FACTS : Flexible AC Transmission System

  • 4,379 views
Uploaded on

Los Sistemas de Transmisión AC Flexible (llamados FACTS) tienen un gran rango de aplicaciones gracias a su buena controlabilidad mediante sistemas electrónicos de potencia. Se presentan en este …

Los Sistemas de Transmisión AC Flexible (llamados FACTS) tienen un gran rango de aplicaciones gracias a su buena controlabilidad mediante sistemas electrónicos de potencia. Se presentan en este artículo los conceptos básicos ligados a estos dispositivos.

Los FACTS son utilizados para reducir costes y mejorar las líneas de distribución y trasporte de energía eléctrica, además de tener una gran flexibilidad para adaptarse a diferentes condiciones de trabajo.

More in: Technology
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
No Downloads

Views

Total Views
4,379
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
3

Actions

Shares
Downloads
305
Comments
0
Likes
1

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. FACTS – Sistemas de en ESPAÑOL transmisión AC flexible Albert Nubiola Marçal Mora Andreas Sumper Oriol Gomis CITCEA-UPC Barcelona-Spain Diciembre 2008
  • 2. Dispositivos y Aplicaciones Los sistemas FACTS:  Tienen un gran rango de aplicaciones gracias a su buena controlabilidad  Se utilizan para reducir costes, mejorar las líneas y la calidad del suministro  Tienen una gran flexibilidad para adaptarse a diferentes condiciones de trabajo. en ESPAÑOL w w w .leonardo-energy.org *** w w w .leonardo-energy.org/Espanol
  • 3. Dispositivos y Aplicaciones Las aplicaciones básicas de los dispositivos FACTS son:  Control de flujo de potencia  Incremento de la capacidad de transmisión  Control de voltaje  Compensación de energía reactiva  Mejoras de estabilidad  Mejoras de calidad de potencia  Mejoras de calidad de suministro  Mitigación del efecto flicker  Interconexión de generación renovable y distribuida en ESPAÑOL w w w .leonardo-energy.org *** w w w .leonardo-energy.org/Espanol
  • 4. Dispositivos y Aplicaciones Algunas consideraciones:  Requieren un estudio de necesidades y beneficios para justificar su coste  La electrónica de potencia permite tiempos de respuesta muy rápidos  Son estáticos y dinámicos a la vez en ESPAÑOL w w w .leonardo-energy.org *** w w w .leonardo-energy.org/Espanol
  • 5. Clasificación  Convencionales vs FACTS  Según tipo de conexión (paralelo, serie, serie-paralelo)  Utilizando tiristores o IGBT’s en ESPAÑOL w w w .leonardo-energy.org *** w w w .leonardo-energy.org/Espanol
  • 6. Dispositivos Paralelo  Se utilizan básicamente para compensación de reactiva y control de tensión. Aplicaciones:  Reducción de flujos indeseados de potencia reactiva  Control del intercambio de energía contratada con energía reactiva equilibrada  Compensación de los consumidores y mejora de la calidad de potencia  Mejora de la estabilidad estática o transitoria  Energías renovables y energía distribuida en general en ESPAÑOL w w w .leonardo-energy.org *** w w w .leonardo-energy.org/Espanol
  • 7. SVC (Static Var Compensator)  Puede presentar diseños muy diversos  Aproximadamente 90.000 MVA instalados actualmente Aplicaciones:  Aumento de la capacidad de transferencia de energía y reducción de las variaciones de tensión (estabilización de la tensión dinámica)  Aumento de la estabilidad en régimen transitorio y mejor amortiguación del sistema de transmisión de energía eléctrica (mejora de la estabilidad sincrónica).  Equilibrio dinámico de la carga  Soporte de la tensión en régimen permanente en ESPAÑOL w w w .leonardo-energy.org *** w w w .leonardo-energy.org/Espanol
  • 8. SVC (Static Var Compensator)  Tipos más conocidos: TSR, TSC, TCR, MSC  Se pueden usar diversas combinaciones  Se colocan en centros de carga importantes, subestaciones críticas y en puntos de alimentación de grandes cargas en ESPAÑOL w w w .leonardo-energy.org *** w w w .leonardo-energy.org/Espanol
  • 9. STATCOM (STATic COMpensator)  Se trata de un compensador estático sincrónico y sin inercia – Mejor dinámica – Menor inversión – Menores costes de mantenimiento – 1200 MVA instalados en la actualidad. Aplicaciones:  Aumento de la transmisión de energía y menores variaciones de tensión (estabilización de la tensión dinámica)  Mejor estabilidad en régimen transitorio, mejor amortiguamiento del sistema de transmisión, amortiguamiento de SSR (mejora de la estabilidad sincrónica)  Equilibrio dinámico de carga  Mejora de la calidad de la energía  Soporte de tensión en régimen permanente en ESPAÑOL w w w .leonardo-energy.org *** w w w .leonardo-energy.org/Espanol
  • 10. STATCOM (STATic COMpensator)  Compuesto de un condensador en el lado de continua y de tiristores con capacidad de desconectarse (GTO, IGCT o IGBT)  Es posible controlar la tensión del convertidor, por lo tanto, también la energía reactiva  Se suelen usar impulsos PWM en el control, reduciendo así los harmónicos generados en ESPAÑOL w w w .leonardo-energy.org *** w w w .leonardo-energy.org/Espanol
  • 11. Dispositivos Serie  Compensan reactiva además de permitir un flujo de potencia estable gracias a las impedancias  Suelen estar protegidos con un puente de tiristores  Potencia instalada aproximada: 350.000 MVA Aplicaciones:  Disminución de la reducción de tensión en una línea  Reducción de fluctuaciones de voltaje  Mejora de la respuesta ante las oscilaciones  Limitación de cortocircuitos en redes o subestaciones  Evitan el reflujo de carga en una red mallada en ESPAÑOL w w w .leonardo-energy.org *** w w w .leonardo-energy.org/Espanol
  • 12. TCSC (Tyristor Controlled Series Capacitor )  Condensador en serie controlado por tiristores  Puede estar formado por varias reactancias en paralelo controladas  Control uniforme de la reactancia capacitiva Aplicaciones:  Eliminación de problemas dinámicos en sistemas de transmisión  Amortiguación de oscilaciones electromecánicas  Reducción de la resonancia subsincrónica en ESPAÑOL w w w .leonardo-energy.org *** w w w .leonardo-energy.org/Espanol
  • 13. TCSC (Tyristor Controlled Series Capacitor )  Condensador en paralelo con un varistor de óxido metálico para evitar sobretensiones  Formado, además, por un inductor de intensidad variable. en ESPAÑOL w w w .leonardo-energy.org *** w w w .leonardo-energy.org/Espanol
  • 14. SSSC (Static Syncronous Series Compensator)  Compensador en serie sincrónico estático.  Puede funcionar como si fuera un condensador en serie controlable Aplicaciones:  Control dinámico del flujo de energía  Mejora de la estabilidad de la tensión y del ángulo en ESPAÑOL w w w .leonardo-energy.org *** w w w .leonardo-energy.org/Espanol
  • 15. Dispositivos Serie y Paralelo  Con el crecimiento del consumo de energía y de las redes, la capacidad del flujo de potencia de las líneas adquiere cada vez más importancia, así como sus pérdidas de energía. Estos dispositivos intentan solucionar ambas problemáticas simúltaneamente. en ESPAÑOL w w w .leonardo-energy.org *** w w w .leonardo-energy.org/Espanol
  • 16. DFC (Dynamic Flow Controller)  Híbrido formado por un transformador de desplazamiento de fase (PST, Phase Shifting Transformer) y por compensación de cambios en serie  Contiene un PST, un TSC/TSR y, opcionalmente, un capacitor en paralelo mecánicamente activado, MSC  La intensidad que circula por las impedancias colocadas en serie se puede modificar mediante válvulas  Los cambios de las conexiones de válvulas se realizan por medio de señales binarias y en el instante en que el corriente es cero para minimizar los armónicos generados en ESPAÑOL w w w .leonardo-energy.org *** w w w .leonardo-energy.org/Espanol
  • 17. UPFC (Unified Power Flow Controller)  Combinación de un STATCOM y un SSSC acoplados mediante un bus de contínua  Permite un flujo bidireccional de potencia activa y control de potencia reactiva (independientemente).  El bus de continua, que tiene un condensador, permite adaptar diferentes niveles de potencia reactiva, pero la potencia activa debe ser la misma en los dos extremos  Este dispositivo fue diseñado para un control en tiempo real y una compensación dinámica de los sistemas de transmisión en ESPAÑOL w w w .leonardo-energy.org *** w w w .leonardo-energy.org/Espanol
  • 18. IPFC (Interline Power Flow Controller)  Dispositivo muy parecido al UPFC con la diferencia principal que su conexión es, en ambos lados, mediante un transformador en serie con la red  Intenta compensar la potencia reactiva de un número dado de líneas de transmisión en una subestación  Con un IPFC es posible: – Equilibrar el flujo de activa y reactiva entre líneas – Reducir la sobrecarga de las líneas mediante transmisión de potencia activa – Compensar las caídas de tensión resistivas a la potencia reactiva que se requiere – Incrementar la efectividad del conjunto a las perturbaciones dinámicas en ESPAÑOL w w w .leonardo-energy.org *** w w w .leonardo-energy.org/Espanol
  • 19. GUPFC (Generalized Unified Power Flow Controller)  Combinan tres o más convertidores VSC interconectados con un mismo bus de continua y conectados a la red mediante transformadores serie y paralelo.  Mejoras introducidas: – Control de energía reactiva en cada binomio VSC + Condensador – Flujo unificado de energía activa entre las líneas a las que está conectado en ESPAÑOL w w w .leonardo-energy.org *** w w w .leonardo-energy.org/Espanol
  • 20. Dispositivos Back-to-Back •Permite un control total de flujo de potencia ya que toda la energía activa circula a través de él. Convencionales Con VSC  Formados por tiristores  Formados por semiconductores con  No permiten la regulación capacidad de desconexión (IGBT) de energía reactiva  Permiten la regulación de potencia compensada reactiva (además de la activa)  Permiten transmitir  La cantidad de energía activa que grandes cantidades permiten transmitir es menor que en el caso de los tiristores potencia activa  Insertan menos armónicos pero  Tienen menos pérdidas incrementan las pérdidas (frecuencia de conmutación baja) en ESPAÑOL w w w .leonardo-energy.org *** w w w .leonardo-energy.org/Espanol
  • 21. Dispositivos Back-to-Back  Los primeros (sin VSC) disponen de unos 14.000 MVA instalados mundialmente  Los segundos (con VSC) se limitan a 900 MVA a día de hoy en ESPAÑOL w w w .leonardo-energy.org *** w w w .leonardo-energy.org/Espanol
  • 22. HVDC (High-Voltage Direct-Current transmission)  Convierten la corriente AC a DC  La transportan a través de una línea DC  Finalmente realizan la transformación inversa. Ventajas en muchas aplicaciones: – Cables submarinos – Interconexión de sistemas AC de distintas frecuencias – Transmisión a largas distancias en ESPAÑOL w w w .leonardo-energy.org *** w w w .leonardo-energy.org/Espanol