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    DESPACHO ECONOMICODESPACHO ECONOMICO

    CAGS

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    OPERACIN OPTIMA DE SISTEMASDE POTENCIA

    Conlleva: Economa en la operacin. Seguridad del sistema

    CAGS

    combustibles fsiles. Vertimientos de agua en embalses.

    Por ahora solo se analizar el primer aspecto,conocido con el nombre de: Problema del DespachoEconmico

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    El objetivo mas frecuente del despacho

    econmico, es minimizar el costo total dela generacin de potencia activa (MW) de

    DESPACHO PTIMO

    CAGS

    ,se logra alimentar todas las cargasadecuadamente.

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    Aun cuando las plantas hidrulicas,pueden tener un costo de operacinmuy bajo, estn limitadas por la

    OPERACIN OPTIMA DE SISTEMASDE POTENCIA

    CAGS

    disponibilidad de agua, cuando secontempla un periodo largo. Por simplicidad se iniciar analizando

    plantas trmicas.

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    Flujo de carga. Hay dos variables conocidas y

    dos desconocidas por cada barra. Lasvariables conocidas son: potencia activa yreactiva para las barras PQ, la potencia activa

    OPERACIN OPTIMA DESISTEMAS DE POTENCIA

    CAGS

    y la magnitud del voltaje en las barras PV ymagnitud y ngulo de voltaje en la barra Slack.Si se permite que las variables especificadas

    previamente (potencia activa, potencia reactivay magnitud de voltaje) varen en un rango, setendran infinitas soluciones al flujo de carga.

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    Operacin econmica de generadores en un

    barraje.Costo de operacin de un generador.El principal componente del costo de operacin

    DESPACHO ECONOMICO

    CAGS

    e un genera or es e cos o e com us e.El costo de mantenimiento es menor. El costode combustible es especialmente alto enplantas trmicas y nucleares. En plantas

    hidrulicas prcticamente no tiene costo, porla facilidad de almacenar el agua.

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    DESPACHO ECONOMICOLa curva de entrada-salida de una unidadtrmica, se puede expresar en millones de

    kilocaloras/hora o costo de operacin ($)/horaversus salida en MW. Este costo se puededeterminar experimentalmente.

    CAGS

    CURVA Costo - MW

    0

    200

    400

    600

    800

    1000

    1200

    1400

    1600

    88.

    38.6

    8.9

    9.2

    9.5

    9.8

    10.1

    10.4

    10.7 11

    11.3

    11.6

    11.9

    12.2

    12.5

    12.8

    13.1

    MW

    C

    osto

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    DESPACHO ECONOMICO

    La curva anterior, tiene un punto de

    MWmin, abajo del cual, puede no sereconmicamente factible despachar la

    CAGS

    imposible su operacin.

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    Despacho EconmicoCURVA Costo - MW

    0

    200

    400

    600

    800

    1000

    1200

    1400

    1600

    Costo

    CAGS

    8

    8

    .3

    8

    .6

    8

    .9

    9

    .2

    9

    .5

    9

    .8

    10

    .1

    10

    .4

    10

    .7 11

    11

    .3

    11

    .6

    11

    .9

    12

    .2

    12

    .5

    12

    .8

    13

    .1

    MW

    MWmonedabPaIC iGiii /)( +=

    Gi

    i

    dP

    dCA la pendiente de la curva de costos, se le conocecomo: Costo incremental del combustible (IC)

    horamonedadPbPaC iGiiGiii /2

    1 2 ++=

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    Despacho ptimo en un barrajeSi a priori se conoce cuales generadores (PGi) van a

    ser despachados, para satisfacer una demanda PDen un barraje determinado

    Es una desigualdad estricta con el

    CAGS

    DGi max,

    Donde PGi corresponde a la potencia nominal delgenerador i. Se cumple adems que:

    kiPPP GiGiGi ,......,2,1,max,min, =

    fin de disponer de reserva rodante

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    Despacho ptimo en un barrajeEl costo de operacin es insensible a la carga reactiva de losgeneradores. Es despreciable

    La pregunta es: Cual es la forma optima por la cual se lograatender la demanda PD de la carga, entre los generadoresconectados a la barra?La respuesta a esto se obtiene, si minimizamos el costo operativo:

    CAGS

    =

    =k

    i

    Gii PCC1

    )(

    Cumpliendo a su vez, con la desigualdad indicada previamente,para cada generador. En tal caso:

    01

    ==

    k

    i

    DGi PP Ecuacin de balance dePotencia

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    Despacho ptimo en un barraje

    Dado que es no lineal y adems Cj esindependiente de , entonces, este es unproblema de programacin no lineal separable

    )( Gii PC

    )( ijPGi

    Si nos olvidamos provisionalmente de la restriccin

    CAGS

    re ac ona a con a es gua a prev a, e pro emase puede resolver por una metodologa deoptimizacin conocida como Multiplicadores deLagrange. El Langragiano se define como:

    = =

    =

    k

    i

    k

    i

    DGiGii PPPC1 1

    )( L

    Multiplicador de Lagrange

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    Despacho ptimo en un barrajeLa optimizacin se logra cuando

    PGi0=

    L

    CAGS

    kiPGi

    i

    ,....,2,1;==

    Gi

    i

    P

    C

    Donde es el costo incremental del ith generador

    en $/MWh

    =

    ==

    =

    Gk

    k

    GG P

    C

    P

    C

    P

    C............

    2

    2

    1

    1

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    Despacho ptimo en un barrajeDe acuerdo a lo anterior, el punto de

    cargabilidad optima de los generadores,corresponde al punto en el cual, el costoincremental de todos ellos es igual. A las

    CAGS

    ,

    Ecuaciones de Coordinacin. El conjunto deecuaciones a solucionar esta compuesto de nderivadas para n generadores y la ecuacin de

    demanda. En total son n+1 ecuaciones. Lasincgnitas son las n generaciones y elmultiplicador de Lagrange.

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    Despacho ptimo en un barrajeEjemplo

    Dos generadores. Ecuaciones de costos:

    4*30*125.0

    5*40*1.0

    2

    2

    22

    1

    2

    11

    ++=

    ++=

    GG

    GG

    PPC

    PPC 2,1,12520 = iPGi

    CAGS

    Se requiere generar 150 MW. Posibilidades y costos

    G1 G2 CG1 CG2 Ctotal30 120 1295 5404 6699

    50 100 2255 4254 650980 70 3845 2716.5 6561.5

    100 50 5005 1816.5 6821.5

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    Despacho ptimo en un barrajeEjemplo

    Solucin por

    multiplicadores deLagrange.

    150

    30*25.0

    40*2.0

    21

    2

    2

    2

    1

    1

    1

    =+

    =+=

    =+=

    GG

    G

    G

    G

    G

    PP

    PP

    C

    PP

    C

    CAGS

    Son tres ecuaciones, tres incgnitas.

    Solucin: PG1 = 61.11, PG2 = 88.89, = 52.22

    Los despachos obtenidos, cumplen la restriccin:

    2,1,12520 = iPGi

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    Despacho ptimo en un barrajeEjemplo

    Costos alrededor del punto ptimo.

    G1 G2 CG1 CG2 Ctotal

    CAGS

    60 90 2765 3714.5 6479.5

    61.11 88.89 2822.8 3656.4 6479.2

    62 88 2869.4 3612 6481.4

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    Despacho ptimo en un barraje

    Calcular el despacho ptimo para diferentes escenarios de carga.Cuando el despacho de uno de los generadores supera o esta pordebajo de sus valores limites, se genera, el valor mximo o

    mnimo respectivamente. Lo anterior es valido siempre y cuandola condicin determinante sea obligar a la generacinEjemplo. Para el caso anterior, calcular el despacho ptimo parauna generacin total de 40 MW.

    CAGS

    40

    30*25.0

    40*2.0

    21

    2

    1

    =+

    =+

    =+

    GG

    G

    G

    PP

    P

    P

    Solucin: PG1 = 0, PG2 = 40, =40

    Se redespacha como PG1 = 20, PG2 = 20

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    Despacho ptimo en un barrajeTarea

    Para el caso anterior, determinar eldespacho ptimo para un rango de carga

    CAGS

    es e as a , en ncremen osde 5 MW. Suponer que siempre se debegenerar por lo menos el mnimo.

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    20/59

    Despacho ptimo en un barrajeSupongamos dos

    generadores que tienenlos siguientes costos: 100*30*125.0

    120*40*1.0

    1222

    1

    2

    11

    ++=

    ++=

    PPC

    PPC

    G

    G

    CAGS

    ,

    demanda diaria.Demanda Horaria

    00:00 06:00

    06:00 18:00

    18:00 23:59

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    00:00 04:48 09:36 14:24 19:12 00:00 04:48

    Hora

    MW Pmn = 76

    Pmx = 220

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    Despacho ptimo en un barrajeSupongamos que el solo prender un generador,ocasiona un gasto de 400. Es conveniente, desde unpunto de vista financiero, apagar uno de losgeneradores, en los periodos de baja carga?

    CAGS

    76

    30*25.040*2.0

    21

    2

    1

    =+

    =+

    =+

    GG

    G

    G

    PP

    PP

    servicio, en el periodo de carga alta.En el periodo de demanda mnima se tiene que:

    56

    20

    2

    1

    =

    =

    G

    G

    P

    P

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    22/59

    Despacho ptimo en un barrajeDe acuerdo a lo anterior, se tendran los dos

    siguientes escenariosG1 G2 CG1 CG2 CostoFijo Ctotal

    CAGS

    0 76 0 3102 400 3762420 56 960 2172 0 37584

    Los 400 adicionales, solo se le asignan al escenarioen el cual G1 = 0, ya que en este caso, es necesarioprender el generador para las siguientes 12 horas

    con demanda total de 220 MW

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    Despacho ptimo teniendo en cuenta

    prdidasEn este caso, las prdidas pueden afectar la forma en quedistribuimos la generacin entre varias plantas. El problema de

    optimizacin es entonces minimizar:

    =

    =k

    i

    Gii PCC1

    )(

    CAGS

    en todo momento, sujeto a satisfacer la demanda, incluyendoprdidas de transmisin

    )1(01

    ==

    L

    k

    i

    DGi PPP

    k: nmero total de generadoresPgi : generacin de la iesima planta

    PD : suma de las demandas en cada barra

    PL : Prdidas totales del sistema de transmisin

    Ecuacin debalance dePotencia

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    24/59

    Despacho ptimoSe plantea el Langragiano:

    = =

    =

    k

    i

    k

    i

    LDGiGii PPPPC1 1

    )( L

    CAGS

    Es posible demostrar que si se supone que el factor depotencia de cada carga permanece constante, lasprdidas del sistema, se pueden expresar como unafuncin de la generacin de activa en cada planta.

    ),.....,,,( 321 GkGGGLL PPPPPP =

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    Despacho ptimoEl despacho ptimo se logra cuando

    kiP

    P

    P

    C

    P Gi

    L

    Gi

    i

    Gi

    ,....,2,1,0 ==

    +

    =

    L

    CAGS

    Reorganizando

    kiLP

    Co

    P

    P

    P

    C

    i

    Gi

    i

    Gi

    L

    Gi

    i

    ,....,2,1,)2(

    1

    ==

    =

    =

    Gi

    L

    i

    P

    PLDonde

    1

    1 Factor dePenalidad delgenerador iesimo

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    Despacho ptimoEl multiplicador Langragiano estar en

    $/MWh, cuando el costo del combustible esteen $/hora. La ecuacin anterior, indica que elcosto mnimo de operacin se logra cuando el

    CAGS

    multiplicado por su factor de penalidad, seaidntico para todos los generadores.Las (k+1) variables (PG1, PG2,., PGk, ) se

    pueden calcular a partir de los k despachosptimos (2) y de la ecuacin de balance depotencia (1).

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    27/59

    Despacho ptimoA la derivada parcial

    Gi

    L

    P

    P

    Se le conoce con el nombre de Prdidas Incrementales

    CAGS

    esimo .

    (2) tambin se puede escribir como

    [ ] kiITLIC ii ,....,2,1)(1)( ==

    A esta ecuacin se le conoce con el nombre deEcuacin Exacta de Coordinacin

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    Prdidas de TransmisinForma aproximada

    para expresar lasprdidas como unafuncin de las

    Gnmn

    k

    m

    k

    nGmL PBPP = =

    =1 1

    P , P = Potencia activa en el m-

    CAGS

    potencias activas delos generadores:Coeficientes-B

    avo o n-avo generadorBmn = Coeficiente de prdidas, los

    cuales son constantes, bajodeterminadas condiciones degeneracin

    Si PG,s estn en MW, Bmn debe estar en MW-1. Bmn = Bnm

  • 8/6/2019 despacho_economico

    29/59

    Prdidas de Transmisin

    La ecuacin de

    prdidas se puedeescribir en formamatricial, como:

    =

    =

    =

    k

    ik

    G

    G

    G

    G

    t

    GL

    BBB

    BBB

    ByP

    P

    P

    BPPP

    22221

    1211

    2

    1

    MM

    L

    L

    M

    CAGS

    kkkkGk BBBP 21

    B es una matriz simtrica. Para un sistema de tres plantas se tendra:

    133132232121

    2

    333

    2

    222

    2

    111 222 GGGGGGGGGL PPBPPBPPBPBPBPBP +++++=

    Y

    =

    = =

    Gnmn

    k

    m

    k

    n

    Gm

    GiGi

    L PBPPP

    P

    1 1

  • 8/6/2019 despacho_economico

    30/59

    Prdidas de Transmisin

    =

    =

    =

    =

    ++

    =

    k

    j

    Gjij

    Gi

    L

    GiijGi

    k

    im

    m

    GimnGmGnin

    k

    in

    n

    Gi

    GiGi

    L

    PBP

    P

    PBPPBPPBPPP

    P

    1

    11

    2

    CAGS

    iGiiGiii dPbPaC ++=

    2

    2iGii

    Gi

    i

    bPaP +=Recordando que

    y [ ] kiITLIC ii ,....,2,1)(1)( ==

    ( )

    =

    =

    +=+

    =++

    k

    ij

    j

    GjijiGiiii

    k

    j

    GjijiGii

    PBbPBa

    PBbPa

    1

    1

    22

    2

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    Prdidas de Transmisin

    kiB

    a

    PBb

    P

    iii

    k

    ij

    j

    Gjiji

    Gi .....,,2,1;2

    211

    =

    +

    =

    =

    CAGS

    La ecuacin anterior, junto con la ecuacin de balance de potencia, son labase para calcular los despachos ptimos de los generadores. Eldespacho del generador i es funcin del despacho de los generadores j. Elproceso es iterativo, iniciando en algn valor razonable. El proceso sedetiene cuando los despachos no se modifican entre iteracin e iteracin.

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    Despacho ptimo

    1. Seleccionar un valor para:2. Suponer PGi = 0,

    i=1,2,.,k3. Solucionar (1) en forma

    iterativa para los Pgi,s4. Calcular PL Gnmn

    k k

    GmL PBPP =

    kiB

    a

    PBb

    Pii

    i

    k

    ijj

    Gjiji

    Gi .....,,2,1;2

    211

    =

    +

    =

    =

    0=

    (1)

    CAGS

    5. Verificar si se satisface laecuacin de balance depotencia

    6. Si se satisface, detener

    proceso, en casocontrario, incrementar odecrementar de acuerdoa la siguiente expresin y

    continuar con paso 3.

    m n= =1 1

  • 8/6/2019 despacho_economico

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    Ejercicio 1Para el sistema de dos barras de la figura, se transmiten 100 MWde la planta 1 a la carga. Se tienen unas prdidas de 10 MW.

    Calcular la generacin en cada planta y la potencia recibida por lacarga, cuando es de $25/MWhEl costo incremental es:

    MWhPP

    CG /$16*02.0 1

    1 +=

    CAGS

    MWhPPC

    G

    G

    /$20*04.0 22

    2+=

    GEN1

    CARGA

    GEN2

    N2N1

  • 8/6/2019 despacho_economico

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    Ejercicio (cont)PG2 no tiene efectos en las prdidas, ya que su cargaesta en la misma barra.B22 = 0 y B12 = 0 = B21

    2 210010 = B

    CAGS

    111 GL

    Entonces

    111 001.0

    = MWB

    202204.0

    162202.0

    1212222

    2121111

    =++

    =++

    GGG

    GGG

    PBPBP

    PBPBPG1

    G2

    =++ =

    k

    j

    GjijiGii PBbPa1

    2

  • 8/6/2019 despacho_economico

    35/59

    Ejercicio (Cont)Al sustituir valores de B y PG1 = 128.57 MWPG2 = 125 MW

    Las prdidas de transmisin sern:

    CAGS

    MWPL 53.1657.128001.02

    ==

    La carga es:

    PD = PG1 + PG2 PL = 128.57 + 125 16.53 = 237.04

  • 8/6/2019 despacho_economico

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    Ejercicio 2Para el ejercicio anterior, calcular el ahorro debido a tener en cuentaprdidas.

    Ya se conoce el despacho teniendo en cuenta prdidas. Si no setienen en cuenta, se procede con la metodologa inicialmente vista:

    CAGS

    04.2370001.0

    ..

    2

    121

    21

    +=+

    =

    GGG

    GG

    PPP

    Al solucionar el sistema anterior, da:

    PG1 = 275.18, PG2 = 37.59

  • 8/6/2019 despacho_economico

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    Ejercicio 2El cambio en costo para el G1 por pasar de la solucin anterior, a la nueva es:

    PPdPP GGGG 1601.0)1602.0(18.275

    57.1281

    2

    1

    18.275

    57.12811 +=+

    CAGS

    h

    PPdPP

    r

    GGGG

    /$43.2032

    2002.0)2004.0(

    .

    59.37

    1252

    2

    2

    59.37

    12522

    =

    +=+

    =

    Ahorro: 2937.69 2032.43 = $905.26/hr

  • 8/6/2019 despacho_economico

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    FORMULA PRDIDAS DE

    TRANSMISIN Mtodo preciso: Kron. Muy complicado

    Presentaremos un mtodo simplificadoSea el siguiente sistema:

    CAGS

    D

    p

    p

    I

    IM

    1

    1 =SM-17

    SM-24

    L36

    N720 kV

    L41

    N3320 kV

    N1020 kV

    1

    2

    Id

    Ip1

    Id

    El generador 1, proveetoda la potencia Idnecesaria.

    Se define:

    En forma similar para el generador 2D

    p

    pI

    IM

    2

    2 =Factores deFactores de

    Distribucin deDistribucin de

    corrientecorriente

  • 8/6/2019 despacho_economico

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    FORMULA PRDIDAS DE

    TRANSMISINCuando ambos generadores estn en

    funcionamiento

    CAGS

    SM-17

    SM-24

    L36

    N720 kV

    L41

    20 kV

    N1020 kV

    1

    2

    g

    Ip

    Id

    Ig2

    2211 ** GpGpp IMIMI +=

  • 8/6/2019 despacho_economico

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    FORMULA PRDIDAS DE

    TRANSMISINSupuestos:

    A) Todas las corrientes de carga tienen el mismongulo de fase, con respecto a una referencia comn.

    CAGS

    iDiiiDi

    i i

    i

    Angulo del voltaje Angulo de la carga

    De acuerdo a esto, tiene sentido que el ngulo vare

    en un rango muy estrecho. Es decir, es casi constante

  • 8/6/2019 despacho_economico

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    FORMULA PRDIDAS DE

    TRANSMISINb) Se supone que la relacin X/R es igual para todaslas lneas y transformadores.

    Dado que las relaciones X/R son iguales, las corrientespor los elementos deben tener ngulos iguales a los delas cargas.

    CAGS

    Con base en estas dos suposiciones se concluyeque IP1 e ID tienen el mismo ngulo de fase y por lotanto los factores de distribucin de corriente(Mpi)son prcticamente nmeros reales.

  • 8/6/2019 despacho_economico

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    FORMULA PRDIDAS DE

    TRANSMISINSea

    222111 == GGGG IIyII

    Con base en las dos ecuaciones anteriores se tiene que

    222sinsincoscos IIIII +++=

    CAGS

    )cos(2 2121212

    2

    2

    2

    2

    1

    2

    1

    2 ++= GGPPGPGPP IIMMIMIMI

    Al expandir esta ecuacin y simplificar, tenemos

    Si se tiene en cuenta que

    22

    22

    11

    11

    cos3cos3 V

    PIy

    V

    PI GG

    GG ==

  • 8/6/2019 despacho_economico

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    FORMULA PRDIDAS DE

    TRANSMISINSi Rp es la resistencia de la rama p, las prdidas totalesdel sistema sern:

    =PPL RIP

    2

    3

    Sustituyendo la ecuacin para IP se tiene que:

    CAGS

    ( )

    ( )

    +

    +=

    p

    PPG

    p

    PPPGG

    p

    PPG

    L

    RMV

    P

    RMM

    VV

    PP

    RMV

    PP

    222

    2

    2

    2

    2

    2

    21

    2121

    2121

    2

    12

    1

    2

    1

    21

    cos

    coscos

    )cos(2

    cos

  • 8/6/2019 despacho_economico

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    FORMULA PRDIDAS DE

    TRANSMISINLa ecuacin anterior es equivalente a

    2

    2222112

    2

    111 2 GGGGL PBPPBPBP ++=

    21

    CAGS

    Donde( )

    ( )

    =

    =

    =

    p

    PP

    p

    PPP

    p

    PP

    RMV

    B

    RMMVV

    B

    V

    2

    22

    2

    2

    2

    22

    21

    2121

    2112

    12

    1

    2

    1

    11

    cos

    1

    coscos

    )cos(cos

    221211 ,, BBBA los coeficientes se les conoce como

    coeficientes de prdidas o coeficientes B

  • 8/6/2019 despacho_economico

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    FORMULA PRDIDAS DE

    TRANSMISINPara el caso general de k plantas:

    = =

    =k

    m

    k

    n

    GnmnGmL PBPP1 1

    CAGS

    Donde

    =p

    PPnPm

    nmnm

    nmmn RMM

    VVB

    coscos

    )cos(

  • 8/6/2019 despacho_economico

    46/59

    Adems de los supuestos ya presentados, sonnecesarios los siguientes supuestos adicionales, en

    caso que se necesite que los coeficientes-B,permanezcan constantes a diferentes despachos.

    FORMULA PRDIDAS DE

    TRANSMISIN

    Todas las corrientes de car a, cambian en la misma ro orcin con

    CAGS

    respecto a la corriente total

    Las magnitudes de voltaje permanecen constantes en todas las plantas

    La relacin de potencia reactiva a la activa (o equivalentemente elfactor de potencia) permanece constante en todas las plantas

    Los ngulos de los voltajes de fase en las plantas permanecen constantes.

  • 8/6/2019 despacho_economico

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  • 8/6/2019 despacho_economico

    48/59

    EjemploTodas las corrientesde carga, tienen una

    relacin constante conrespecto a la corriente

    l.2174.0

    15.16.4

    25.01

    7826.0

    15.16.4

    9.06.3

    =

    =

    +

    =

    =

    +

    j

    j

    II

    Ij

    j

    II

    I

    dc

    c

    dc

    d

    CAGS

    7826.0,2174.0,2174.0,1 1111 ==== dcba MMMM

    7826.0,2174.0,7826.0,0 2222 ====dcba MMMM

  • 8/6/2019 despacho_economico

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    EjemploGeneralmente sedebera correr un flujode carga. En esteejemplo no esnecesario o

    o

    9.4051.109.0048.1

    )06.0015.0)(4.06.1(1

    05.6066.11125.006.1

    )06.0015.0)(5.02(0.1

    2

    1

    =+=

    ++==+=

    ++=

    j

    jjV

    puj

    jjV

    CAGS

    Los ngulos de las corrientes de las plantas sern: ),( 21 cba IIIII +==

    ( ) 10coscos

    146.2

    65.0tan;14

    2

    5.0tan

    21

    1

    2

    1

    1

    ==

    =

    ==

    =

    o

    oo

    Los factores de potencia de las plantas: ( ) 9393.01405.6cos1 =+=oopf

    ( ) 946.0149.4cos2 =+=oopf

  • 8/6/2019 despacho_economico

    50/59

    EjemploLos coeficientes de prdidas son:

    02224.0

    9393.0*066.17826.0*01.02174.0*01.02174.0*015.01*015.0

    22

    2222

    11

    =

    +++=B

    CAGS

    00406.0

    946.0*9393.0*051.1*066.1

    7826.0*01.02174.0*01.0015.0*7826.0*)2174.0(

    01597.0

    946.0*051.17826.0*01.02174.0*01.02174.0*01.07826.0*015.0

    22

    12

    22

    2222

    22

    =

    ++

    =

    =

    +++=

    B

    B

  • 8/6/2019 despacho_economico

    51/59

    EjemploEn ocasiones, la potencia de generacin est

    en PU. En tal caso, los coeficientes-B, tambindebern estar en pu. En base de 100 MVA:

    CAGS

    100

    00406.0 100

    01597.0100

    12

    22

    11

    =

    =

    =

    B

    B

    B

  • 8/6/2019 despacho_economico

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    FLUJO DE CARGA PTIMOPlanteamiento general. Se iniciar planteando una funcin objetivoy restricciones de igualdad (ecuaciones de flujo de carga). Luegose generalizar para incluir desigualdades (limites)Minimizar la funcin objetivo escalar:

    =k

    PCC )(

    CAGS

    i

    Sujeto a las ecuaciones de flujo de carga. Barras PQ:

    ( )

    ( ) 0sin

    0cos

    1

    1

    =++

    =+

    =

    =

    ijijijj

    n

    j

    ii

    ijijijj

    n

    j

    ii

    YVVQ

    YVVP

  • 8/6/2019 despacho_economico

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    FLUJO DE CARGA PTIMOBarras PV

    ( ) 0cos1

    =+ =

    ijijijj

    n

    j

    ii YVVP

    En la barra Ith

    CAGS

    DiGii

    DiGii

    QQQ

    PPP

    =

    =

    Donde PGi y Pdi son las demandas en la barra i

    Las ecuaciones para las barras PV y PQ se pueden expresar enforma vectorial

  • 8/6/2019 despacho_economico

    54/59

    FLUJO DE CARGA PTIMO

    =

    barra PVparaP,enecuacin

    barra PQparaQ,enecuacin

    barra PQparaP,enecuacin

    ),( yxf

    = barra Para

    barra PQpara,

    x

    iV

    El vector de variables de endientes es:

    CAGS

    barra PVpara,

    i

    y el vector de variables independientes es:

    =

    =p

    u

    V

    P

    Q

    P

    V

    i

    i

    i

    barra PVpara,

    barra PVpara,

    barra PQpara,

    barra PQpara,

    slackbarrapara,

    slackbarrapara,

    y

    1

    1

    1

  • 8/6/2019 despacho_economico

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    FLUJO DE CARGA PTIMOEl vector de variables independientes y se puedeparticionar en un vector u de variables de control, las

    cuales se modificarn hasta lograr un valor ptimo dela funcin objetivo y un vector p, de parmetros fijos ono controlables. Las variables controlables pueden ser

    CAGS

    Gi

    las barras con potencia de generacin.

  • 8/6/2019 despacho_economico

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    FLUJO DE CARGA PTIMODe acuerdo a lo

    anterior, el problemade optimizacin sepuede plantear como

    ( )uxCu ,min

    CAGS

    Sujeto a lasrestricciones de

    igualdad

    ( ) 0,, =puxf

  • 8/6/2019 despacho_economico

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    FLUJO DE CARGA PTIMOPara solucionar el problema de optimizacin,

    se define la funcin del Langragiano como:

    ),,(),(,, uxuxCux T=L

    CAGS

    Donde es un vector de multiplicadores deLagrange de las mismas dimensiones que f(x,u,p)

    Las condiciones necesarias para minimizar la funcinde Lagrange sin restricciones son

  • 8/6/2019 despacho_economico

    58/59

    FLUJO DE CARGA PTIMO

    0

    0

    =

    +

    =

    =

    +

    =

    Ti

    T

    i

    u

    f

    u

    C

    u

    x

    f

    x

    C

    x

    L

    L

    CAGS

    ( ) 0,, ==

    puxf

    L

    Estas ecuaciones son no lineales y solo sepueden resolver por medio de un procesoiterativo. Un mtodo muy utilizado es el metododel gradiente o mtodo del menor pasodescendente

  • 8/6/2019 despacho_economico

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    FLUJO DE CARGA OPTIMOLa tcnica para resolver las ecuaciones

    anteriores, es ajustar el vector de controlu, para que pase una solucin valida(conjunto de valores x que satisfacen las

    CAGS

    ecuaciones de restriccin para unosvectores u y p dados. Es decir la solucindel flujo de carga) en la direccin delpaso descendente mas pequeo(gradiente negativo), a un nuevo valorcon un valor de gradiente menor.