Estudio del método de análisis modal rápido para la determinación de las frecuencias de resonancia y la realización de estudios de estabilidad en sistemas eléctricos de potencia

El presente trabajo desarrolla una herramienta matemática rápida y eficaz para abordar el estudio de dos aspectos importantes dentro del campo de la calidad de suministro en redes eléctricas: los problemas de resonancias y estabilidad. Para ello, en primer lugar, se recopila toda la evolución que se...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Cartiel Arasa, Oriol|||0009-0002-8229-0410
Tipo de recurso: tesis de maestría
Fecha de publicación:2023
País:España
Institución:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Repositorio:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
Idioma:español
OAI Identifier:oai:upcommons.upc.edu:2117/386498
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/2117/386498
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Electric power system stability -- Measurement
Electric power systems -- Automatic control
Sistemes de distribució d'energia elèctrica -- Estabilitat -- Mesurament
Sistemes de distribució d'energia elèctrica -- Control automàtic
Àrees temàtiques de la UPC::Energies::Energia elèctrica::Automatització i control de l'energia elèctrica
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description El presente trabajo desarrolla una herramienta matemática rápida y eficaz para abordar el estudio de dos aspectos importantes dentro del campo de la calidad de suministro en redes eléctricas: los problemas de resonancias y estabilidad. Para ello, en primer lugar, se recopila toda la evolución que se ha producido en el estudio de resonancias hasta derivar en el método de análisis modal rápido (el más reciente en la literatura), el cual es analizado en profundidad. A partir de este punto, con la finalidad de acelerar la velocidad de la metodología en redes de gran tamaño, pero sin perder en precisión, se propone una nueva variante del mismo, denominada análisis modal rápido mejorado, el cual está basado en una modificación del método numérico de la potencia inversa desplazada. Esta mejora presenta garantías notorias de rapidez y fiabilidad en sus resultados. Seguidamente, se extiende la aplicación de la nueva herramienta propuesta al estudio de estabilidad a partir del criterio de amortiguamiento modal positivo ( positive-mode-damping criterion). La mejora propuesta vuelve a mostrar su aptitud y mejoría respecto a sus predecesores, al ser compatible y acelerar el estudio de estabilidad. Todo lo anterior, tanto para el estudio de resonancias como de estabilidad, es validado sobre cuatro redes IEEE y sobre la red sintética Texas 2000-buses. Por último, a través de un artículo de investigación, se presenta a la comunidad científica la nueva herramienta desarrollada. Dicho artículo se ha enviado a la revista IEEE Transactions on Power Delivery, estando a la espera de su revisión
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Para ello, en primer lugar, se recopila toda la evolución que se ha producido en el estudio de resonancias hasta derivar en el método de análisis modal rápido (el más reciente en la literatura), el cual es analizado en profundidad. A partir de este punto, con la finalidad de acelerar la velocidad de la metodología en redes de gran tamaño, pero sin perder en precisión, se propone una nueva variante del mismo, denominada análisis modal rápido mejorado, el cual está basado en una modificación del método numérico de la potencia inversa desplazada. Esta mejora presenta garantías notorias de rapidez y fiabilidad en sus resultados. Seguidamente, se extiende la aplicación de la nueva herramienta propuesta al estudio de estabilidad a partir del criterio de amortiguamiento modal positivo ( positive-mode-damping criterion). La mejora propuesta vuelve a mostrar su aptitud y mejoría respecto a sus predecesores, al ser compatible y acelerar el estudio de estabilidad. Todo lo anterior, tanto para el estudio de resonancias como de estabilidad, es validado sobre cuatro redes IEEE y sobre la red sintética Texas 2000-buses. Por último, a través de un artículo de investigación, se presenta a la comunidad científica la nueva herramienta desarrollada. Dicho artículo se ha enviado a la revista IEEE Transactions on Power Delivery, estando a la espera de su revisiónEl present treball desenvolupa una eina matemàtica ràpida i eficaç per a abordar l'estudi de dos aspectes importants dins del camp de la qualitat de subministrament en xarxes elèctriques: els problemes de ressonàncies i estabilitat. Per a això, en primer lloc, es recopila tota l'evolució que s'ha produït en l'estudi de ressonàncies fins a derivar en el mètode d'anàlisi modal ràpid (el més recent en la literatura), el qual és analitzat en profunditat. A partir d'aquest punt, amb la finalitat d'accelerar la velocitat de la metodologia en xarxes de grans dimensions, però sense perdre en precisió, es proposa una nova variant d'aquest, denominada anàlisi modal ràpid millorat, el qual està basat en una modificació del mètode numèric de la potència inversa desplaçada. Aquesta millora presenta garanties notòries de rapidesa i fiabilitat en els seus resultats. Seguidament, s'estén l'aplicació de la nova eina proposada a l'estudi d'estabilitat a partir del criteri d'amortiment modal positiu ( positive-mode-damping criterion). La millora proposada torna a mostrar la seva aptitud i millora respecte als seus predecessors, en ser compatible i accelerar l'estudi d'estabilitat. Tot l'anterior, tant per a l'estudi de ressonàncies com d'estabilitat, és validat sobre quatre xarxes IEEE i sobre la xarxa sintètica Texas 2000-busos. Finalment, a través d'un article de recerca, es presenta a la comunitat científica la nova eina desenvolupada. Aquest article s'ha enviat a la revista IEEE Transactions on Power Delivery, estant a l'espera de la seva revisióThis work develops a fast and effective mathematical tool to address the study of two important aspects within the field of supply quality in electric grids: the problems of resonances and stability. First of all, the entire evolution that has occurred in the resonances studies is collected ending in the rapid resonance mode analysis methodology (the most recent in literature), which is analysed in depth. From this point, with the aim to accelerate the methodology speed in large grids without losing in precision a new variant of it is proposed, called improved rapid resonance mode analysis, which is based on a modification of the shifted inverse power iteration numerical method. The improvement gives noticeable assurances of speed and reliability in its results. Next, the application of the proposed tool in the stability study is done by the way of the positive-mode- damping criterion. This improvement shows again its aptitude and enhancement over its predecessors because it is compatible with and accelerates the stability study. All the above, both for resonances and stability studies, is validated on four IEEE grids and on the Texas 2000-bus synthetic grid. Finally, the new tool developed is presented to the scientific community by the sending of a paper to the journal IEEE Transactions on Power Delivery, which its review is pendingUniversitat Politècnica de CatalunyaSainz Sapera, LuisMesas García, Juan José20232023-02-1320232023-04-20master thesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdccNAhttp://purl.org/coar/version/c_be7fb7dd8ff6fe43info:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/2117/386498reponame:UPCommons. 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