El documento resume los sistemas FACTS (Flexible AC Transmission Systems), dispositivos que mejoran el rendimiento de las redes de transmisión eléctrica. Explica que los FACTS tienen aplicaciones para reducir costes, mejorar líneas y calidad del suministro. Además, clasifica los dispositivos FACTS en paralelos, serie y híbridos y describe sus usos principales.

1. FACTS – Sistemas de
en ESPAÑOL transmisión AC flexible
Albert Nubiola
Marçal Mora
Andreas Sumper
Oriol Gomis
CITCEA-UPC
Barcelona-Spain
Diciembre 2008

2. Dispositivos y Aplicaciones
Los sistemas FACTS:
 Tienen un gran rango de aplicaciones gracias a su buena
controlabilidad
 Se utilizan para reducir costes, mejorar las líneas y la calidad del
suministro
 Tienen una gran flexibilidad para adaptarse a diferentes
condiciones de trabajo.
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3. Dispositivos y Aplicaciones
Las aplicaciones básicas de los dispositivos FACTS son:
 Control de flujo de potencia
 Incremento de la capacidad de transmisión
 Control de voltaje
 Compensación de energía reactiva
 Mejoras de estabilidad
 Mejoras de calidad de potencia
 Mejoras de calidad de suministro
 Mitigación del efecto flicker
 Interconexión de generación renovable y distribuida
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4. Dispositivos y Aplicaciones
Algunas consideraciones:
 Requieren un estudio de necesidades y beneficios para justificar
su coste
 La electrónica de potencia permite tiempos de respuesta muy
rápidos
 Son estáticos y dinámicos a la vez
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5. Clasificación
 Convencionales vs FACTS
 Según tipo de conexión (paralelo, serie, serie-paralelo)
 Utilizando tiristores o IGBT’s
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6. Dispositivos Paralelo
 Se utilizan básicamente para compensación de reactiva y control
de tensión.
Aplicaciones:
 Reducción de flujos indeseados de potencia reactiva
 Control del intercambio de energía contratada con energía
reactiva equilibrada
 Compensación de los consumidores y mejora de la calidad de
potencia
 Mejora de la estabilidad estática o transitoria
 Energías renovables y energía distribuida en general
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7. SVC (Static Var Compensator)
 Puede presentar diseños muy diversos
 Aproximadamente 90.000 MVA instalados actualmente
Aplicaciones:
 Aumento de la capacidad de transferencia de energía y reducción
de las variaciones de tensión (estabilización de la tensión
dinámica)
 Aumento de la estabilidad en régimen transitorio y mejor
amortiguación del sistema de transmisión de energía eléctrica
(mejora de la estabilidad sincrónica).
 Equilibrio dinámico de la carga
 Soporte de la tensión en régimen permanente
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8. SVC (Static Var Compensator)
 Tipos más conocidos: TSR, TSC, TCR, MSC
 Se pueden usar diversas combinaciones
 Se colocan en centros de carga importantes, subestaciones
críticas y en puntos de alimentación de grandes cargas
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9. STATCOM (STATic COMpensator)
 Se trata de un compensador estático sincrónico y sin inercia
– Mejor dinámica
– Menor inversión
– Menores costes de mantenimiento
– 1200 MVA instalados en la actualidad.
Aplicaciones:
 Aumento de la transmisión de energía y menores variaciones de
tensión (estabilización de la tensión dinámica)
 Mejor estabilidad en régimen transitorio, mejor amortiguamiento
del sistema de transmisión, amortiguamiento de SSR (mejora de
la estabilidad sincrónica)
 Equilibrio dinámico de carga
 Mejora de la calidad de la energía
 Soporte de tensión en régimen permanente
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10. STATCOM (STATic COMpensator)
 Compuesto de un condensador en el lado de continua y de
tiristores con capacidad de desconectarse (GTO, IGCT o IGBT)
 Es posible controlar la tensión del convertidor, por lo tanto,
también la energía reactiva
 Se suelen usar impulsos PWM en el control, reduciendo así los
harmónicos generados
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11. Dispositivos Serie
 Compensan reactiva además de permitir un flujo de potencia
estable gracias a las impedancias
 Suelen estar protegidos con un puente de tiristores
 Potencia instalada aproximada: 350.000 MVA
Aplicaciones:
 Disminución de la reducción de tensión en una línea
 Reducción de fluctuaciones de voltaje
 Mejora de la respuesta ante las oscilaciones
 Limitación de cortocircuitos en redes o subestaciones
 Evitan el reflujo de carga en una red mallada
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12. TCSC (Tyristor Controlled Series Capacitor )
 Condensador en serie controlado por tiristores
 Puede estar formado por varias reactancias en paralelo
controladas
 Control uniforme de la reactancia capacitiva
Aplicaciones:
 Eliminación de problemas dinámicos en sistemas de transmisión
 Amortiguación de oscilaciones electromecánicas
 Reducción de la resonancia subsincrónica
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13. TCSC (Tyristor Controlled Series Capacitor )
 Condensador en paralelo con un varistor de óxido metálico para
evitar sobretensiones
 Formado, además, por un inductor de intensidad variable.
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14. SSSC (Static Syncronous Series Compensator)
 Compensador en serie sincrónico estático.
 Puede funcionar como si fuera un condensador en serie
controlable
Aplicaciones:
 Control dinámico del flujo de energía
 Mejora de la estabilidad de la tensión y del ángulo
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15. Dispositivos Serie y Paralelo
 Con el crecimiento del consumo de energía y de las redes, la
capacidad del flujo de potencia de las líneas adquiere cada vez
más importancia, así como sus pérdidas de energía. Estos
dispositivos intentan solucionar ambas problemáticas
simúltaneamente.
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16. DFC (Dynamic Flow Controller)
 Híbrido formado por un transformador de desplazamiento de fase
(PST, Phase Shifting Transformer) y por compensación de cambios
en serie
 Contiene un PST, un TSC/TSR y, opcionalmente, un capacitor en
paralelo mecánicamente activado, MSC
 La intensidad que circula por las impedancias colocadas en serie
se puede modificar mediante válvulas
 Los cambios de las conexiones de válvulas se realizan por medio
de señales binarias y en el instante en que el corriente es cero
para minimizar los armónicos generados
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17. UPFC (Unified Power Flow Controller)
 Combinación de un STATCOM y un SSSC acoplados mediante un
bus de contínua
 Permite un flujo bidireccional de potencia activa y control de
potencia reactiva (independientemente).
 El bus de continua, que tiene un condensador, permite adaptar
diferentes niveles de potencia reactiva, pero la potencia activa
debe ser la misma en los dos extremos
 Este dispositivo fue diseñado para un control en tiempo real y una
compensación dinámica de los sistemas de transmisión
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18. IPFC (Interline Power Flow Controller)
 Dispositivo muy parecido al UPFC con la diferencia principal que su
conexión es, en ambos lados, mediante un transformador en serie
con la red
 Intenta compensar la potencia reactiva de un número dado de
líneas de transmisión en una subestación
 Con un IPFC es posible:
– Equilibrar el flujo de activa y reactiva entre líneas
– Reducir la sobrecarga de las líneas mediante transmisión de potencia
activa
– Compensar las caídas de tensión resistivas a la potencia reactiva que
se requiere
– Incrementar la efectividad del conjunto a las perturbaciones dinámicas
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19. GUPFC (Generalized Unified Power Flow Controller)
 Combinan tres o más convertidores VSC interconectados con un
mismo bus de continua y conectados a la red mediante
transformadores serie y paralelo.
 Mejoras introducidas:
– Control de energía reactiva en cada binomio VSC +
Condensador
– Flujo unificado de energía activa entre las líneas a las que está
conectado
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20. Dispositivos Back-to-Back
•Permite un control total de flujo de potencia ya que toda la energía activa
circula a través de él.
Convencionales Con VSC
 Formados por tiristores  Formados por semiconductores con
 No permiten la regulación capacidad de desconexión (IGBT)
de energía reactiva  Permiten la regulación de potencia
compensada reactiva (además de la activa)
 Permiten transmitir  La cantidad de energía activa que
grandes cantidades permiten transmitir es menor que
en el caso de los tiristores
potencia activa
 Insertan menos armónicos pero
 Tienen menos pérdidas incrementan las pérdidas
(frecuencia de
conmutación baja)
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21. Dispositivos Back-to-Back
 Los primeros (sin VSC) disponen de unos 14.000 MVA instalados
mundialmente
 Los segundos (con VSC) se limitan a 900 MVA a día de hoy
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22. HVDC (High-Voltage Direct-Current transmission)
 Convierten la corriente AC a DC
 La transportan a través de una línea DC
 Finalmente realizan la transformación inversa.
Ventajas en muchas aplicaciones:
– Cables submarinos
– Interconexión de sistemas AC de distintas frecuencias
– Transmisión a largas distancias
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