WAMS para aplicar acciones correctivas o preventivas en tiempo real para mejorar o restaurar la estabilidad del sistema de energía. Este proceso puede ser local o de área amplia, dependiendo del alcance y la coordinación de los dispositivos de control. Algunos ejemplos de dispositivos utilizados para el control de estabilidad son los reguladores, los reguladores automáticos de tensión, los estabilizadores de sistemas de potencia, los relés de baja frecuencia, los relés de baja tensión, los programas de respuesta a la demanda, los relés de distancia, los transformadores de cambio de fase y los sistemas flexibles de transmisión de CA. Estos dispositivos ajustan la salida del generador, modifican la demanda de carga mediante el desprendimiento o el desplazamiento, y cambian la configuración de la red abriendo o cerrando los disyuntores para equilibrar la generación y la carga, reducir el estrés o la congestión en las líneas de transmisión y mejorar el ángulo del rotor, la frecuencia o la estabilidad del voltaje.

5 Beneficios y desafíos

El uso de PMU y WAMS para monitorear y controlar la estabilidad del sistema eléctrico en tiempo real tiene muchos beneficios, como mejorar la precisión y la puntualidad de la información y el análisis del sistema, mejorar el conocimiento de la situación de los operadores y planificadores, aumentar la seguridad y confiabilidad de las operaciones y la protección de la red, y permitir la integración de recursos renovables y distribuidos. Sin embargo, también hay algunos desafíos que deben abordarse, como el desarrollo de estándares y protocolos para la comunicación de datos, la gestión de la gran cantidad de datos generados, el diseño de algoritmos para el monitoreo y control de la estabilidad, y la evaluación de los riesgos asociados con eventos y acciones de estabilidad.

6 Esto es lo que más debe considerar

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