Simulación de fasores versus flujo de potencia

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Tengo una pregunta básica acerca de la utilidad de un estudio de flujo de potencia versus una simulación de fasor de una red.

Aquí hay una descripción de simulación de fasores del manual de Matlab Simpowersystems

" Si, en un circuito lineal, solo te interesan los cambios de magnitud y fase de todos los voltajes y corrientes cuando los interruptores están cerrados o abiertos, no es necesario que resuelvas todas las ecuaciones diferenciales (estado-espacio Modelo) resultante de la interacción de los elementos R, L y C. En lugar de eso, puede resolver un conjunto mucho más simple de ecuaciones algebraicas que relacionan los fasores de voltaje y de corriente. Esto es lo que hace el método de solución de fasor. Como su nombre lo indica, este método calcula voltajes y corrientes como fasores. Los fasores son números complejos que representan voltajes y corrientes sinusoidales a una frecuencia particular. Pueden expresarse en coordenadas cartesianas (reales e imaginarias) o en coordenadas polares (amplitud y fase). A medida que se ignoran los estados eléctricos, El método de solución de fasor no requiere un solucionador particular para resolver la parte eléctrica de su sistema. Por lo tanto, la simulación es mucho más rápida de ejecutar. Debe tener en cuenta, sin embargo, que esta tecnología de solución más rápida nique da la solución solo en una frecuencia particular. "

y la definición de wikipedia de un estudio de flujo de potencia

" En ingeniería energética, el estudio de flujo de potencia, o estudio de flujo de carga, es un análisis numérico del flujo de energía eléctrica en un sistema interconectado. Un estudio de flujo de potencia generalmente utiliza una notación simplificada, como Diagrama de una línea y sistema por unidad, y se centra en varios aspectos de los parámetros de alimentación de CA, como voltajes, ángulos de voltaje, potencia real y potencia reactiva. Analiza los sistemas de alimentación en funcionamiento normal en estado estable. "

Para hacer una simulación de fasor, imagino que cualquier inyección de carga puede modelarse como inyecciones de corriente a voltaje constante o fuentes de voltaje a corriente constante. (?)

Mi confusión es la siguiente. ¿Por qué se haría un estudio de flujo de potencia si toda la información de voltajes, corrientes y ángulos de fase se puede obtener de una simulación de fasor (considerando que no es necesario que asumamos un estado estable)? ¿No se podría obtener una descripción más realista de la dinámica del sistema (y toda la información correspondiente que proporcionará el estudio de flujo de potencia) con una simulación de fasor?

Obviamente estoy confundido sobre lo que se supone que cada método debe lograr o puede haber hecho suposiciones incorrectas. Le agradecería que alguien señalara lo que podría ser.

    
pregunta Innuo

1 respuesta

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Sobre la diferencia entre los estudios de 'flujo de carga' y 'fasor'

Una simulación de flujo de carga (potencia-flujo) es una simulación de fasor. Es una simulación de fasor de un sistema de potencia a una frecuencia nominal (50Hz o 60Hz). Supone que el sistema se encuentra en estado estable sinusoidal y que nada está cambiando.

La distinción entre un estudio de 'flujo de carga' y un 'estudio de fasores' es que un estudio de fasores se puede realizar a cualquier frecuencia arbitraria, por ejemplo 50Hz, 100Hz, 150Hz, mientras que un estudio de flujo de carga casi siempre se realiza en el Frecuencia nominal del sistema de alimentación (50 o 60 Hz).

El 'estudio de fasores' generalizado es útil en el estudio de los armónicos del sistema de potencia, que requiere la simulación del sistema de potencia a 50Hz y sus frecuencias armónicas de 100Hz, 150Hz, 200Hz, 250Hz, ... y así sucesivamente. Esto se hace ejecutando un 'estudio de fasores' separado para cada frecuencia armónica de interés.

Sobre la diferencia entre los estudios de flujo de carga / fasor y dinámico / transitorio

Un estudio de flujo de carga evalúa el funcionamiento en estado estable de un sistema de energía. Realizamos estudios de flujo de carga para verificar que elementos como transformadores, líneas aéreas y cables no se sobrecarguen, y que la regulación de voltaje del sistema se encuentre dentro de límites aceptables (-6%, + 10% para la fuente de alimentación doméstica australiana).

La escala de tiempo de interés es de horas a días.

El estudio de flujo de carga es solo un ejercicio para resolver un lote de ecuaciones lineales simultáneas. No hay un elemento dependiente del tiempo, ni ecuaciones diferenciales, ni nada emocionante. Multiplicas algunas matrices grandes y eso es todo.

Un estudio dinámico / transitorio evalúa el comportamiento del sistema de energía cuando se produce un cambio. El cambio podría ser un aumento o disminución de la carga, un fallo de línea, un cambio en la salida del generador o un arranque de un motor grande.

El objetivo es determinar si habrá algún efecto perjudicial en la escala de milisegundos a minutos . Los efectos perjudiciales pueden incluir: picos / caídas de voltaje, deslizamiento de frecuencia del generador, operación de relé de protección.

Un estudio dinámico / transitorio debe tener en cuenta la respuesta dependiente del tiempo de las partes eléctricas y mecánicas del sistema eléctrico.

  • Los generadores y los motores tienen una inercia mecánica
  • Los condensadores y los inductores tienen almacenamiento de energía
  • Los transformadores con núcleo de hierro tienen remanencia / histéresis
  • Los relés de protección son procesadores de señales digitales que deciden si el sistema de alimentación funciona correctamente o no, según el historial de las señales que ven.
  • Los generadores tienen sistemas de control con sofisticadas funciones de transferencia para calcular el punto de ajuste de la tensión de salida y el punto de ajuste del regulador (acelerador)

Por lo tanto, un estudio transitorio implica simular un sistema de ecuaciones diferenciales que evoluciona con el tiempo, con un paso de tiempo típico de 1 milisegundo.

Las cantidades eléctricas siguen siendo voltajes y corrientes, pero también hay muchas variables en "energía inercial del generador" y "velocidad de rotación del motor".

PS: Hago estudios de sistemas de energía para ganarme la vida.

    
respondido por el Li-aung Yip

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