ESTIMACIÓN DIRECTA CON SINCROFASORES Y DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA UTILIZANDO REDES DE PETRI

Abstract

Este trabajo de tesis se avoca al desarrollo de un Sistema de Diagnóstico para el análisis en tiempo real de la operación de las protecciones primarias ante fallas en líneas de transmisión. Para la implementación y las pruebas de desempeño se optó por usar una plataforma de simulación en tiempo real, Software-in-the-Loop (SIL), con la finalidad de realizar un acercamiento al caso real de trabajar con un Sistema Eléctrico de Potencia (SEP). Este sistema consta de tres etapas, siendo dos de ellas la parte primordial de este trabajo de tesis doctoral. La primera de ellas es la “Adquisición de información”, este proceso fue emulado desde la toma de datos a nivel de subestación hasta su concentración en Centro de Control; la segunda etapa es el “Análisis del problema de decisión” que se presenta ante la salida de servicio de una línea de transmisión por actuación de las protecciones. La tercera etapa consiste en el desarrollo de una interfaz de usuario para mostrar la información, de la cual solo se habilitaron comentarios predefinidos para situaciones puntuales de análisis. Para la adquisición de información, se implementó un Sistema de Monitoreo de Área Amplia (WAMS), el cual consta de Transformadores de instrumento, Unidades de medición fasorial (PMU), Canales de comunicación y Concentradores de datos (PDC). Se presentan pruebas que validan el desempeño de este sistema de adquisición de datos, el cual se considera de multi-tasa por los tiempos de operación de cada uno de los elementos. Al tener los sincrofasores de voltaje y corriente dados por la PMU, se prueba la formulación matemática de Estimación de Estados en su forma directa, la cual solo requiere de mediciones sincronizadas para su funcionamiento y como un aporte de la tesis se propone el uso de las redes de secuencia como datos a procesar y se presenta la formulación correspondiente. Para el análisis de la información se revisan diversas técnicas y se decide utilizar las Redes de Petri como elemento de decisión; un aporte se tiene en la propuesta de una Red de Petri Hibrida (HPN) que modela las características funcionales de tres elementos de un Sistema de Potencia. Se valida la formulación de la HPN solo en sentido estructural. Se realizan pruebas al Sistema de Diagnóstico en una simulación SIL que integra equipos del SEP con el WAMS y el elemento de decisión, con la finalidad de dotar de una herramienta de análisis a los operadores de los Centro de Control.