FACTS TIPO SVC APLICADOS EN SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE

MEDIA TENSIÓN

FABIO ANDRÉS IBÁÑEZ DÍAZ

DANIEL DAVID OSORIO

JAVIER NEGRETTE BUELVAS

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AGENDA

1. INTRODUCCIÓN 2. DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN SEGÚN LA IEEE3. VENTAJAS DE SU USO4. METODOLOGÍAS PARA UBICACIÓN EN EL

SISTEMA DE POTENCIA5. EXPERIENCIAS EN EL MUNDO6. CONCLUSIONES7. REFERENCIAS8. SIMULACIÓN

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1. INTRODUCCIÓN Los usuarios de electricidad industrial, comercial y domésticotienen una cosa en común: todos ellos necesitan buenacalidad de la energía que demandan.

El parpadeo de lámparas y el apagón de computadoras soninaceptables en nuestros hogares y oficinas, como también loson los procesos industriales que no pueden tolerar lascostosas interrupciones causadas por la mala calidad de laenergía.

Este dispositivo de gran utilidad surge en los años 70 para elcontrol de la tensión en los puntos en los que hubieseubicados hornos de arco eléctrico.

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2. DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN SEGÚN LA IEEE

• Static var compensator (SVC)

Compensador estático de reactivos:

Es un generador o consumidor de reactivos conectado enShunt (o paralelo) cuya salida es ajustada para intercambiarcorriente capacitiva o inductiva y mantener o controlarparámetros específicos del sistema eléctrico de potencia(Bus de voltaje típico). [1]

Esquema simplificado SVC. [2]4

3. VENTAJAS DE SU USO [1/2]

• Ventajas de los SVC en distribución:– Voltaje estable al final de líneas largas

– El incremento en la productividad por la estabilidaddel voltaje, implica mejor uso de la capacidad de lalínea

– La reducción en el consumo de reactivos , implicamenos pérdidas y mejores tarifas

– Se reducen las fluctuaciones de voltaje y el flicker delas luces

– Reduce la distorsión armónica

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3. VENTAJAS DE SU USO [2/3]

Control de tensión y del factor de potencia

Circuito equivalente SVC. [2]

Δ𝑈 = 𝑗𝑋𝑠𝑃 − 𝑗 𝑄 − 𝑄𝑆𝑉𝐶

𝑢(1

𝐸2 = 𝑈 +𝑋𝑠 𝑄 − 𝑄𝑠𝑣𝑐

𝑈

2

+𝑋𝑠𝑃

𝑈

2

(2

E=UControl de tensión:

𝑄𝑆𝑉𝐶 = 𝑄Corrección del factor de potencia:

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3. VENTAJAS DE SU USO [3/3]

Configuración típica para el control de tensión [2] Curva tensión en la carga vs tiempo [2]

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4. METODOLOGÍAS PARA UBICACIÓN EN EL SISTEMA DE POTENCIA (1/4)

• METODO 1 [3]:Un compensador serie y otro en paralelo para los factores de participación más altos en cada iteración; y los pasos a seguir son:1. Condición inicial.2. Carga máxima.3. Valores propios.4. Factores de participación de nodo y de rama más

altos.5. El nodo y la rama candidatos a compensación de

reactivos.8

4. METODOLOGÍAS PARA UBICACIÓN EN EL SISTEMA DE POTENCIA (2/4)

• METODO 2 [3]:Un solo compensador serie o paralelo por cada iteración; y los pasos:1. Condición inicial.2. Carga máxima.3. Iniciar el contador en 1 .4. Realizar un análisis modal.5. Impar: instalar un FACTS en serie para rama con factor de

participación mas alto.6. Par: instalar un FACTS en paralelo para nodo con factor de

participación mas alto.7. Contador aumenta en 1.

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4. METODOLOGÍAS PARA UBICACIÓN EN EL SISTEMA DE POTENCIA (3/4)

• METODO 3 [3]:Ubicación de compensadores mediante el análisis de sensibilidad V-Q :1. Condición inicial.2. Carga máxima.3. Ajustar para operación de carga máxima.4. Iniciar contador en 1.5. Análisis de sensibilidad.6. Par: instalar un FACTS en serie para rama con factor de

participación mas alto.7. Impar: instalar un FACTS en paralelo para nodo con factor

de participación mas alto.8. Contador aumenta en 1. 10

4. METODOLOGÍAS PARA UBICACIÓN EN EL SISTEMA DE POTENCIA (4/4)

• MÉTODO 4 [3]:Ubicación de compensadores por medio del método de índices de flujo de línea (en serie y paralelo):

1. Condición inicial.

2. Carga máxima.

3. Ajustar para operación de carga máxima.

4. Calcular los índices de flujo de línea.

5. Ubicar los FACTS de acuerdo al índice más alto.

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5. EXPERIENCIAS EN EL MUNDO [1/2]

• 1988: SaskPower en Canadá. Un SVC fueimplementado para el control de tensión de una redinestable de distribución, con un rango de acción de -2,5 a 15 MVAR suministrado por ABB en la red de115/34.5 KV. Su proposito era dar tensión dinámica deapoyo durante la puesta en marcha y operación decargas pesadas mineras, en la mina de Rabbit Lake, ensu mayoría de motores de CA. Un nivel bajo de falla enel punto de alimentación de la mina junto con la bajainercia en el sistema hace que sea difícil mantener unvoltaje estable durante las diversas condiciones deoperación sin el apoyo de reactivos. [4]

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5. EXPERIENCIAS EN EL MUNDO [2/2]

• 2002: Oregon, EE.UU. Se ha estado operando unSVC, en una acería de horno de arco eléctricopara aumentar la potencia de del horno, reducirel parpadeo (flicker), reducir armónicos yobterner un factor de potencia mejorado. [5]

• 2009:India. ABB instaló un Compensador estáticode potencia reactiva con valores nominales de33KV, 0-200MVAR capacitivos en Jindal Steel &Power Ltd (JSPL), Raigarh-India. [6]

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6. CONCLUSIONES • Se considera a los SVC como un medio ventajoso y económico para

incrementar la capacidad de transmisión, pues en ocasiones a través de suimplementación se elimina la necesidad de nuevas líneas.

• Se destaca la dificultad existente al intentar controlar nivel de tensión yfactor de potencia simultáneamente, por lo cual antes de instalar los SVC,se debe tener una caracterización adecuada de la carga, que permitaademás de hallar los parámetros, y la ubicación, determinar la acción yvariable de control.

• Se resalta el nivel de adaptabilidad de los SVC, pues al contar con uncontrolador rápido y progresivo, y al permitir combinar, entrecompensación inductiva y capacitiva se satisface en control de tensión yen factor de potencia en mayor rango las necesidades de la carga

• Se encontró que comúnmente los algoritmos usados para la ubicaciónóptima de SVC son heurísticos y presentan la particularidad de no estaratados a procedimientos matemáticos rígidos sino más bien sencillos y derápida convergencia.

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7. REFERENCIAS1. IEEE Power Engineering society, «IEEE std.1031-2000 Guide for the functional

specification of transmission Static Var Compensators.,» IEEE. New York. Estados Unidos. [En línea].

2. [2]C. Carrillo Gonzáles. Compensadores estáticos de potencia reactiva.Vigo. España. 2003. Disponible en: http://webs.uvigo.es/carrillo/publicaciones/SVC.pdf

3. Redalyc, «Ubicación de FACTS para mejorar la estabilidad de tensión,» [En línea]. Available: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=85223369003.

4. ABB, [En línea]. Available: http://www05.abb.com/global/scot/scot221.nsf/veritydisplay/15318e8bc3c4386fc1256fda003b4cfa/$file/a02-0131e_eldor_lr.pdf.

5. ABB, [En línea]. Available: http://www05.abb.com/global/scot/scot221.nsf/veritydisplay/6871bb3b2ef4c78f48257ad800321b1d/$file/1JNS013212%20LR.pdf

6. ABB, [En línea]. Available: http://www05.abb.com/global/scot/scot221.nsf/veritydisplay/5cff2dbbf539cc328325778f002b81b1/$file/A02-0219%20E%20LR.pdf.

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8. SIMULACIÓN

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