Modelación y Simulación de Sistemas de Potencia Empleando DIgSILENT PowerFactory, 23-25 Septiembre 2015, Seville Spain

EntrenamientoDIgSILENTPowerFactory:ModeladoySimulaciondeSistemasdePotencia
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Entrenamiento de DIgSILENT
PowerFactory
Prof. Francisco Gonzalez-Longatt PhD
fglongatt.org
Prof. Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD
23-25 Septiembre de 2015
Universidad de Sevilla
Sevilla, España

PowerFactory
Modelación y Simulación de
Sistemas de Potencia Empleando
DIgSILENT PowerFactory
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PowerFactory
1. Introducción
Esta seccion presenta una breve introduccion al
entrenamiento.

Introducción (1/4)
• El programa de cálculo DIgSILENT PowerFactory
es una herramienta computarizada avanzada para el
diseño asistido de ingeniería para el análisis de
sistemas eléctricos de potencia comerciales,
industriales y a gran escala.
• Este paquete computacional ha sido diseñado como
un programa avanzado, integrado e interactivo,
dedicado a los sistemas de potencia para lograr los
objetivos principales de planificación y operación.

Introducción (2/4)
• La naturaleza actual de los sistemas eléctricos de
potencia es ser una extremadamente gran
estructura.
• Los sistemas de potencia actuales incluyen miles de
elementos: generadores, transformadores, líneas,
cargas etc., cada uno de los cuales tiene asociado
elementos de medición, control, etc…
• A futuro, la complejidad y las dimensiones de los
problemas asociados a los sistemas de potencia se
incrementarán.

Introducción (3/4)
• En tal sentido, los análisis de estos sistemas
requieren de una poderosa herramienta como
DIgSILENT PowerFactory para acometer en forma
adecuada los estudios que la planificación y
operación de sistemas de potencia requiere.
• Este entrenamiento de nivel básico está diseñado
para personas que ejercen la función de
planificación y operación en grandes sistemas
eléctricos de potencia, que aunque no están
familiarizadas de manera directa con el uso del
DIgSILENT PowerFactory poseen los conocimientos
elementales sobre estudios elementales de sistemas
de potencia (flujo de potencia, cortocircuito, etc.).

Introducción (4/4)
• Este entrenamiento de nivel básico está diseñado
para personas que ejercen la función de
planificación y operación en grandes sistemas
eléctricos de potencia, que aunque no están
familiarizadas de manera directa con el uso del
DIgSILENT PowerFactory poseen los
conocimientos elementales sobre estudios
elementales de sistemas de potencia (flujo de
potencia, cortocircuito, etc…).

PowerFactory
2. Objetivo:
Esta seccion presenta brevemente el objetivo del
entrenamiento.

Objetivo (1/2)
• Los participantes en este entrenamiento disfrutarán
de una experiencia de aprendizaje única, en la cual
se presenta una introducción exhaustiva e
integral de las funciones básicas de software
DIgSILENT PowerFactory.
• El participante de este entrenamiento obtendrá una
visión completa de las principales
funcionalidades del programa de DIgSILENT
PowerFactory.

Objetivo (2/2)
• Este entrenamiento incluye familiarizarse con el
manejo de entradas y salidas de datos, pleno
entendimiento teórico-práctico de tres estudios
básicos en la actividad de planificación de sistemas
de potencia: flujo de potencia, cortocircuito y una
introducción a la estabilidad.

PowerFactory
3. Contenido Indicativo
El contenido indicative es brevemente presentado.

1. Intro a PF y Manejo de Datos (1/2)
• Introducción a DIgSILENT y PowerFactory.
• Entrando en el programa de simulación DIgSILENT
PowerFactory.
• Estructura y principios de operación de operación
DIgSILENT PowerFactory; ejemplos.
• Conexión, Control de usuarios, y ajustes del
programa.
• Descripción de la funcionalidad principal.
• Definiciones de barras de herramientas.
• Base de datos y el manejador de datos.

1. Intro a PF y Manejo de Datos (2/2)
• Gestión de proyectos; iniciar un proyecto desde
cero.
• Interfaz Gráfica de Usuario (Graphical User
Interface)/ usar el diagrama unifilar, entrando en una
red o la definición de elementos de la red.
• Rellenar la base de datos / usando el Administrador
de Datos (Data Manager).
• Uso de la Biblioteca y construido en la creación de
una biblioteca de usuario.
•

1. Ejercitación
Introduccion a PowerFactory y Manejo de Datos
• Creación del modelo de sistemas de potencia desde
cero (paso a paso).
• Consideraciones de los modelos y parámetros.
• Consideraciones en valores por unidad y valores
reales.
• Verificación del modelo de red.
• Configuración grafica del proyecto.

2. Flujo de Potencia (1/4)
• Definición del flujo de Potencia en sistemas de
potencia.
• Representación de la red en el análisis de flujo de
potencia.
• Matriz admitancia de barra (Ybus).
• Cálculos de Flujo de potencia.
• Repaso de estimación de la demanda y su importancia en
planificación.
• Especificación de escenarios.
• Problema de flujo de potencia en planificación.
• Formulación matemática de flujo de potencia.
• Ecuación de Balance de Potencias.
• Solución del Flujo de Potencia.

• Introducción a la función de análisis de flujo de
potencia en PowerFactory (.ComLdf).
• Control de potencia activa (P) en sistemas de
potencia
• Control de voltaje (V) y potencia reactiva (Q) en
sistemas de potencia.
• Opciones avanzadas del flujo de potencia.
• Efecto de la dependencia de la temperatura en
cables y líneas.
• Efecto de la dependencia del voltaje y la frecuencia
en las cargas.
• Realización de flujo de potencia en DIgSILENT
PowerFactory.

• Interpretación de mensajes de error para depurar los
datos del usuario.
• Uso de herramientas integradas para analizar los
resultados de flujo de carga (ComLdf).
• Modelos utilizados por DIgSILENT PowerFactory
para líneas, cables, transformadores, cargas,
máquinas sincrónicas y máquinas de inducción.
• Control de Voltaje, cambiadores de tomas (Tap).
• Control de voltaje, capacitores shunt.

• Función de cálculo ComLdf:
• Opciones básicas.
• Control de la potencia activa.
• Opciones avanzadas.
• Control de iteraciones.
• Escalando la generación y demanda.
• Opciones avanzadas de simulación.
• Análisis de resultados del flujo de potencia en
PowerFactory:
• Resultados en el diagrama unifilar.
• Página de resultados flexible.
• Formatos de reportes predefinidos.
• Coloreando el diagrama unifilar.
• Convención de signos en el flujo de potencia.

2. Ejercitación
Flujo de Potencia
• Calculo del flujo de potencia AC sobre redes de
prueba.
• Control de voltaje (uso de los cambiadores de
tomas), fuentes de reactivos (uso del Static Var
Compensation, SVC).
• Cambiador automático de tomas.
• Control automático de compensación de reactivos.
• Control de límites de potencia de generación.
• Efecto de la dependencia del voltaje en las cargas.
• Modelo ZIP: Impedancia constante, Corriente
constante, Potencia constante; consideraciones en
el uso del modelo e implicaciones.

3. Corto-Circuito (1/3)
• Cálculos de corrientes de cortocircuito:
• Tipos de cortocircuito.
• Revisión de los Métodos de cálculo.
• Componentes simétricas.
• Estandarización en el diseño de componentes.
• Reducción de Red.
• Realización de cálculos de fallas en DIgSILENT
PowerFactory.
• Modelos utilizados por DIgSILENT PowerFactory
para líneas, cables, transformadores, cargas,
máquinas sincrónicas y máquinas de inducción.

Corto-Circuito (2/3)
• Función de cálculo de corrientes de falla en
DIgSILENT PowerFactory (ComShc):
• Método IEC 60909/VDE 0102.
• Método ANSI.
• Método Completo.
• Método IEC 61363.
• Método IEC 61660 (DC).
• Método ANSI/IEEE 946 (DC).
• Tipos de fallas en PowerFactory:
• Falla en una sola bus.
• Falla en todas las buses.
• Fallas múltiples.
• Fallas en las líneas.
• Tipos de fallas diferentes.

3. Corto-Circuito (3/3)
• Análisis de resultados del flujo de potencia en
PowerFactory:
• Resultados en el diagrama unifilar.
• Página de resultados flexible.
• Configuración de las cajas o los resultados en
función de las necesidades de los usuarios.

3. Ejercitación
Cortocircuito
• Escenarios típicos de análisis de fallas son
examinados a través de redes y casos de estudios
preparados por el facilitador.
• Consideraciones de nivel de carga en los niveles de
falla.
• Importancia de la conexión de tierra en el análisis de
fallas asimétricas.
• Cortocircuito en sistemas híbridos AC-DC.
•

4. Simulaciones en Dominio Tiempo (1/3)
• Estabilidad en Sistemas Eléctricos de Potencia
• Introducción. Definición de estabilidad. Problema de
estabilidad
• Clasificación y descripción general.
• Formulación del problema.
• Modelación de componentes de sistemas de
potencia
• Manejo de la función de simulación RMS/EMT en
• Inicialización (ComInc): Modelos y red.
• Simulaciones en el dominio del tiempo (ComSim):
• Simulación de transitorios electro-mecánicos (RMS).
• Transitorios Eletro-magnéticos (EMT).

• Simulación RMS balanceada.
• Simulación trifásica RMS.
• Simulación trifásica EMT.
• Preparando y ajustando la simulación: Setting Up a
Simulation:
• Opciones básicas.
• Tamaño del paso de integración.
• Opciones del método de solución.
• Opciones avanzadas.

• Definición de eventos (IntEvt):
• Evento de despacho de generación (EvtGen)
• Evento de carga (EvtLod)
• Evento de contigencia (EvtOutage)
• Evento de parámetro (EvtParam)
• Evento de cortocircuito (EvtShc)
• Visualización de resultados.
• Instrumentos Virtuales:
• Subplots (VisPlot)
• Subplots with two y-axis (VisPlot2)
• X-Y plots (VisXyplot)

4. Ejercitación
Simulaciones en el Dominio del Tiempo
• Análisis de estabilidad de sistemas de potencia
empleando simulaciones en el dominio del tiempo
(RMS): Sistema mono-máquina y sistema multi-
máquinas.
• Variables de interés, interpretación de resultados
• Estabilidad angular: Cálculo del tiempo crítico de
despeje de fallas.

PowerFactory
7. Pre-requisitos
Algunos pre-requisites del entrenamiento.

Pre-requisitos (1/3)
• Por tratarse de un entrenamiento nivel básico, NO
es necesario experiencia previa en el uso de
• Experiencia previa en el uso de Microsoft Windows 7
o 8.1 y Microsoft office es altamente deseable.
• Aunque se trata de un entrenamiento básico, un
conocimiento mínimo en el análisis de sistemas de
potencia puede ser de gran ayuda, incluyendo
nociones elementales de la actividad de planificación
en sistemas eléctricos de potencia.

• Sin embargo los siguientes aspectos serán
reforzados durante el entrenamiento:
• Flujo de Potencia: Planteamiento del problema de
flujo de potencia, ecuación de balance de potencia,
métodos de solución (Newton-Raphson, Gauss-
Seidel, Desacoplado, Desacoplado Rápido, etc…).
• Interpretación de la solución del flujo de potencia.
• Control de potencia reactiva y voltaje.

• Cortocircuito: Definición, tipos, clasificación,
métodos de cálculo (método de la FEM, método de
Thevenin), componentes simétricas, redes de
secuencia, métodos matriciales de solución.
• Especificación de interruptores y barras.
• Normas IEC 60909, ANSI C37.
• Estabilidad: Introducción al concepto de estabilidad,
modelación de elementos de red en el análisis de
estabilidad, método de análisis.

PowerFactory
Preguntas
Ciclo de Preguntas y Respuestas
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