Formulación de un índice de calidad de la potencia de una red de distribución radial con generación distribuida

Abstract

En este trabajo se presenta la formulación de un índice unificado de calidad de la potencia aplicado a redes de distribución radiales. El índice se enfoca en dos fenómenos de calidad a saber: sags de voltaje y distorsión armónica de voltaje, y permite cuantificar el impacto de conectar fuentes de generación fotovoltaica y cargas no lineales, sobre estos dos fenómenos. La formulación del índice se logra a partir del análisis de sensibilidad paramétrica de los voltajes en los nodos de la red, en función de las variaciones de las impedancias de líneas y cargas del sistema y de la ubicación del punto de conexión de la fuente fotovoltaica o de la carga no lineal. El análisis de sensibilidad se desarrolla mediante un algoritmo propuesto, basado en el planteamiento de las ecuaciones de la red y en un patrón lógico de comportamiento que permite resolverlas secuencialmente. El resultado de dicho análisis permite identificar dos factores determinantes por cada fenómeno de calidad, con los cuales, mediante una metodología de calificación, se plantean los dígitos de dos índices individuales que posteriormente se integran en el índice unificado. El índice propuesto se aplica a diferentes casos de estudios sobre el sistema de referencia IEEE 33-node test feeder, dentro de los cuales se consideran distintos rangos de variación de cargas y de impedancias de líneas, la conexión de una fuente fotovoltaica con inyección de armónicos y la conexión de un variador de velocidad de motores como carga no lineal. Para estas conexiones se identificó que el nivel de penetración puede desmejorar la calidad, y que la conexión de la carga no lineal es la que ocasiona la mayor reducción en la calidad de los nodos. El índice permite clasificar los nodos según su calidad de la potencia y constituye una herramienta útil, práctica y fácil de calcular. (Tomado de la fuente)

In this Work, the formulation of a unified power quality index applied to radial distribution networks is presented. The index focuses on two quality phenomena, namely: voltage sag and voltage harmonic distortion, and allows quantifying the impact of connecting photovoltaic generation sources and non-linear loads, on these two phenomena. The formulation of the index is achieved from the parametric sensitivity analysis of the voltages in the network buses, depending on the system’s line and load impedances variations and the location of the connection point of the photovoltaic source or non-linear load. The sensitivity analysis is developed using a proposed algorithm, based on the approach of the network equations and on a logical pattern of behavior that allows them to be resolved sequentially. The result of this analysis makes it possible to identify two determining factors for each quality phenomenon, with which, by means of a qualification methodology, the digits of two individual indices are raised that are later integrated into the unified index. The proposed index is applied to different case studies on the IEEE 33-node test feeder reference system, within which different ranges of load and line impedances variation are considered, the connection of a photovoltaic source with harmonic injection and the connection of a motor speed variator as a non-linear load. For these connections, it was identified that the level of penetration can deteriorate the quality, and that the connection of the non-linear load causes the greatest reduction in the quality of the nodes. The index allows nodes to be classified according to their power quality and is a useful, practical and easy-to-calculate tool. (Tomado de la fuente)