Estabilidad y Control de Sistemas Modernos de Potencia

1. INTRODUCCIÓN A DINÁMICA Y ESTABILIDAD (0.5 H)

• 1.1 Clasificación de estabilidad en sistemas de potencia.
• 1.2 Escala de tiempo de fenómenos en sistemas de potencia.
• 1.3 Estabilidad transitoria de ángulo (o rotor).
• 1.4 Estabilidad de pequeña señal de ángulo.
• 1.5 Estabilidad de tensión.
• 1.6 Estabilidad de frecuencia.

2. MODELADO DE LÍNEAS, TRANSFORMADORES Y CARGAS (1.5 H)

• 2.1 Parámetros de líneas de transmisión.
• 2.2 Modelo Pi de línea corta, mediana y larga.
• 2.3 Modelado de transformadores de dos y tres devanados.
• 2.4 Modelo Pi de transformadores con derivaciones.
• 2.5 Modelado y simulación de cambiador de derivaciones bajo carga.
• 2.6 Modelado y simulación de cargas estáticas (exponencial y ZIP) y dinámicas.

3. MODELADO Y SIMULACIÓN DE LA MÁQUINA SINCRÓNICA (5 H)

• 3.1 Ecuaciones y suposiciones del modelo de la máquina sincrónica.
• 3.2 Devanados e inductancias de la máquina sincrónica.
• 3.3 Transformación de Park y modelo en variables $d, q, 0$.
• 3.4 Sistema en p.u. aplicado a parámetros de la máquina.
• 3.5 Expresión del par eléctrico de la máquina sincrónica.
• 3.6 Dinámica del movimiento del rotor - 2da Ley de Newton.
• 3.7 Obtención de constante de inercia e interpretación física.
• 3.8 Modelo completo de máquina sincrónica para estabilidad.
• 3.9 Cálculo de inductancias y constantes de tiempo.
• 3.10 Modelos simplificados del generador.
• 3.11 Uso de constante de amortiguamiento en ecuación de oscilación.
• 3.12 Simulación de generador ante perturbación (3er a 6to orden).
• 3.13 Modelado y simulación de saturación (método de 2 puntos).
• 3.14 Curvas de capacidad de generadores síncronos.

4. MODELADO Y SIMULACIÓN DE LA MÁQUINA ASÍNCRONA (1 H)

• 4.1 Ecuaciones y suposiciones del modelo asíncrono.
• 4.2 Transformación de Park y modelo en variables $d, q, 0$.
• 4.3 Valores típicos de modelos de motor.
• 4.4 Expresión de par eléctrico y potencia mecánica.
• 4.5 Dinámica del movimiento del rotor y par mecánico.
• 4.6 Modelo de motores en estudios de estabilidad.
• 4.7 Simulación de motor de inducción ante perturbación.

5. MODELADO Y SIMULACIÓN DE LA RED (0.5 H)

• 5.1 Creación de la matriz de admitancias.
• 5.2 Marcos de referencia: sincrónico o centro de inercia (COI).
• 5.3 Integración de generadores y cargas a la red.
• 5.4 Modelo completo de la red y sus inyectores.
• 5.5 Evaluación corta 1

6. SISTEMAS DE EXCITACIÓN DE GENERADORES (1.5 H)

• 6.1 Funciones de AVR y excitadores.
• 6.2 Modelo de sistema de excitación Tipo DC, AC y ST.
• 6.3 Modelos genéricos y simplificados.
• 6.4 Estabilizadores de sistemas de potencia (PSS).
• 6.5 Limitadores de sobreexcitación y subexcitación.

7. TURBINAS Y REGULADORES DE VELOCIDAD (1 H)

• 7.1 Modelado de turbinas térmicas y sus reguladores.
• 7.2 Modelado de turbinas hidráulicas.
• 7.3 Respuesta de turbinas hidro: sistema de fase no mínima.
• 7.4 Simulación de reguladores de velocidad en unidades hidro.

8. ESTABILIDAD TRANSITORIA DE ÁNGULO (5 H)

• 8.1 Simplificación del modelo (modelo clásico).
• 8.2 Criterio de áreas iguales para análisis de estabilidad.
• 8.3 Tiempos críticos de liberación de fallas ($t_{crit}$).
• 8.4 Extensión del criterio para fallas asimétricas.
• 8.5 Sistemas multi-máquina.
• 8.6 Simulación de sistemas sujetos a grandes perturbaciones.
• 8.7 Medidas para mejorar la estabilidad transitoria.

9. ESTABILIDAD DE PEQUEÑA SEÑAL (5 H)

• 9.1 Caso de máquina conectada a barra de potencia infinita.
• 9.2 Modelo no lineal vs. modelo linealizado.
• 9.3 Análisis a partir de función de transferencia.
• 9.4 Análisis de pequeña señal en sistemas multi-máquina.
• 9.5 Matrices de estado $A, B, C$ y $D$.
• 9.6 Introducción a métodos de Lyapunov y análisis modal.
• 9.7 Factores de participación y modos de oscilación.
• 9.8 Simulación y sintonización de PSS.

10. ESTABILIDAD Y CONTROL DE TENSIÓN (3 H)

• 10.1 Control de tensión y fundamentos de inestabilidad.
• 10.2 Estabilidad de corto y largo alcance.
• 10.3 Efecto de cargas y medidas de mitigación.
• 10.4 Efecto de generación distribuida y respuesta de la demanda.
• 10.5 Simulación de escenarios de inestabilidad de tensión.
• 10.6 Evaluación corta 2

11. ESTABILIDAD Y CONTROL DE FRECUENCIA (2 H)

• 11.1 Control primario (estatismo) y secundario (ACE).
• 11.2 Simplificación del sistema para análisis de frecuencia.
• 11.3 Estabilidad en sistemas con baja inercia (renovables).
• 11.4 Medidas para asegurar la estabilidad de frecuencia.

12. GENERACIÓN RENOVABLE Y ALMACENAMIENTO (4 H)

• 12.1 Introducción a generación renovable no convencional.
• 12.2 Modelado de generadores eólicos (WT3 y WT4) según CIGRE.
• 12.3 Modelado de plantas fotovoltaicas según CIGRE.
• 12.4 Modelado de baterías (BESS) para estabilidad.
• 12.5 Modelos agregados de recursos distribuidos (DER).