This paper proposes a two-time scale simulation approach of both short-term and long-term dynamics in power systems.The short-term transient period is analyzed by a full-time scale simulation while a quasi-steady state model of the power system is used to simulate long-term dynamics. The proposed method is inspired of Singular Perturbation theory to model the interaction between the short-term and long-term dynamics. Based on this interaction, a suitable criterion to determine when the quasi-steady state model of a power system can be considered as a uniform approximation of the full-time scale model is proposed, which also determines the appropriate switching time between models. The proposed method is demonstrated on the 10-machine, 39-bus New England system and a 46-machine, 190-bus equivalent Mexican system.
Hoy en día, la mejora de la calidad de la energía ha tomado mucha relevancia debido al crecimiento sostenido de la demanda de carga eléctrica para ser abastecida con altos estándares y eficiencia. Los consumidores de energía tienen la posibilidad de mejorar sus características de carga para evitar una excesiva infraestructura de generación y distribución por parte de las empresas proveedoras energía. En este trabajo se propone un compensador estático de potencia reactiva para mejorar el factor de potencia y contribuir a una mejor regulación de voltaje en la red eléctrica. El compensador está compuesto por la red eléctrica, un filtro LCL, un inversor trifásico y un bus de CD. A partir del modelo en el marco dq, el compensador de potencia reactiva se sintetiza para regular la potencia reactiva y el voltaje del bus de CD de un inversor. La ley de control super-twisting se aplica para proporcionar robustez al desempeño del sistema y cancelar las perturbaciones externas las cuales son originadas por un flujo de potencia activa al controlar la velocidad angular de un motor de inducción con seguimiento de un tren de pulsos arriba de la velocidad de sincronismo, y se acopla en la flecha un generador de inducción que inyecta energía eléctrica a la red eléctrica, como carga del motor. Este trabajo presenta resultados experimentales que validan la robustez del sistema de control aplicado al compensador estático de potencia reactiva.
En este trabajo se propone un controlador de velocidad para motores de Corriente Directa (CD) sin dependencia de sensores mecánicos (encoders). El controlador se basa en estrategias de estimación en tiempo real y medición indirecta. Para esto, la corriente de inducido es utilizada como única variable eléctrica disponible por medición. Por lo cual, la correcta instrumentación del proceso de adquisición de datos es de vital importancia para garantizar que las mediciones correspondan con el valor real. El proceso de estimación se realiza en dos etapas principales, en una primera etapa se utiliza la técnica de diseño de observadores de modos deslizantes para estimar el par eléctrico del motor. En la segunda etapa se utiliza la técnica de diseño de observadores por ubicación de polos. La ley de control proporcional integral clásica PI en combinación con la retroalimentación de los estados se utiliza para establecer las acciones del sistema de control. La validación del controlador se realiza por medio de simulación digital y con pruebas experimentales de laboratorio sobre un motor en derivación con excitación separada. La implementación del banco de trabajo consiste en una tarjeta de adquisición y control DSP, un convertidor electrónico de CD-CD, una tarjeta de instrumentación para medir la corriente y una computadora PC. La tarjeta DSP es programada mediante diagramas de bloques. El manejo de la potencia entregada al motor se realiza a través del convertidor CD-CD con base en la técnica PWM. La velocidad del motor muestra un comportamiento asintóticamente estable ante cambios en el par de la carga y en los valores de velocidad de referencia. Los resultados de las pruebas demuestran la robustez, la precisión y la rapidez de convergencia del control propuesto. Descriptores: Control de velocidad, motor de CD, observador de estados, sensor de corriente, proporcional integral.
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