Los FACTS (Flexible AC Transmission Systems) son sistemas basados en electrónica de potencia que se utilizan para mejorar la transmisión de energía eléctrica. Existen diferentes tipos de FACTS como compensadores en serie, en paralelo y combinados. Los FACTS permiten aumentar la capacidad y flexibilidad de las líneas de transmisión, mejorar la estabilidad del sistema y optimizar el flujo de potencia. Sin embargo, su mayor limitación es el alto costo de estos dispositivos.
Los Sistemas de Transmisión AC Flexible (llamados FACTS) tienen un gran rango de aplicaciones gracias a su buena controlabilidad mediante sistemas electrónicos de potencia. Los FACTS se utilizan para reducir costes y mejorar las líneas de distribución y la calidad del suministro de energía eléctrica, además de tener una gran flexibilidad para adaptarse a diferentes condiciones de trabajo.
Las aplicaciones básicas de los dispositivos FACTS son:
o Control de flujo de potencia
o Incremento de la capacidad de transmisión
o Control de voltaje
o Compensación de energía reactiva
o Mejoras de estabilidad
o Mejoras de calidad de potencia
o Mejoras de calidad de suministro
o Mitigación del efecto flicker
o Interconexión de generación renovable y distribuida
Este Manual,es uno de los materiales que entregamos cuando Capacitamos los Miembros IEEE PES UNAC,a las empresas que requieren de nuestros servicios,de las cuales estamos muy agradecidos por la confianza.
Los Sistemas de Transmisión AC Flexible (llamados FACTS) tienen un gran rango de aplicaciones gracias a su buena controlabilidad mediante sistemas electrónicos de potencia. Los FACTS se utilizan para reducir costes y mejorar las líneas de distribución y la calidad del suministro de energía eléctrica, además de tener una gran flexibilidad para adaptarse a diferentes condiciones de trabajo.
Las aplicaciones básicas de los dispositivos FACTS son:
o Control de flujo de potencia
o Incremento de la capacidad de transmisión
o Control de voltaje
o Compensación de energía reactiva
o Mejoras de estabilidad
o Mejoras de calidad de potencia
o Mejoras de calidad de suministro
o Mitigación del efecto flicker
o Interconexión de generación renovable y distribuida
Este Manual,es uno de los materiales que entregamos cuando Capacitamos los Miembros IEEE PES UNAC,a las empresas que requieren de nuestros servicios,de las cuales estamos muy agradecidos por la confianza.
Flujo de potencia
1. Análisis del Estudio del flujo de carga en los sistemas eléctricos de potencia.
2. Definición de las 4 (cuatro) variables reales asociadas a cada una de las barras
de los sistemas eléctricos de potencia.
3. Análisis de los Tipos de barras de los sistemas eléctricos de potencia.
4. Análisis del problema de flujo de potencia.
5. Fórmulas utilizadas en los flujo de potencia
a) Potencia real o activa programada que se está generando en una
cierta barra.
b) Potencia real o activa programada que demanda la carga en una
cierta barra.
c) Potencia reactiva programada que se está generando en una cierta
barra.
d) Potencia reactiva programada que demanda la carga en una cierta
barra.
e) Potencia real o activa programada total que está inyectando dentro
de la red en cierta barra.
f) Potencia reactiva programada total que está inyectando dentro de la
red en cierta barra.
g) Error de potencia real o activa.
h) Error de potencia reactiva.
6. Estudio de método Gauss-Seidel en la solución del problema de flujo de
potencia.
7. Estudio del método Newton-Raphson en la solución del problema de flujo de
potencia.
8. Flujos de carga en sistemas radiales y sistemas anillados.
9. Métodos para la formación de la matriz admitancia de barra (Ybus o Ybarra).
10. Técnicas de esparcidad.
Caracterización de la máquina sincrónica, principio de funcionamiento, tipos de máquinas síncronas, modelos matemático de la máquina de rotor cilíndrico y polos salientes, tipos de sistemas de excitación, paralelo de generadores, sincronización
Sistemas de transmisión de corriente continua en alta tensión, HVDCAntonio Moreno-Munoz
Sistemas de Alta Tensión en Corriente Continua (HVDC, High Voltage Direct Current). Un enlace HVDC realiza la interconexión de dos sistemas trifásicos de corriente alterna a través de una conexión eléctrica en corriente continua. Existen dos tecnologías: LCC que usa tiristores y VSC que usa IGBT.
Calculo de fallas simétricas (trifásica) en Sistemas Eléctricos de Potencia (...Wilpia Centeno Astudillo
a) Estudio de la corriente de Cortocircuito en Maquinas Sincrónicas con Carga.
b) Método del voltaje detrás de la reactancia subtransitoria.
c) Cortocircuito trifásico en Sistemas de Potencia.
d) Corriente de cortocircuito trifásico en Sistemas de Potencia.
e) Método de Superposición para el cálculo de la corriente de cortocircuito trifásica en
máquina síncronas.
f) Explicar cómo se calcula de las corrientes de Cortocircuito por intermedio de la Matriz de
Impedancia de Barra.
g) Cálculo de fallas simétricas (Fallas trifásicas).
h) Criterios de Selección de interruptores en Sistemas de Potencia.
Sistema de suministro eléctrico cuya función es el suministro de energía desde la subestación de distribución hasta los usuarios finales (medidor del cliente). Se lleva a cabo por los Operadores del Sistema de Distribución.
Flujo de potencia
1. Análisis del Estudio del flujo de carga en los sistemas eléctricos de potencia.
2. Definición de las 4 (cuatro) variables reales asociadas a cada una de las barras
de los sistemas eléctricos de potencia.
3. Análisis de los Tipos de barras de los sistemas eléctricos de potencia.
4. Análisis del problema de flujo de potencia.
5. Fórmulas utilizadas en los flujo de potencia
a) Potencia real o activa programada que se está generando en una
cierta barra.
b) Potencia real o activa programada que demanda la carga en una
cierta barra.
c) Potencia reactiva programada que se está generando en una cierta
barra.
d) Potencia reactiva programada que demanda la carga en una cierta
barra.
e) Potencia real o activa programada total que está inyectando dentro
de la red en cierta barra.
f) Potencia reactiva programada total que está inyectando dentro de la
red en cierta barra.
g) Error de potencia real o activa.
h) Error de potencia reactiva.
6. Estudio de método Gauss-Seidel en la solución del problema de flujo de
potencia.
7. Estudio del método Newton-Raphson en la solución del problema de flujo de
potencia.
8. Flujos de carga en sistemas radiales y sistemas anillados.
9. Métodos para la formación de la matriz admitancia de barra (Ybus o Ybarra).
10. Técnicas de esparcidad.
Caracterización de la máquina sincrónica, principio de funcionamiento, tipos de máquinas síncronas, modelos matemático de la máquina de rotor cilíndrico y polos salientes, tipos de sistemas de excitación, paralelo de generadores, sincronización
Sistemas de transmisión de corriente continua en alta tensión, HVDCAntonio Moreno-Munoz
Sistemas de Alta Tensión en Corriente Continua (HVDC, High Voltage Direct Current). Un enlace HVDC realiza la interconexión de dos sistemas trifásicos de corriente alterna a través de una conexión eléctrica en corriente continua. Existen dos tecnologías: LCC que usa tiristores y VSC que usa IGBT.
Calculo de fallas simétricas (trifásica) en Sistemas Eléctricos de Potencia (...Wilpia Centeno Astudillo
a) Estudio de la corriente de Cortocircuito en Maquinas Sincrónicas con Carga.
b) Método del voltaje detrás de la reactancia subtransitoria.
c) Cortocircuito trifásico en Sistemas de Potencia.
d) Corriente de cortocircuito trifásico en Sistemas de Potencia.
e) Método de Superposición para el cálculo de la corriente de cortocircuito trifásica en
máquina síncronas.
f) Explicar cómo se calcula de las corrientes de Cortocircuito por intermedio de la Matriz de
Impedancia de Barra.
g) Cálculo de fallas simétricas (Fallas trifásicas).
h) Criterios de Selección de interruptores en Sistemas de Potencia.
Sistema de suministro eléctrico cuya función es el suministro de energía desde la subestación de distribución hasta los usuarios finales (medidor del cliente). Se lleva a cabo por los Operadores del Sistema de Distribución.
Sistemas de transmisión AC flexibles, Power Transmission Systems for AC over submarine cables, long distances or different power system frequencies, LEONARD, COPPER Institute, Spanish
FACTS : Flexible AC Transmission Systemfernando nuño
Los Sistemas de Transmisión AC Flexible (llamados FACTS) tienen un gran rango de aplicaciones gracias a su buena controlabilidad mediante sistemas electrónicos de potencia. Se presentan en este artículo los conceptos básicos ligados a estos dispositivos.
Los FACTS son utilizados para reducir costes y mejorar las líneas de distribución y trasporte de energía eléctrica, además de tener una gran flexibilidad para adaptarse a diferentes condiciones de trabajo.
Electrónica de Potencia en Redes de DistribuciónLeonardo ENERGY
El desarrollo de nuevos materiales junto con la aparición de nuevos algoritmos y herramientas computacionales en los últimos años ha permitido que la electrónica de potencia se convierta en la tecnología habilitadora de los cambios tecnológicos más importantes dentro del sector eléctrico. Aspectos como la generación distribuida, la eficiencia energética y la utilización de las energías renovables se han visto apoyados gracias a los desarrollos en la electrónica de potencia en los últimos años. En este webinar se hace una reflexión sobre los nuevos desarrollos de electrónica de potencia aplicada a nuestros sistemas de transporte y distribución, principalmente los FACTS.
Mafalda está más viva que nunca. Reaparece siempre fresca y renovada en sus nuevos libros y periódicos. Hace cine y televisión. Viaja en la imaginación colectiva de infinidad de naciones que son muy diferentes entre ellas culturalmente. Y llega a los lugares más insospechados, volviéndose familiar a generaciones que no tienen nada que ver con la que vio nacer a Mafalda
1. SISTEMAS PARA UNA
TRANSMISIÓN FLEXIBLE
DE ENERGÍA – FACTS
(Flexible AC Transmission Systems)
Arostegui Cubillos, Litman 20124078F
Barrientos Marrou, Carmen 20131494A
2. INTRODUCCIÓN
Desde sus comienzos, a finales del
siglo XIX hasta nuestros días, los
Ingenieros Electricistas han hecho
frente a la problemática de calidad de
energía, estabilidad, optimización de
la transmisión de energía y otros
asociados, con tecnología que ha
estado disponible, en muchos casos
insuficientes para responder a la
dificultad creciente de la situación.
3. Sin embargo, estos problemas fueron y están siendo
superados mediante la electrónica de potencia aplicada
al desarrollo de los dispositivos conocidos como
sistemas flexibles de transmisión de corriente alterna
(FACTS) que tienen toda la capacidad para afrontar los
retos que trae consigo un mercado e energético en
rápido cambio.
4. SISTEMAS PARA UNA TRANSMISIÓN FLEXIBLE DE ENERGÍA
EN CORRIENTE ALTERNA (FACTS)
• El término “FACTS” se refiere a todos los sistemas basados
en la electrónica de alta potencia que se utilizan para la
transmisión de energía en Corriente Alterna.
• Existe un gran número de dispositivos FACTS con distintas
constituciones, no obstante, su principio de funcionamiento
no suele ser complicado y en muchos de ellos se deriva de la
simple aplicación de la electrónica a equipos conocidos
tradicionalmente
5. TIPOS DE FACTS
Existen diversas formas de clasificar a los FACTS, en esta
oportunidad los clasificaremos según su acción hacia el
sistema:
• Compensación en serie.
• Compensación en paralelo.
• Compensadores combinados serie – serie.
• Compensadores combinados serie – paralelo.
6. Compensación en serie
Se conectan en serie al elemento específico (una línea de transmisión,
por ejemplo) y que pueden ser impedancias variables tales como
capacitores o reactores, o una fuente variable construida en base a
elementos electrónicos de potencia que entreguen una señal de voltaje
a frecuencia primaria, sub-síncrona o a las frecuencias armónicas
deseadas. Mientras la señal de voltaje esté en cuadratura con la
corriente de línea, el controlador consumirá o entregará sólo potencia
reactiva.
7. La compensación en serie inserta energía reactiva en la línea de
transmisión. Mediante esto se logra acortar virtualmente las líneas.
Como consecuencia, el ángulo de transmisión se reduce, y la
transferencia de energía se puede aumentar sin la reducción de la
estabilidad del sistema.
Dentro de los elementos a que encontramos en este grupo están:
Compensadores estáticos síncronos serie (SSSC), controlador de flujo
de potencia Interlíneas (IPFC), capacitor serie controlado por
tiristores (TCSC), capacitor serie encendido por tiristores (TSSC),
reactor serie controlado por tiristores (TCSR), reactor serie
encendido por tiristores (TSSR).
8. Compensación en paralelo
Consiste en suministrar potencia reactiva a la línea, para
aumentar la transferencia de potencia activa, manteniendo los
niveles de tensión dentro de los rangos aceptables de
seguridad. Tal como los controladores series, los elementos
que se pueden conectar son los mismos, y la diferencia es que
inyectan señales de corriente al sistema en el punto de
conexión.
9. En este grupo están: Compensadores estáticos síncronos
(STATCOM), generador estático síncrono (SSG), sistema de
almacenaje de energía en baterías (BESS), almacenaje de energía
en superconductores magnéticos (SMES), compensador estático
de reactivos (SVC), reactor controlado por tiristores (TCR), reactor
encendido por tiristores (TSR), capacitor encendido por tiristores
(TSC), generador (o consumidor) estático de reactivos (SVG),
sistema estático de VAR (SVS), resistor de freno controlado por
tiristores (TCBR).
11. Compensadores combinados serie – serie
Podemos encontrar dos tipos de controladores. En primer lugar el control
se hace por separado pero de modo coordinado en un sistema de
múltiples líneas. O, como se muestra en la figura, el centro de control es
unificado y permite entregar la compensación reactive serie requerida por
cada línea. Esta capacidad de controlar el tránsito de potencia activa se
conoce como Controlador de Flujo de Potencia Interlíneas hace posible
balancear el flujo de las potencias reactivas y activas en las líneas de
transmisión y mediante esto, maximizar la utilización y capacidad de
transporte de las mismas.
12. Compensadores combinados serie – paralelo
Del mismo modo que la combinación serie-serie, también se pueden
operar de dos maneras. La primera mediante una combinación de
controladores serie y paralelo controlados coordinadamente como se
muestra a continuación:
13. O mediante un Controlador de Flujo de Potencia Unificado,
que tal como en el caso anterior, posee la capacidad de
agregar transferencia de potencia activa entre líneas si es
necesario, mediante el DC Power Link.
14. Dentro de los controladores serie-paralelo encontramos:
Controladores de flujo de potencia unificados (UPFC),
transformador cambiador de fase controlado por tiristores
(TCPST), regulador de ángulo de fase controlado por tiristores
(TCPAR), controlador de potencia de interfase (IPC).
UPFC
15. VENTAJAS
• Aumentan la capacidad de carga de las líneas hasta su límite térmico,
tanto en horizontes de corto plazo como estacionario.
• Control del flujo de potencia según se requiera, lo que permite
optimizar las capacidades de las líneas y moverse bajo condiciones de
emergencia más adecuadamente.
• Aumentan la seguridad del sistema en general a través del aumento
del límite de estabilidad transitoria, limitando corrientes de
cortocircuitos y sobrecargas, ofreciendo la posibilidad de controlar
apagones (blackouts) en cascada y absorbiendo oscilaciones
electromecánicas de sistemas de potencia y máquinas eléctricas.
16. • Proveen conexiones seguras a instalaciones y regiones
vecinas al mismo tiempo que reducen las exigencias
generales de reservas de generación.
• Entregan mayor flexibilidad en la locación de nuevas
unidades generadoras.
• Permiten mejorar los niveles de uso de las líneas.
• Reducen los flujos de potencia reactiva en las líneas de
transmisión, y por lo tanto, una mayor capacidad de
transporte de potencia activa.
• Reducen los flujos de potencia en anillo (loop flows).
• Incrementan la utilización de la generación de menor costo.
17. LIMITACIONES
• La gran versatilidad y la amplia gama de prestaciones que un
elemento de transmisión flexible introduce a un sistema
interconectado o sector cualquiera no son competitivas en precio
con las soluciones más tradicionales.
• Mayor costo. A medida que la tecnología de la electrónica de
potencia se haga más accesible en cuanto a precios se podrán
obtener más aplicaciones factibles en un sistema como el
nuestro, pero por lo pronto hay que esperar.
18. CONCLUSIONES
• Los profundos cambios que viene sufriendo nuestra sociedad,
principalmente en la última parte del siglo XX, a nivel demográfico,
político, industrial y tecnológico, se han reflejado en el campo de los
sistemas energéticos tanto en generación como en transmisión.
• El objetivo de los FACTS es tener un mayor control sobre el flujo de
potencia, dirigiéndolo a través de rutas predeterminadas.
• Los tipos principales (más usados) son los Compensadores en serie y
los Compensadores en paralelo, que se basan en una compensación
de potencia reactiva.
• Una gran limitación de los FACTS es el alto costo de dichos
dispositivos. En el Perú existen solo dos STATCOM, pertenecientes a
ISA REP.