ieb-0971-00-010

CURSO

LENGUAJE DE SIMULACIÓN DIGITAL

- DSL -

DIgSILENT PowerFactory Versión 11.1.b92

DOCUMENTO IEB 0971-00-01

Revisión 0

Medellín, noviembre de 2000

INTERCONEXIÓN ELÉCTRICA S.A. “E.S.P.” IEB S.A.LENGUAJE DE SIMULACIÓN DIGITAL - DSL - DIgSILENT PowerFactory Página ii de v

TABLA DE CONTENIDO

Página

1. OBJETIVO....................................................................................................1

2. ANTECEDENTES........................................................................................1

3. PROGRAMA DE ANÁLISIS.........................................................................1

4. METODOLOGÍA...........................................................................................2

4.1 Información........................................................................................................2

4.2 Modelo de información.......................................................................................2

4.3 Proceso de codificación.....................................................................................2

4.4 Proceso de pruebas y documentación...............................................................3

5. MODELACIÓN EN EL PROGRAMA............................................................3

5.1 El problema del modelamiento...........................................................................3

5.2 Características del lenguaje de simulación........................................................4

6. ELEMENTOS BÁSICOS..............................................................................8

6.1 Composite Model (Modelo Compuesto).............................................................8

6.2 Frame...............................................................................................................10

6.3 Bloques predefinidos.......................................................................................11

6.3.1 Macros....................................................................................................11

6.3.2 Funciones complejas..............................................................................12

6.4 Herramientas del diagrama de bloques...........................................................12

6.4.1 Desde el Data Manager..........................................................................12

6.4.2 Desde la barra de herramientas.............................................................13

6.5 Bloques o “slots” para generación de los diagramas.......................................18

6.6 Construcción de un sistema de control de tensión..........................................20

6.6.1 Componentes del proceso de modelación.............................................21

6.7 Construcción de un sistema de control de velocidad......................................31

6.8 Modelo turbina de vapor..................................................................................32

6.9 Modelo del compensador estático de reactivos...............................................34

6.10 Rutina de prueba de un modelo.......................................................................37

6.10.1 Elementos constitutivos, ecuaciones y macros......................................37

6.10.2 Chequeo y verificación de la asignación de condiciones iniciales..........37

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6.10.3 Compilación y carga de librería de funciones........................................37

6.10.4 Proceso de compactación de un modelo...............................................38

6.11 Pruebas de funcionamiento.............................................................................38

6.11.1 Pruebas típicas a un regulador de tensión.............................................38

6.11.2 Pruebas típicas en un regulador de velocidad.......................................39

6.11.3 Pruebas típicas a un modelo de unidad primomotriz.............................39

6.11.4 Pruebas a otros modelos.......................................................................39

7. Proceso de simulación en DIgSILENT PowerFactory................................39

7.1 Activación del proyecto........................................................................................39

7.2 Flujo de carga “Calculate Load Flow”..................................................................40

7.3 Cálculo de las condiciones iniciales “Calculate Initial conditions”........................40

7.3.1 Opciones Básicas “Basic Options”...........................................................40

7.3.2 Pasos de integración y adaptación “Steps sizes” and “Adaptation”.........42

7.4 Arranque la simulación ‘Start Simulation”...........................................................43

7.5 Resultados de una simulación............................................................................44

7.5.1Configuración de los objetos de resultados..............................................44

7.5.2Objeto de eventos.....................................................................................48

7.5.3Resultados de una simulación..................................................................51

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Esquema de señales e interacción entre los modelos y el programa...........5

Figura 2. Esquema de la máquina sincrónica y sus dispositivos de control.................9

Figura 3. Interfaz Composite Model..............................................................................9

Figura 4. Muestra de un Frame de un sistema integrado para una unidad sincrónica10

Figura 5. Errores típicos en la definición de un Frame...............................................11

Figura 6. Bloque integrador........................................................................................11

Figura 7. Creación de un diagrama de bloques desde el Data Manager...................13

Figura 8. Generación de un nuevo diagrama de bloques desde la barra de

herramientas................................................................................................13

Figura 9. Interfaz para especificar un nuevo diagrama de bloques............................14

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Figura 10. Formato básico de un diagrama de bloques.............................................15

Figura 11. Herramientas para la construcción de los diagramas de bloques.............15

Figura 12. Detalle del objeto punto de suma..............................................................16

Figura 13. Detalle del objeto divisor...........................................................................17

Figura 14. Detalle del objeto selector.........................................................................17

Figura 15. Detalle de la selección del botón Block Reference....................................19

Figura 16. Detalle de la selección del botón Slot.......................................................19

Figura 17. Diagrama de bloques sistema de control de tensión.................................20

Figura 18. Carpeta de macros usadas para el modelo de control de voltaje.............22

Figura 19. Dibujo del primer bloque en el espacio de trabajo.....................................23

Figura 20. Interfaz del bloque.....................................................................................23

Figura 21. Selección de bloque básico.......................................................................24

Figura 22. Macro filtro en la librería de bloques del programa...................................25

Figura 23. Apariencia del filtro luego de la selección de la macro..............................25

Figura 24. Apariencia del filtro completamente cableado...........................................26

Figura 25. Interfaz de una línea de señal dentro del diagrama de bloques...............27

Figura 26. Interfaz para creación de un nuevo elemento...........................................28

Figura 27. Selección de un bloque para creación del “Common Model”....................29

Figura 28. Detalle del arreglo de Common Model de distintos modelos al

interior del “Composite Model”...................................................................30

Figura 29. Selección del “Common Model” desde el “Composite Model”...................30

Figura 30. Diagrama de bloques sistema de control de velocidad.............................31

Figura 31. Diagrama de bloques modelo de turbina de vapor...................................33

Figura 32. Frame del modelo del compensador estático............................................34

Figura 33. Bloque del regulador del compensador.....................................................35

Figura 34. Bloques del compensador de la función POD (Power Oscillation Damping)35

Figura 35. Bloques para transducción de potencia activa..........................................36

Figura 36. Bloques Lógica Identificación Rechazo de Carga.....................................36

Figura 37. Bloques Lógica activación / Desactivación................................................37

Figura 38. Interfaz de un modelo................................................................................38

Figura 39. Proceso de cálculo de las distintas variables asociadas a los modelos....41

Figura 40. Máscara del Cálculo de Condiciones Iniciales...........................................42

Figura 41. Máscara de control para el arranque de la simulación..............................43

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Figura 42. Botones de acceso a la máscara de resultados y eventos.......................44

Figura 43. Interfaz para adicionar una variable al elemento de resultados................45

Figura 44. Icono para generar un nuevo objeto en la Interfaz de Resultados...........45

Figura 45. Interfaz para selección de variables para almacenar resultados..............47

Figura 46. Interfaz para la edición de eventos...........................................................48

Figura 47. Interfaz para la selección de eventos........................................................48

Figura 48. Botones para configuración de la simulación............................................51

Figura 49. Interfaz para configurar la presentación de resultados.............................52

Figura 50. Interfaz del objeto de “Results Variables”..................................................53

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Parámetros del modelo de control de tensión...............................................21

Tabla 2. Parámetros del modelo de control de velocidad...........................................32

Tabla 3. Parámetros del nuevo modelo de turbina......................................................33

LISTA DE ANEXOS

Anexo 1:

DIAGRAMAS DE BLOQUES DEL SISTEMA DE CONTROL DE TENSIÓN

Anexo 2:

DIAGRAMAS DE BLOQUES DEL SISTEMA DE CONTROL DE VELOCIDAD Y DEL MODELO DE LA UNIDAD PRIMOMOTRIZ

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1. OBJETIVO

Proporcionar los procedimientos generales para lograr la modelación de los elementos de un sistema de potencia, a través del lenguaje de simulación digital - DSL - ofrecido por el software DIgSILENT en su versión PowerFactory.

2. ANTECEDENTES

El campo de la modelación de elementos de sistemas de potencia es cada día más exigente, pues las nuevas tecnologías, reglamentaciones y condiciones del mercado exigen una modelación más detallada de un sistema eléctrico de potencia, lo cual permite optimizar el uso del sistema, y cumplir con los criterios de calidad exigidos en la prestación del servicio de la energía, y que están fundamentados en criterios de eficiencia económica.

De los elementos más comúnmente modelados del sistema de potencia, los reguladores asociados a la máquina sincrónica son los dispositivos que mayor trabajo, desarrollo y estudio les ha sido dedicados. El objetivo del curso es abordar el lenguaje de simulación, centrando la atención inicialmente en los reguladores para luego analizar otros tipos dispositivos de los sistemas de control.

La sigla DSL parte de la expresión Digital Simulation Language, lenguaje suministrado por el fabricante del software DIgSILENT, para lograr que el usuario acceda a la modelación de elementos y a la interacción de los mismos con el módulo de análisis dinámico.

3. PROGRAMA DE ANÁLISIS

El programa DIgSILENT1 (Digital Simulation and Network Calculation) en su versión PowerFactory tiene un módulo de estabilidad dinámica y transitoria, la cual ofrece al usuario una completa librería de modelos de diversos elementos de un sistema de potencia, entre ellos modelos de reguladores de la máquina sincrónica. Además posee una interfaz en la cual él usuario puede desarrollar sus propios modelos basándose en los bloques que él mismo desarrolle, o emplear múltiples bloques previamente implementados por DIgSILENT, los cuales pueden ser utilizados por el usuario para componer su sistema de control particular.

4. METODOLOGÍA

4.1 Información

El primer paso para realizar una adecuada modelación de un dispositivo para un sistema de potencia es la recolección de información del elemento. Existen

1 DIgSILENT copyright by IKE 1986-1996, 97, 98, 99, 2000.

IEB S.A. está licenciado para la ejecución del programa siendo el representante oficial en Colombia.

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varias posibilidades para obtener la información de un modelo, una de ellas, y tal vez la más confiable es el modelo que entrega el fabricante del equipo, pues éste es quien conoce su diseño y funcionamiento, sus principales características y parámetros.

Otra fuente de recolección de información son los grupos de investigación, entre los que se destaca la IEEE, principalmente en el campo de los dispositivos de regulación. Además del uso de otras referencias que permitan generar información para realizar la modelación de determinado fenómeno o dispositivo físico, la experiencia personal es válida también.

4.2 Modelo de información

El punto de partida para realizar el modelo es la información recolectada (ecuaciones diferenciales o funciones de transferencia). Para el caso de la modelación en lenguaje DSL se partirá siempre de los diagramas de bloques (o ecuaciones de transferencia en términos de Laplace), los cuales corresponden a la forma más común de encontrar información de este tipo de dispositivos de control.

Como se menciono anteriormente, existen dos formas de lograr los desarrollos de modelos con el programa DIgSILENT:

Desarrollo sobre la base de lenguaje de simulación DSL.

Desarrollo sobre la base del empleo de bloques predefinidos en el programa: uso de librerías de bloques y macros.

La diferencia entre las dos, es que en el segundo caso se usa la interfaz gráfica para hacer el desarrollo completo del modelo y no se tiene contacto directo con el lenguaje de simulación DSL, puesto que las ecuaciones y el lenguaje quedan “superpuestos” o cubiertos por los bloques predefinidos en la librería del programa.

4.3 Proceso de codificación

El proceso de codificación busca que el usuario ingrese la información necesaria para que el modelo sea identificado completamente. Este supone ejecutar rutinas de verificación de sintaxis, compilación y demás, que complementan el acople del modelo dentro del módulo de estabilidad.

4.4 Proceso de pruebas y documentación

Este proceso consiste en realizar una verificación del funcionamiento del modelo desarrollado, buscando:

Comprobar la adecuada conectividad (flujos de señales), interfaz o comunicación entre los elementos del sistema y los modelos desarrollados.

Verificar el adecuado funcionamiento del dispositivo modelado (velocidad de respuesta, forma de onda, no linealidades, etc.).

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Generar documentación que permita dar soporte a los posteriores usuarios para el uso adecuado del modelo.

5. MODELACIÓN EN EL PROGRAMA

5.1 El problema del modelamiento

Es importante conocer la incidencia que tiene el adecuado modelamiento de un sistema eléctrico de potencia en el análisis de estabilidad. En la medida que los modelos empleados reflejen adecuadamente el fenómeno que se quiere analizar, se tendrá una garantía en los resultados obtenidos.

La estructura que se propone para el modelamiento de un sistema y los parámetros empleados, se pueden evaluar de acuerdo a los siguientes criterios:

Tamaño del sistema: Esta es una cualidad importante debido a que grandes y pequeños sistemas tienen diferentes parámetros claves de influencia directa, así, para un sistema de potencia pequeño, la dependencia de la frecuencia de las cargas no es relevante, mientras que en sistemas grandes si lo es.

Tamaño de la unidad: La importancia del tamaño de una unidad de generación radica en que tanto para los análisis de estado estable como transitorio, las unidades grandes representan para el sistema una mayor influencia en la respuesta final.

Estructura del sistema: Para el análisis de una red particular, independientemente del tamaño del sistema y de las unidades, su estructura puede ser de mayor relevancia que cualquier otro factor, por ejemplo, en sistemas radiales.

Fallas en el sistema: Lo más importante para las condiciones de modelamiento del sistema son las fallas aplicadas y las consecuencias asociadas con dicho fenómeno. Por ejemplo, para el caso de análisis de sintonización de un estabilizador de potencia, no serian relevantes la modelación de controles lentos de reactivos o la modelación de las calderas de las unidades térmicas.

Tipo de estudio: Para sistemas que están en etapa de planeación, se pueden aplicar los modelos y parámetros típicos, mientras no exista información adicional disponible. Sin embargo, para ampliaciones del sistema es necesaria una representación más detallada. En los casos de análisis de problemas operacionales y de optimización de la operación es indispensable tener modelos detallados de los componentes más importantes.

Algunos de los objetivos buscados en la modelación de un sistema pueden ser:

Análisis de problemas o mal funcionamiento de los controladores, especialmente bajo condiciones de disturbios.

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Modelamiento de sistemas no convencionales y esquemas de control implementados en la red de potencia.

Aplicaciones de estudio durante las fases de diseño y especificación de componentes y redes.

Independientemente del sistema analizado, si a la representación del sistema no se le puede aplicar un modelo de la IEEE o cualquier otro tipo de modelo estándar, se debe recurrir a la utilización de un método flexible para la realización de modelos individuales que se adapten a las necesidades del sistema. En este punto el uso del lenguaje de simulación ofrecido por el programa cubre estas expectativas.

5.2 Características del lenguaje de simulación

La filosofía de funcionamiento del lenguaje es proveer la posibilidad de interactuar con el programa fuente durante una simulación del sistema, a través de elementos modelados y codificados por el usuario, los cuales buscan reflejar un comportamiento determinado del sistema. En la Figura 1 se detallan las vías de comunicación entre el programa fuente y los modelos desarrollados por el usuario.

Las principales características de la relación entre la plataforma DIgSILENT con el lenguaje de simulación DSL son:

Acceso a variables del sistema: voltajes, corrientes, ángulos, potencias, impedancias, variables lógicas, variables de posición (posición de taps) y variables de tipo mecánico (torques) y otros.

Control de la ejecución de la simulación desde los modelos. Vía comandos de interrupción o salida (Fault - Output).

Posibilidad de comunicación directa entre los modelos mismos.

Revaluación continua de las matrices del sistema, ante uso de modelos que modifiquen la estructura del sistema de potencia (por ejemplo: inductancias variables, fuentes de corriente, etc.).`

Salida y monitoreo: La falla en los datos asignados al caso para el cálculo del flujo de carga, el cálculo de las condiciones iniciales o condiciones inadecuadas para el arranque de la simulación ofrecen al usuario un soporte basándose en diferentes mensajes que presentan la información sobre el elemento y el tipo de falla en la simulación. Otro ejemplo típico para la falla en los datos de entrada, corresponde con la asignación de valores a los parámetros de los modelos los cuales estén por fuera del rango permitido. Toda esta información se presenta en la ventana de salida.

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Figura 1. Esquema de señales e interacción entre los modelos y el programa.

Para el uso del programa es importante tener en cuenta las funciones básicas y especiales que ofrece. A continuación se detallan algunas de ellas:

expr = corresponde a una expresión aritmética cualquiera, que esté claramente definida usando:

Operadores aritméticos: +, -, *, /

Constantes: son números tratados como números reales.

Funciones normales: Teniendo en cuenta que x esta dada en radianes, se tiene:

sin(x) regresa el seno de x.

cos(x) regresa el coseno de x.

tan(x) regresa la tangente de x.

asin(x) regresa el arcseno de x.

acos(x) regresa el arccoseno de x.

atan(x) regresa el arctangente de x.

sinh(x) regresa el seno hiperbólico de x.

cosh(x) regresa el coseno hiperbólico de x.

tanh(x) regresa la tangente hiperbólica de x.

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exp(x) regresa el valor exponencial de x.

ln(x) regresa el logaritmo natural de x.

log(x) regresa el logaritmo de x en la base 10.

sqrt(x) regresa la raíz cuadrada de x.

sqr(x) regresa el cuadrado del numero x.

pow (x,y) regresa el numero x elevado a la potencia y.

Ejemplo: pow(2.5, 3.4)=1.30931.

abs(x) regresa el valor absoluto de x.

min(x,y) regresa el valor más pequeño entre x y y.

Ejemplo: min(6.4, 1.5)=1.5

max(x,y) regresa el valor más grande entre x y y.

Ejemplo: max(6.4, 1.5)=6.4

modulo(x,y) regresa la parte decimal de x/y. modulo(15.6, 3.4)=0.58823

trunc(x) regresa la parte entera de x. trunc(4.58823)=4.0000

frac(x) regresa la parte fraccionaria de x. frac(4.58823)=0.58823

round(x) redondea al numero más cercano de x. round(1.65)=2.000

ceil(x) regresa el numero entero más grande que sigue a x.

Ejemplo: ceil(1.15)=2.000

floor(x) retorna el numero entero más pequeño que antecede a x.

Ejemplo: floor(1.78) = 1.000

Uso de Paréntesis: se emplean para la construcción de una expresión aritmética compleja. Cuando son empleados en las funciones trigonométricas, los valores a evaluar deben ingresarse en radianes (RAD).

Ejemplo: A = x1+2.45*T1/sin(3.14*y)

Funciones especiales:

lim (x, min, max): Función limitadora no - lineal. La señal asociada a esta función es igual a x siempre que se encuentre dentro del límite inferior min y el límite superior max. En caso que la señal x sea menor que el mínimo, entonces la señal de salida es igual a min, y en caso de ser mayor que max, la señal de salida es igual al valor max.

delay (x, Tdelay): Función de Retraso. Almacena el valor de x en el tiempo de simulación actual (Tnow) y retorna dicho valor Tdelay segundos de retraso. Tdelay está en segundos y es más grande que cero. La expresión Tdelay debe evaluarse a un tiempo constante

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independiente y puede consistir por consiguiente sólo en parámetros constantes. La expresión x puede contener otras funciones.

Ejemplo: y = delay (xe + delay (x1,1.0), 2.0)

delay (var, 0): Es un caso especial de la función delay, regresa el valor del último paso de tiempo.

select (boolexpr, x, y): esta función entrega el valor x si la boolexpr es verdadera, si no lo es, entonces entrega el valor y.

Ejemplo: X1=select (T1>0, xe/T1, 0.0)! Se usa para evitar la división por cero.

lapprox (X, x1, y1, x2, y2,...): Retorna la aproximación lineal y = f(X) donde f es definido por los puntos(x_i, y_i).

ejemplo: y = lapprox (1.8, 1.0, 5.0, 2.0, 8.0, 3.0, 10.0) = 7.40

lapprox (X, array_iiii): Retorna la aproximación lineal y = f(X) donde f es definido por un arreglo de datos array_iiii. El ingreso de estos datos se hace en la segunda máscara de datos de la definición del bloque.

Ejemplo: y = lapprox (1.8, array_valve)

invlapprox (Y, x1, x1,...): Es el inverso de lapprox. Como el lapprox, pero devuelve x = f_inverse(Y).

Ejemplo: y = lapprox (7.4, 1.0, 5.0, 2.0, 8.0, 3.0, 10.0) = 1.80

invlapprox (Y, array_iiii): Es el inverso de lapprox empleando un arreglo de datos.

picdro (boolexpr, Tpick, Tdrop): Función lógica pick-up-drop-off útil para las paradas. Regresa el estado lógico interno: 0 ó 1.

Cambia de 0 a 1 sí boolexpr es verdadera, para una duración de al menos Tpick segundos.

Cambia de 1 a 0, si boolexpr es falsa, después de transcurridos Tdrop segundos de haber alcanzado esta condición.

Time () Retorna el tiempo de simulación actual.

Ejemplo: t = time (), y = sen(t) o y = sen(time ())

boolexpr = Expresión lógica.

Relaciones lógicas: <, >, <> (desigualdades), = >, = <, =

Operadores binarios: and, or, nand, nor y eor.

Paréntesis: {Expresión lógica}

Ejemplo: A = {x1>0.and..not.x2>0.7}.or.T1=0.0

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string = Se refiere a la expresión que va dentro de comillas sencillas ‘’.

Ejemplo: A = ' éste es un string '

6. ELEMENTOS BÁSICOS

6.1 Composite Model (Modelo Compuesto)

Un modelo compuesto 2 es una filosofía para “administrar los modelos asociados a una máquina o un sistema”, la que ha sido desarrollada en la plataforma PowerFactory, y con la cual se ejemplifica la visión de objetos que emplea el administrador de datos del programa.

Tal vez el ejemplo más claro en el uso del Composite Model es el empleado para describir los elementos asociados a una máquina sincrónica.

Un sistema completo de una máquina sincrónica se presenta en la Figura 2 en el cual se identifican los siguientes elementos constitutivos:

Máquina sincrónica (synchronous machine)

Regulador de tensión (VCO)

Regulador de Velocidad (PCO)

Unidad primomotriz (PMU)

Estabilizador del sistema de potencia (PSS)

Conexión con la red de potencia global (GRID)

Figura 2. Esquema de la máquina sincrónica y sus dispositivos de control

2 “Composite Model”, como se define para plataforma del programa, la traducción que se ha utilizado para este es “Modelo Compuesto”.

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En la Figura 3 se observa la máscara del “Composite Model” en la cual se observa el despliegue de cada uno de los elementos asociados a la maquina sincrónica.

Figura 3. Interfaz Composite Model

Se puede observar como dentro de cada “slot” se puede definir o seleccionar cada uno de los elementos constitutivos del sistema completo de control de una máquina sincrónica.

6.2 Frame

Un Frame es una guía ( plantilla o estructura) con la cual se definen la interface o vías de comunicación de las distintas señales entre los bloques o modelos, dentro de un “Composite Model”.

En la Figura 4 se muestra un ejemplo de Frame para una unidad típica de generación.

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Figura 4. Muestra de un Frame de un sistema integrado para una unidad sincrónica

En la Figura 4 se pueden observar cada uno de los “hilos” que conectan los distintos bloques que definen la conectividad de las señales de los distintos modelos. En la Figura 5 se presenta un sistema de control de una unidad de generación, en la cual se presentan varios errores, en los que se podría incurrir si no se definen claramente los nombres de las señales de los modelos.

Para el caso del regulador de voltaje la señal de medida del voltaje en bornes es realimentada al “slot” o bloque de control de voltaje desde la máquina con el nombre u.

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voltaje en bornes

voltaje de campou

uerrs

posiciónservo

potencia salidaturbina

control de voltaje

máquinasincrónica

control develocidad

velocidad

sistemamotriz

um

velocidadm

ve

ptat

frecuencia Hz

otrasvariables

speed

FRAME:

u1

xspeed

fe

pturb

Figura 5. Errores típicos en la definición de un Frame

6.3 Bloques predefinidos

6.3.1 Macros

Existen bloques que son empleados para definir una función macro. A continuación se muestra el detalle que ejemplifica la generación de una función, es decir, las ecuaciones que definen la macro al interior de un bloque simple del programa.

En la Figura 6 se presenta un bloque integrador.

BLOQUE I NTEGRADOR:

1y

x

us T

G(s): FUNCI ÓN DE TRANSFERENCI A

Figura 6. Bloque integrador

Las ecuaciones que define la función del bloque integrador son las siguientes:

_______________________________________________________________Doc: document.doc


y u G s usT

y sT u

sy T u

x y

x y sy

x T u

xu

Tsiempre que T mayor que cero

* ( ) * ( )

* ( )

( ) *

. .

.*

. ; .

1

Se puede observar que la variable de estado (x) asociada a este bloque corresponde con la señal de salida (y). Así la derivada o el cambio de la variable de estado es igual al cambio en la salida del bloque. Se observa también como existe una limitante para el parámetro T, el cual para cualquier caso debe ser mayor que cero, en caso contrario se tendría una división por cero o una constante de tiempo negativa.

Para las demás macros en la base de datos, se tiene la definición de las señales de entrada salida, limitadores, ecuaciones, parámetros y demás información asociada a la macro.

Las condiciones iniciales no están definidas para ninguna de las macros dentro de la librería. El proceso de definición de las condiciones iniciales lo debe completar el usuario y depende del modelo y de las macros específicas que estén siendo empleadas.

La ubicación de la librería de macros disponibles en el programa es \Data Manager\Library\Models\Global Macros.

6.3.2 Funciones complejas

Existe la posibilidad de tener mas de una función básica o primitiva dentro del un bloque. Tal es el caso de un control PID el cual tiene en su interior tres bloques, a saber: bloque derivador, proporcional e integrador.

6.4 Herramientas del diagrama de bloques

El proceso para generar una nueva hoja de gráficas para la construcción de un diagrama de bloques o de “Slots” para la creación de “Frames”, se puede lograr por dos vías como se describe a continuación.

6.4.1 Desde el Data Manager

Se coloca el cursor en la sección del Data Manager en la cual se pretende la ubicación del nuevo diagrama de bloques. Una vez seleccionada la ubicación se da un click derecho, desplegándose opciones como se muestran en la Figura 7. De las opciones desplegadas Se selecciona la opción New y posteriormente la opción Block Diagram.

_______________________________________________________________Doc: document.doc


Opción aseleccionar

Figura 7. Creación de un diagrama de bloques desde el Data Manager.

Luego de seleccionar las opciones descritas aparece una interfaz en la cual se solicita información del nuevo modelo que va a ser desarrollado. En esta interfaz se pregunta al usuario información como el nombre del modelo, su título, la versión de desarrollo del modelo y otras variables que se analizarán en detalle en los numerales de construcción de modelos.

6.4.2 Desde la barra de herramientas

En la ventana gráfica del programa se acciona con un click el botón mostrado en la Figura 8.

Click en este botón

Figura 8. Generación de un nuevo diagrama de bloques desde la barra de herramientas.

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Luego de seleccionar “insertar un nuevo objeto gráfico”, se muestra la interfaz de la Figura 9. En esta interfaz se especifica la información del nombre del objeto gráfico, la ubicación en el Data Manager, el tipo de objeto gráfico (es posible especificar entre: red (Grid), diagrama unifilar, diagrama de bloques o instrumento virtual), además del formato y la orientación del papel asociado a este dicho objeto gráfico.

Nombre

Ubicación

Tipo de nuevo objeto gráfico

Especificaciones de la hoja de trabajo

Figura 9. Interfaz para especificar un nuevo diagrama de bloques

Una vez sean definidas estas características para el diagrama de bloques, el programa genera en la ventana gráfica una nueva hoja de trabajo. Esta hoja presenta un borde (rectángulo) continuo, asemejando “un gran bloque” para el desarrollo del modelo. En la Figura 10 se detallan los elementos más importantes para iniciar el proceso de modelación y conexionado de señales en el diagrama de bloques.

Barra para señales de entrada: Corresponde con la barra vertical izquierda del rectángulo.

Espacio de trabajo; Corresponde al área interna al rectángulo. En esta área se ubican los objetos con los cuales se construyen los modelos o los “Frames”.

Barra de conexión de señales de salida: Corresponde a la barra vertical derecha del rectángulo.

Barra de herramientas; Contiene los iconos de trabajo empleados en el diagrama.

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Nombre del diagrama de bloques

Barra para conexiónde señales de entrada

Barra para conexiónde señales de salida

Espacio de trabajo

Barra de herramientas

Figura 10. Formato básico de un diagrama de bloques.

En la Figura 11 se presentan los iconos de ayuda que conforman la barra de herramientas gráficas. A continuación se explican cada uno de los iconos que la constituyen:

Icono bloque: Este icono se emplea cuando se están construyendo diagramas de bloques. Este permite posteriormente a su edición asignarle una función determinada. Para más detalle en el numeral 6.5 se explica la forma de usarlo.

Icono slot: Este bloque se emplea para la construcción de “Frames”.

Icono Bloque Icono SlotIcono Punto de suma

Multiplicador

Línea de Señal

Selector

Divisor

Ayuda Gráfica LíneaAyuda Gráfica Línea abierta

Rectángulo

Ayuda Gráfica Línea cerrada

Ayuda Gráfica Arco

Ayuda Gráfica Sector

Ayuda Gráfica Texto

Icono Edicón Datos Objetos

Icono Edición Gráfica objetos

Ayuda Gráfica Círculo

Figura 11. Herramientas para la construcción de los diagramas de bloques.

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Icono punto de suma: Este elemento se emplea para sumar distintas señales. El máximo de señales posible es de tres (3), pues el punto restante del objeto se emplea para la señal de salida. Si es necesario tener la suma de una cantidad mayor de señales se emplea un arreglo de varios puntos de suma. La asignación del signo para una señal en particular se define editando el objeto punto de suma. En la Figura 12 se presenta un ejemplo del funcionamiento del objeto punto de suma. La señal de salida y1 se calcula como la señal o1 menos las señales o11 y o12.

Figura 12. Detalle del objeto punto de suma

Multiplicador: Elemento gráfico del multiplicador. Así como para el elemento punto de suma, este elemento también presentaría restricciones por el número máximo de señales a multiplicar (3). Un número mayor se debe construir con un arreglo de elementos multiplicadores.

Divisor: Elemento para realizar divisiones entre señales. El objeto tiene tres posibles entradas y una salida. En la Figura 13 se presenta un arreglo para este elemento. Las ecuaciones resultantes del mismo son: y1=o1/o11/o12.

Selector: Con este elemento se emula la función select del lenguaje DSL. La ecuación dada para las señales del selector mostrado en la Figura 14 es y1=select(o12,o1,o11). Se observa como la expresión booleana que determina cual es la salida del selector, corresponde en la figura con la señal o12. En el recuadro mostrado en la parte inferior derecha, se observa como para la condición inicial del selector es posible asignar cual de las señales de entrada es la asignada como señal válida en el cálculo de las condiciones iniciales. Para invertir el valor se debe activar el cuadro de verificación “Inverted Zero Position”.

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Figura 13. Detalle del objeto divisor.

Figura 14. Detalle del objeto selector.

Línea de señal: El botón de línea de señal se emplea para “cablear” las diferentes salidas y entradas del modelo y los bloques que lo constituyen. La dirección del flujo de señal no se determina por el orden con el cual se dibuja la línea de señal. Esta se define por el tipo de las señales que están siendo cableadas (entrada – salida). En el desarrollo del numeral 6.6 se explica más detalladamente el proceso.

Ayuda gráfica línea: Este botón corresponde a una herramienta gráfica para adicionar líneas en el espacio de trabajo. Empleando el botón de edición gráfica de objeto, la línea construida puede ser editada en su ancho, estilo y su color.

Ayuda gráfica línea abierta: Es similar a la ayuda gráfica línea. Para este caso es posible emplear este botón para adicionar sobre el espacio de trabajo una serie continua de líneas que no obedezcan a un arreglo

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especifico. Su construcción se logra: seleccionando el botón, haciendo un click inicial sobre el espacio de trabajo y con el trazo deseado del tramo inicial de línea, basándose en el desplazamiento del cursor, se hace un click y se continua sucesivamente hasta terminar con un doble click en el punto final del último tramo. Al igual que para la ayuda gráfica línea es posible editar las características de la poli - línea construida.

Ayuda gráfica línea cerrada: Similar al anterior pero el arreglo final logrado es un conjunto de líneas que forman una figura cerrada. Es posible editar el tipo de línea que define el perímetro pero además es posible editar una trama para el área interna del polígono generado.

Ayuda gráfica rectángulo: Con este botón se puede generar un rectángulo al interior del espacio de trabajo. Es posible editar las características de la línea perimetral que define el rectángulo.

Ayuda gráfica texto: Con este botón es posible adicionar texto dentro del área del espacio de trabajo. La edición del texto se hace a través del uso del botón de edición gráfica

Ayudas gráficas, sector, arco y círculo: Con estas ayudas se pueden agregar objetos del tipo descrito en el área de trabajo del diagrama de bloques.

Icono Edición Datos Objetos: Este botón se emplea para hacer la edición de elementos dentro del espacio de trabajo como son bloques (slots), señales u otros elementos. También se usa para editar el modelo completo. Para realizar la acción de edición del modelo completo se debe hacer doble click en la línea continua del diagrama de bloques, o dar una click para seleccionar la línea y luego click derecho con la selección de la opción “Edit Data”.

Icono Edición Gráfica Objetos: Se utiliza para la modificación de las características gráficas de los bloques y las señales. Es posible realizar variaciones en el tamaño, orientación de los objetos, tipo del texto, características de las líneas, arcos, sectores circulares, círculos y demás objetos en el espacio de trabajo. Para la gráfica de un diagrama de bloques, la característica de manejo de “Layers” es similar a la existente en los gráficos de diagramas unifilares. Algunas de las capas administradas por los diagramas de bloques son: Información de nivel base, Nombres de los objetos, datos de los dispositivos, Puntos de conexión, Definición de los bloques, Resultados, Objetos con atributos de invisible, Líneas de señal, nombres de las conexiones, etc.

6.5 Bloques o “slots” para generación de los diagramas

El trabajo con los bloques y los “slots” para la generación de bloques “complejos” o modelos y “Frames” respectivamente se detalla en las siguientes figuras. En la Figura 15 cuando se selecciona el botón “Block Reference” y se coloca en el espacio de trabajo un bloque, inmediatamente el botón asociado al “Slot” se coloca indisponible.

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Bloque inhabilitado

Bloque seleccionado

Figura 15. Detalle de la selección del botón Block Reference

En caso de emplear el botón de “Slot” para generar el primer bloque en el diagrama, el estado de las herramientas de ayuda se detalla en la Figura 16. Se puede observar como en la construcción de un “Frame“ los elementos como puntos de suma, multiplicación, división y selectores se inhabilitan. La función del “Frame” es definir la conectividad de los modelos, similar a un proceso de interface como se detallo en el numeral 6.2; las acciones de suma o multiplicación no tienen aplicación en el proceso de interface.

Slot seleccionado

Botones inhabilitados

Figura 16. Detalle de la selección del botón Slot

6.6 Construcción de un sistema de control de tensión

Para la construcción de un sistema de control de tensión se partirá del diagrama de bloques mostrado en el Anexo 1. Dicho diagrama corresponde a una hoja típica de documentación para un sistema de este tipo. En la Figura17 se muestra el diagrama de bloques objetivo al interior del programa.

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Algunas de las características más importantes del sistema de control de voltaje son:

Manejo de señal de entrada: a través del filtro (constante de tiempo TR). Punto de suma: señales de voltaje de entrada, voltaje de referencia y señal

desde el PSS. Punto de suma: señales de error/corrección de voltaje y realimentación de

tensión de salida de la excitación a través del lazo de estabilización. Bloque del regulador: bloque en el cual se definen la ganancia y la

constante de tiempo del circuito regulador (parámetros KA y TA). Bloque limitador: función de limitación de la señal del regulador (límites

VRMAX y VRMIN). Bloque sistema de excitación: constantes del sistema de excitación (KE y

TE). Bloque saturación: este bloque modela la característica de saturación de la

máquina (parámetro SE).

Los valores de los parámetros del modelo se detallan en la Tabla 1.

Figura 17. Diagrama de bloques sistema de control de tensión.

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Tabla 1. Parámetros del modelo de control de tensión

Parámetro Descripción Valor

TR Constante de tiempo del filtro de entrada de regulación (s) 0.015

KE Constante del excitador relacionada al campo autoexcitado (s) 1.

KF Ganancia del circuito estabilizador del regulador (p.u.) 0.4

KA Ganancia del regulador (p.u.) 250.

TE Constante de tiempo de la excitación (s) 0.98

TF Constante de tiempo del circuito estabilizador del regulador (s) 0.25

TA Constante de tiempo del regulador (s) 0.1

SE Función de saturación del regulador (p.u.) 0.5

VRMIN Valor mínimo de salida del bloque regulador (p.u.) -7.6

VRMAX Valor máximo de salida del bloque regulador (p.u.) 7.6

vref Voltaje de referencia del regulador (p.u.) Consigna

En el numeral 6.4 se presentaron las dos vías para generar un diagrama de bloques, a partir de este punto se desarrollará la totalidad del sistema de control de tensión.

6.6.1 Componentes del proceso de modelación

Para lograr el proceso de modelación en el PowerFactory se pueden desagregar las siguientes tareas básicas (algunas de las tareas se detallan en los siguientes numerales):

Recolección de la información preliminar: Consiste en tener el diagrama de bloques del modelo y los valores de los parámetros que lo constituyen.

Definición de la ubicación del modelo: Dentro del árbol de datos se define la ubicación del modelo.

Construcción y asignación de macros.

Adición de los elementos de conexión para cablear los bloques básicos.

Asignación de las condiciones iniciales, comprobación y compilación.

Generación del objeto “Commom Model”.

Pruebas de funcionamiento y documentación.

6.6.1.1 Construcción y asignación de macros

La construcción de un modelo completo de control requiere de múltiples funciones o modelos básicos o primitivos (macros). Para un manejo integrado del modelo desarrollado se recomienda generar una carpeta al interior del

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modelo, la cual debe contener dichas macros básicas3. Las macros necesarias para el modelo se pueden copiar de la librería del programa (la ubicación dentro del Data Manager es \Data Manager\Library\Models\Global Macros). De ser necesario desarrollar una nueva macro, se recomienda generarla dentro de la carpeta de macros usadas. En la Figura 18 se muestra la estructura sugerida para la carpeta de las macros empleadas en el modelo. Este proceso no supone ningún trabajo sobre el diagrama unifilar.

Modelo

Diagrama de bloques Carpeta de macros

Usuario

Tipo de Carpeta

Descripción

Figura 18. Carpeta de macros usadas para el modelo de control de voltaje.

A continuación se despliega la ventana gráfica para el desarrollo del diagrama de bloques objetivo planteado en la Figura 17. Se comienza con la generación del bloque filtro aplicado a la señal de medida del voltaje en la barra (voltaje en terminales del generador). Haciendo uso de la barra de herramientas gráficas se da un click al botón “Block Reference”. Una vez seleccionado, se desplaza el cursor sobre el espacio de trabajo y se da click en un punto que permita una adecuada distribución de los elementos restantes para completar el modelo4

(Ver Figura 19).

Una vez designada la ubicación del bloque se procede a editarlo. Existen dos maneras de editar el bloque en el diagrama de bloques, la primera con un doble click y la segunda con la selección de la opción “Edit Data” luego de dar click izquierdo sobre el bloque en cuestión.

3 Al momento de exportar un modelo, es recomendable que las macros usadas estén en el interior del mismo. El proceso de exportación de un modelo cuando no se integran las macros, puede ocasionar un problema con las referencias de las macros invocadas. Cuando el usuario del modelo exportado no tenga las macros referidas, o la ubicación exacta de las mismas, experimentará problemas para el uso del modelo.4 De ser necesarios muchos bloques para completar un modelo complejo, es posible seleccionar otro formato de papel (A3 ó A2 de ser necesario).

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Figura 19. Dibujo del primer bloque en el espacio de trabajo

Al momento de realizar la edición se despliega una interfaz del bloque como se muestra en la Figura 20. Para la definición del modelo es necesario especificar:

Nombre del modelo (Sección Name en la interfaz).

Asignación del bloque básico (Sección Type) en la interfaz.

Figura 20. Interfaz del bloque.

Las demás variables aparecen en la figura indisponibles (no es posible editarlas) porque las mismas no se han identificado al no haber sido asignado el bloque básico.

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En este momento es necesario acceder a través del despliegue vertical del Type para seleccionar el bloque. En la Figura 21 se puede observar el procedimiento. Al momento de seleccionar la opción “Select" aparece una ventana similar al Data Manager en la cual se debe hacer la selección del bloque básico (macro o función).

Figura 21. Selección de bloque básico.

Al verificar el contenido de la carpeta generada anteriormente (“Macros Usadas”) esta no contiene ningún objeto. En este caso para definir la función que se necesita se requiere la macro filtro, la cual refleja, según el diagrama de bloques original, la dinámica en la lectura y realimentación al sistema de control de tensión en el modelo. Al buscar en las funciones básicas de los diagramas de bloques se observa la función (1/1+sT)5 (Ver Figura 22). El procedimiento para adicionar esta función a la carpeta de Macros Usadas dentro del proyecto consiste en ubicar el cursor sobre el objeto y hacer una copia del mismo empleando el botón derecho del mouse o los botones de la barra de herramientas.

En este momento la función Filtro se copia dentro de la carpeta de los modelos. Se retorna al bloque básico, se selecciona la macro y se observa que los campos antes inhabilitados (Ver Figura 20) ahora están habilitados y presentan los nombres de los parámetros que vienen desde la macro seleccionada. Al dar botón de aceptación a esta selección, la apariencia gráfica del bloque inicial en el diagrama es la que se muestra en la Figura 23. En la misma figura se detalla la información más relevante para el objeto.

5 Con esta nomenclatura se pretende ser más explícito en la definición de las macros. Existe una diferencia en el uso de los paréntesis o corchetes dentro de las macros: Por nomenclatura empleada dentro de la base de datos, el uso de paréntesis significa que no existen funciones limitadoras al interior de la macro, en el caso de los corchetes si existe.

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Figura 22. Macro filtro en la librería de bloques del programa

Señal de entrada

Parámetros

Señal de salida

Nombre de la función

Figura 23. Apariencia del filtro luego de la selección de la macro.

El siguiente paso en la modelación, corresponde con la adición del punto de suma que recibe la señal de salida del bloque filtro, además de la señal proveniente de la referencia de voltaje y del estabilizador de potencia. Para lograr esta acción se da un click al botón Summation Point en la barra de ayudas de dibujo del diagrama de bloques, una vez seleccionado se ubica el cursor en un lugar adecuado en el diagrama y se da un click para “descargar” el elemento.

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6.6.1.2 Adición de los elementos de conexión (señales) para cablear los bloques básicos

El proceso de cableado de la señal de entrada hacia el bloque filtro y del filtro hacia una de las entradas del punto de suma se logra usando el botón de ayuda “Signal” de la misma barra de herramientas.

Luego de activado el botón “Signal” en la barra se da un click sobre la barra vertical derecha del diagrama y se desplaza el cursor hasta el punto que define la ubicación para la señal de entrada del bloque filtro, sobre el cual se da nuevamente click, quedando así definido el “cableado” de la primera señal del modelo. Observe la apariencia que tiene el modelo en esta etapa de la modelación6 (Ver Figura 24).

Señal de entrada:Nombre por defecto

Señal de salida:Nombre por defecto

Punto de Suma

Figura 24. Apariencia del filtro completamente cableado.

Observe los nombres de las variables asignadas por defecto a las señales recientemente construidas. Ellas tienen una secuencia en los nombres, que corresponden con los asignados por el programa. Con el ánimo de tener la posibilidad de emplear el modelo en un “Frame” determinado, normalmente el nombre de la variable de entrada para la lectura de tensión corresponde con la variable u. Observar el detalle de los nombres de las variables en la Figura 4.

Para lograr este cambio en el nombre de la variable de entrada se debe dar un doble click en la línea de señal en cuestión. La interfaz que se despliega al realizar esta acción se presenta en la Figura 25. Las partes más importantes que la conforman se detallan a continuación:

Nombre de la señal: Como se recomendaba en el párrafo anterior, para un adecuado funcionamiento del modelo desarrollado, es necesario colocar los nombres de las variables de entrada y de salida de los modelos igual a la manera como se definieron dentro del “Frame“ con el cual se pretende poner a trabajar. Para este caso, como se muestra en la Figura 5, los

6 De ser necesarios movimientos o ediciones de los objetos, se debe emplear el botón de edición gráfica de la barra de herramientas.

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nombres de las señales deben quedar idénticamente definidos. En el evento de tener una asignación errada del nombre de la variable, el modelo responderá como si no tuviera señal de entrada para la variable con el error.

Datos de la conexión de la salida: Aquí se localiza el tipo de conexión identificado por el programa según proveniencia de la señal que esta siendo editada. Cuando la salida del bloque conecta directamente con elementos del tipo “Summation Point”, la interfaz muestra el tipo de conexión del elemento como inhabilitado.

Datos de la conexión de la entrada: Para este caso la conexión de la señal si se ha identificado. Efectivamente el tipo de señal corresponde con una señal de entrada al modelo. Otras posibilidades que pueden ser desplegadas son: desconocida, salida, limite superior e inferior.

Nombre

Especificacionespara la salida

Especificacionespara la entrada

Figura 25. Interfaz de una línea de señal dentro del diagrama de bloques

Para continuar la construcción del modelo se procede a realizar los siguientes pasos:

Adición de los demás bloques al diagrama.

Adición de los elementos puntos de suma.

Copia de las macros desde la librería de modelos a la carpeta del modelo que está siendo trabajado.

Asignación de las macros (bloques básicos) a los bloques en el diagrama.

Cableado de las señales de acuerdo con el diagrama de bloques de referencia.

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6.6.1.3 Asignación de las condiciones iniciales, comprobación y compilación

Una vez realizado el cableado completo, se procede a realizar las labores de verificación del modelo, los parámetros, los nombres de las variables asignadas y posteriormente las condiciones iniciales asignadas.

El empleo de los botones de verificación se presenta en el numeral 6.10.

6.6.1.4 Generación del objeto “Common Model”

Cuando el proceso de condiciones iniciales y compilación se ha terminado satisfactoriamente, se requiere generar un objeto que invoque el modelo que ha sido desarrollado, sobre el cual se editan los parámetros del modelo desarrollado.

Desde el “Composite Model” se invoca este objeto, cuya función es servir de enlace entre el modelo y la máquina sincrónica, sin necesidad de hacer una copia del modelo completo cada vez que se tenga una máquina que utilice el mismo sistema de control.

Para crear el objeto se ubica el cursor en el lugar donde se quiere generar el elemento7 y se da un click en el “botón “New Element” en la barra de herramientas del Data Manager. La interfaz que se muestra luego de esta selección se presenta en la Figura 26.

Figura 26. Interfaz para creación de un nuevo elemento

De las opciones dadas en la interfaz se selecciona “Common Model“. Presionado el botón de aceptación se despliega una ventana similar a la del

7 Normalmente el objeto “Common Model” se genera dentro de la carpeta que contiene la información del modelo. Desde esta ubicación es fácil tomar una copia para los diferentes “Composite Models” que tengan asociado el modelo que el mismo refleja. Es importante anotar que al hacer una copia del elemento para ser usado en otros “Composite Models” se deben actualizar los valores de los parámetros que el mismo contiene.

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administrador de datos (Data Manager), en la que se debe seleccionar el modelo desarrollado. Se ubica el modelo, verificando en la barra de estado de esta interfaz la selección efectiva de él. Ver Figura 27.

Favor seleccionar bloque

Selección en el ladoderecho de la interfaz

Figura 27. Selección de un bloque para creación del “Common Model”.

Después de realizar la selección se genera el objeto “Common Model” el cual puede ser editado en el Data Manager para modificar los valores de los parámetros del modelo. Este objeto es el que debe ser incluido dentro del “Composite Model” para completar el trabajo de comunicación entre el modelo desarrollado y la máquina sincrónica que lo requiere. En la Figura 28 se presenta el detalle de varios “Common Model” para una misma máquina sincrónica.

Desde el “Composite Model” se hace la relación con este objeto “Common Model”. El proceso se inicia con click derecho sobre una de las celdas vacías en la segunda columna “Net Elements”. Al dar este click, se presenta un despliegue de funciones, de las cuales se elige la función Select. A continuación se abre una ventana similar a un Data Manager, en la cual se busca la ubicación del “Common Model” de interés. El detalle gráfico de esta acción se muestra en la Figura 29.

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Composite Model Máquina sincrónica

Regulador de tensión

Unidad primomotriz

Regulador de velocidad

Figura 28. Detalle del arreglo de Common Model de distintos modelos al interior del “Composite Model”

Figura 29. Selección del “Common Model” desde el “Composite Model”

Esta acción de búsqueda a través del Data Manager abre la posibilidad de tener los objetos “Common Model” en otra ubicación distinta del “Composite Model” que está siendo editado. Se recomienda tener dichos elementos dentro del “Composite Model” para organizar la información.

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6.6.1.5 Pruebas de funcionamiento y documentación

Pasa probar el modelo se deben ejecutar por lo menos las pruebas descritas en el numeral 6.11.1. Otras pruebas específicas podrían ser programadas dependiendo de las necesidades del usuario. Se debe documentar los resultados de las pruebas, el valor de los parámetros y las características más representativas de la dinámica del modelo.

6.7 Construcción de un sistema de control de velocidad

El diagrama de bloques del modelo de control de velocidad se encuentra en el Anexo 2. Consiste en un control de velocidad típico para un sistema de turbina a vapor. En la Figura 30 se presenta el diagrama de bloques del modelo.

Bloque droop: valor del ajuste de característica de respuesta velocidad / carga en la máquina (parámetro droop en %).

Bloque del regulador: bloque con la constante de tiempo del convertidor E / H (parámetro T1).

Bloques del servomotor: estos bloques reflejan la dinámica del servomotor, es decir la limitación en la velocidad de apertura y cierre (Parámetros T2, op_max, op_min).

Posiciones máxima y mínima de salida: dinámica del bloque integrador que refleja la dinámica de la válvula (Parámetros at_max y at_min).

Los parámetros para este modelo se detallan en la Tabla 2.

Figura 30. Diagrama de bloques sistema de control de velocidad

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Tabla 2. Parámetros del modelo de control de velocidad


droop Droop (%) 5

T1 Constante de tiempo (s) 0.22

T2 Constante de tiempo del servomotor (s) 0.25

op_min Velocidad mínima de cierre (p.u / s) -1.0

op_max Velocidad máxima de apertura (p.u / s) 0.1

at_min Posición mínima de la válvula (p.u.) 0.0

at_max Posición máxima de la válvula (p.u.) 1.0

Para lograr la modelación de este elemento en el programa se siguen los pasos presentados para el sistema de control de tensión.

Para el proceso de inicialización se recuerda que las condiciones iniciales del regulador dependen de las condiciones de la máquina desde el flujo de carga. Dichas condiciones se reflejan directamente como condiciones impuestas a la unidad primomotriz (modelo de turbina). En el numeral siguiente se presenta un modelo de turbina, el cual puede ser asociado a este modelo de regulador de velocidad para lograr así el proceso de condiciones iniciales.

6.8 Modelo turbina de vapor

En la Figura 31 se presenta el diagrama de bloques para este modelo de turbina. Los elementos más representativos que la integran son:

Bloque de cámara de vapor: filtro que representa la dinámica del sistema de acumulación de vapor, la constante de tiempo es T3.

Bloque del recalentador: filtro que representa la dinámica del recalentador en el sistema de turbina de la planta, emplea la constante de tiempo T4.

Bloque de tuberías: filtro que refleja el comportamiento del juego de tuberías de transporte de vapor para la sección de baja presión de la turbina. La constante de tiempo es Ts.

Bloques de proporcionalidad de potencia generada: dependiendo de cada una de las etapas de generación de potencia se tienen las constantes KHP, KIP y KLP (alta, intermedia y baja presión respectivamente).

Los parámetros para este modelo se presentan en la Tabla 3.

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Figura 31. Diagrama de bloques modelo de turbina de vapor

Tabla 3. Parámetros del nuevo modelo de turbina


T3 Constante de tiempo de dinámica del sistema de acumulación de vapor (s)

0.21

T4 Constante de tiempo del recalentador (s) 11

Ts Constante de tiempo de tuberías (s) 0.4

KLP Fracción de participación generación de potencia etapa de baja presión (p.u.)

0.335

KIP Fracción de participación generación de potencia etapa de presión intermedia (p.u.)

0.404

KHP Fracción de participación generación de potencia etapa de alta presión (p.u.)

0.261

El proceso de modelación de este elemento se logra de manera similar a la planteada en los modelos desarrollados anteriormente. Las pautas de trabajo y recomendaciones son iguales a las asociadas con los controles de tensión y velocidad. Se debe tener presente para el modelo de la unidad primomotriz el nombre de las variables entrada - salida para el correcto enlace acorde con el “Frame” empleado.

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6.9 Modelo del compensador estático de reactivos

Para el caso del modelo del compensador estático de reactivos – SVC – se toma como punto de partida el modelo para simulaciones RMS desarrollado por la compañía Interconexión Eléctrica S.A. para sus estudios de estabilidad.

Las partes integrantes de este modelo son:

Elementos de medida: Los elementos de medida están asociados a la captura de información de la tensión en la barra de control (Chinú 500 kV), la medida del flujo de potencia activa por las líneas (circuitos L1 y L2 Cerromatoso – Chinú 500 kV) y el flujo de potencia reactiva a través del transformador 500 kV/ 11 kV del compensador.

Elementos de compensación y control: Corresponde con los “slots” que normalizan las señales leídas del sistema y que aplican las estructuras de control propias del dispositivo.

Elementos de lógicas de control: estos elementos corresponden a las lógicas que son tenidas en cuenta para la activación y desactivación del modelo y la identificación de eventos de rechazo de carga.

Elementos de acción del compensador: Es el “slot” que refleja la dinámica de acción del equipo de compensación. Se asemeja a una fuente de corriente en el sistema.

En las figuras de la 32 a la 37 presentan los arreglos de bloques para el “Frame” del compensador estático y cada una de las lógicas de control que lo integran.

Figura 32. Frame del modelo del compensador estático.

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Figura 33. Bloque del regulador del compensador

Figura 34. Bloques del compensador de la función POD (Power Oscillation Damping)

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Figura 35. Bloques para transducción de potencia activa.

Figura 36. Bloques Lógica Identificación Rechazo de Carga

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Figura 37. Bloques Lógica activación / Desactivación

6.10 Rutina de prueba de un modelo

6.10.1 Elementos constitutivos, ecuaciones y macros

Las pruebas cubiertas con los botones 1, 2 y 3 mostrados en la Figura 38 ejecutan las rutinas de revisar los elementos constitutivos, chequear las ecuaciones del modelo y realizar el reemplazo de las macros invocadas en un modelo para corroborar su sintaxis (botones Contents, Equations and Macro Equat.).

6.10.2 Chequeo y verificación de la asignación de condiciones iniciales

El proceso de cálculo de las condiciones iniciales es la comprobación desde el software de las condiciones iniciales asignadas a un modelo y las calculadas a través de las ecuaciones escritas en el mismo. Los botones identificados con los números 4 y 5 (Check y Check Inc.) en la Figura 38, ejecutan los procesos de chequear el modelo y verificar la asignación de las condiciones iniciales.

6.10.3 Compilación y carga de librería de funciones.

Al ejecutar el botón 6 y el botón 7 mostrados en la Figura 38, el programa genera en la carpeta DSL8, archivos con extensiones: dig, cxx y def que agilizan la interacción del modelo del usuario con el módulo central del programa. Con el botón 7 se actualiza la librería de funciones que tenga el programa.

8 Esta carpeta se crea en el proceso de instalación del programa.

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Figura 38. Interfaz de un modelo

6.10.4 Proceso de compactación de un modelo

Esta función (botón 8, Pack) es útil cuando el modelo emplea las referencias de bloques básicos o “primitivos” que no se encuentren al interior del modelo dentro del administrador de datos. Con esto se logra actualizar la librería interna quedando el modelo como un solo objeto íntegro, facilitando el proceso de exportación.

Cuando en el desarrollo del modelo se emplean los bloques básicos dentro del bloque que constituye el desarrollo del modelo completo, entonces el botón Pack tiene la apariencia de no disponible como se observa en la Figura 38.

6.11 Pruebas de funcionamiento

Corresponden a las verificaciones necesarias para probar el adecuado funcionamiento de los modelos que han sido desarrollados.

A continuación se enumeran algunas de ellas:

6.11.1 Pruebas típicas a un regulador de tensión

Corto circuito

Cambio de carga (positivo y negativo)

Cambio en la señal de control del regulador (voltaje de consigna).

Pruebas para verificación de la operación en posiciones límites como: voltajes de techo, niveles de saturación, limitadores dependientes de la corriente de excitación, etc.

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En el caso de tener PSS, se debe verificar la señal de entrada al regulador de voltaje.

6.11.2 Pruebas típicas en un regulador de velocidad

Cambio de carga (positivo y negativo)

Cambio en el torque mecánico de la máquina

Cambio en la consigna del regulador (setpoint de potencia o velocidad)

Pruebas de verificación de la operación en condiciones límites como: control por aceleración, carga máxima, carga mínima, tasa de cambio o velocidad de respuesta en el regulador, etc.

6.11.3 Pruebas típicas a un modelo de unidad primomotriz

Potencias máxima y mínimas de salida

Verificación de las no linealidades, dependiendo del tipo de turbina modelada.

6.11.4 Pruebas a otros modelos

Se realizan las pruebas especificas que sugiera el tipo de dispositivo bajo análisis, así por ejemplo, en el caso de un modelo de control como un teledisparo, se debe verificar el esquema de disparo, los tiempos y demás variables asociadas.

7. Proceso de simulación en DIgSILENT PowerFactory

A continuación se detallan las características más relevantes para realizar una simulación en el programa.

Para la exitosa realización de la simulación, empleando el módulo estabilidad del programa, cada parte del proceso debe estar en adecuadas condiciones, es decir, el programa debe tener la información requerida para realizar la simulación. Algunos ejemplos comunes de errores que se presentan al momento de intentar una corrida de estabilidad se describen en cada uno de los pasos detallados a continuación.

7.1 Activación del proyecto.

Desde el Data Manager se activa el proyecto bajo análisis. Es importante considerar que es posible la existencia de múltiples casos, todos con diferentes “System Stages” o diferentes especificaciones en los módulos de análisis.

7.2 Flujo de carga “Calculate Load Flow”

Se realiza la corrida del flujo de carga, según el tipo de simulación que se busque. Algunas de los parámetros a revisar son:

Sistemas balanceados o desbalanceados.

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Solución del sistema con dependencia o no de la carga con la tensión.

Algunas de las dificultades presentadas en el flujo de carga son:

No se encuentra definido algún parámetro básico para el cálculo del flujo de cargas. Algunos de los más típicos son: la longitud de una línea de transmisión es cero, los MVA de un transformador son cero, etc.

El flujo de carga solo converge con dependencia de la tensión. Dependiendo de que tan alejada sea la solución del flujo con esta opción, se puede tomar la decisión de continuar o no la búsqueda de una simulación con dicha red.

7.3 Cálculo de las condiciones iniciales “Calculate Initial conditions”

Esta opción es muy importante para el análisis de estabilidad. Sus parámetros más importantes son:

7.3.1 Opciones Básicas “Basic Options”

Método de simulación: Se selecciona entre una simulación RMS o EMT.

Representación de la red: Se selecciona entre una representación de secuencia positiva de la red o una representación desagregada en las redes de secuencia positiva, negativa, cero. Se puede observar en las cajas de confirmación como una selección de una simulación del tipo EMT, la cual requiere la representación desagregada de la red, deshabilita la opción de seleccionar la representación de la red en secuencia positiva solamente.

Verificación de las condiciones iniciales: Con la opción de activar o desactivar la función “show” del cálculo de condiciones iniciales, se decide sobre presentar o no los resultados del análisis de condiciones iniciales en la ventana de salida. Con respecto a las derivadas de las variables de estado, en este proceso el programa realiza los cálculos de las distintas variables de estado asociadas a los elementos del sistema de potencia y sus controles. Los valores calculados son comparados con los valores asignados por el usuario y si se presentan diferencias entonces el programa saca avisos de error o advertencia que muestran al usuario los errores que tiene la asignación de las condiciones iniciales. En la Figura 39 se presenta un resumen del proceso de cálculo de las condiciones iniciales y el cálculo para el chequeo de derivadas.

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FLUJO DE CARGA CONDICIONES INICIALES CHEQUEAR DERIVADAS

G

pl, ql

pij, qij, csij

u, phi

pg, qg,curgn, fivol

Gpt uerrs at

upss

p, fe

pg, qg u

pmu vco

pco psswref

vref

(SEÑALES ELÉCTRICAS) (SEÑALES ELÉCTRICASY MECÁNICAS)

(CÁLCULO DERIVADAS:VARIABLES DE ESTADO)

SUM PID f(x)

K

wref

+

-

MIN

MAX

x.

Figura 39. Proceso de cálculo de las distintas variables asociadas a los modelos

Activación o desactivación de la opción del ajuste automático del paso de integración: Con la activación de esta función el usuario permite que el programa busque agilizar la solución de la simulación, flexibilizándole la decisión de incrementar el paso de integración que inicialmente se definió. Esta función es muy útil en ocasiones en las cuales las perturbaciones simuladas sobre la red eléctrica no son muy grandes, obteniéndose así buenos resultados en corto tiempo.

Selección de los objetos de resultados, eventos y especificación del flujo de carga: Para el caso de los archivos de resultados, se debe escoger cual es el archivo de resultados en el cual se pretende almacenar los resultados de la simulación. Así mismo se debe seleccionar cual es el objeto que contiene la información de los eventos. En la parte inferior, aparece un acceso a la máscara de flujo de carga. Con este icono es puede acceder desde la máscara de condiciones iniciales, a las especificaciones seleccionadas en el análisis de flujo de cargas. Un mayor detalle para la selección y especificación de los objetos de resultados y eventos se tiene en el numeral 7.5.

En la Figura 40 se presenta la máscara para especificar todos estos parámetros.

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Figura 40. Máscara del Cálculo de Condiciones Iniciales

7.3.2 Pasos de integración y adaptación “Steps sizes” and “Adaptation”

Estas pestañas de la máscara de cálculo de las condiciones iniciales sirven para definir cuales son los ajustes específicos para la solución con adaptación automática del paso de integración.

Algunos de los parámetros más importantes para ajustar son:

Si no se considera la adaptación automática del paso de integración para la solución, se puede seleccionar para el algoritmo de solución solo una tasa de variación del paso o múltiple tasa de variación. Con la primera se reemplaza para todos los elementos de la red sólo la constante de tiempo escogida, para el segundo caso, es posible seleccionar entre dos pasos de integración, uno para las máquinas y los reguladores de tensión (transitorios electromecánicos) y otro para elementos más “lentos”, como los reguladores de velocidad y los modelos de las turbinas (transitorios de medio plazo). Los nombres de los parámetros son respectivamente dtgrd y dtpmu.

Se define el tiempo de inicio de la simulación. Dependiendo del total de tiempo que se pretenda simular, se aconseja modificar este valor de inicio. Por ejemplo para una simulación de 10 o más segundos, y para efectos de observar claramente las señales en el tiempo antes de cero, se recomienda arrancar la simulación entre 200 y 500 ms antes de cero. El nombre de este parámetro es tstart.

Cuando se habilita la adaptación automática del paso de integración, se debe definir cual es el máximo valor permitido para que este parámetro. El nombre de este parámetro es dtgrd_max.

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Se define el valor del parámetro dtout, el cual configura con que pasos de tiempo el usuario desea que sea presentado en la ventana de salida los resultados de las simulaciones.

En la pestaña “Step size adaptation” se ajustan los por menores del algoritmo.

En las demás pestañas se definen funciones y parámetros para optimar la solución y cálculo de las condiciones iniciales.

7.4 Arranque la simulación ‘Start Simulation”

Con esta máscara se definen el tiempo total de simulación además de algunas acciones de control con respecto a información de los modelos.

En la Figura 41 se presenta la máscara para este paso en el proceso de simulación.

Algunos datos importantes son:

Definición del tiempo de paro de la simulación. El nombre para este parámetro es tstop.

Se observan también unos cuadros para habilitar o deshabilitar la presentación de resultados en la ventana de salida o la presentación de cambios o eventos observados dentro de los modelos desarrollados por el usuario. Esto con el fin de proveer información sobre su dinámica y desempeño.

Desde esta interfaz se tiene acceso a la configuración de la máscara de condiciones iniciales.

Figura 41. Máscara de control para el arranque de la simulación

Nota:

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Este proceso se puede resumir empleando archivos command (*.cmd) o secuencias DPL. Estos pueden ser ejecutados desde la ventana Input en el Data Manager. Estos archivos contienen líneas de comandos, que pueden ejecutar la rutina descrita anteriormente. Es importante anotar que cuando se usan archivos de comandos la asignación de los diversos archivos: condiciones iniciales, arranque de la simulación y los objetos de eventos y resultados, deben quedar bien definidas para evitar errores en las simulaciones realizadas.

Otra posibilidad para la ejecución abreviada, es que el usuario ejecute directamente la opción de “Start simulation”. Con esta acción, el programa ejecuta en secuencia automática todos los comandos anteriores.

7.5 Resultados de una simulación

7.5.1 Configuración de los objetos de resultados

Antes de realizar la corrida de estabilidad se deben definir las variables de resultados que son necesarias para calificar la respuesta del sistema. Para la selección de las variables existen varias vías: la primera, empleando la barra de menús: Data/Stability/Result Variables, la segunda, empleando el icono de resultados, mostrado en la Figura 42.

Figura 42. Botones de acceso a la máscara de resultados y eventos.

En la Figura 43 se presenta la interfaz de resultados para seleccionar las variables que serán monitoreadas, a la cual se puede acceder por el menú Data/Stability/Result Variables, o a través del botón en la barra de herramientas. Como también se muestra en la Figura 43 se pueden tener para un caso de estudio diversos elementos de resultados, los cuales se construyen a partir de distintas simulaciones del sistema.

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Figura 43. Interfaz para adicionar una variable al elemento de resultados.

La selección completa de un resultado se logra definiendo los siguientes parámetros:

Para la generación de un nuevo objeto de resultados se da un click en el icono de la barra de herramientas de la interfaz de Resultados “New Object”, como se muestra en la Figura 44.

Figura 44. Icono para generar un nuevo objeto en la Interfaz de Resultados

Luego de desarrollar esta acción se despliega una interfaz como se muestra en la Figura 45. En la misma se detallan los siguientes elementos:

Object: Se refiere al elemento de la red que se seleccionará para la adquisición de datos. Es posible seleccionar cualquier elemento del sistema, desde las redes operativas (para recoger la información sobre datos potencia total o la reserva rodante total de un área), hasta los distintos elementos específicos que integran el sistema de potencia (interruptores, seccionadores, barras, etc.).

Display Values during Simulation in Output Window: Con la activación de esta acción se permite la salida de la información de las variables seleccionadas hacia la ventana de salida.

Variable set: Este filtro presenta los grupos de variables que pueden ser seleccionadas. En el cuadro de despliegue “Available Variables” se presentan los grupos de variables, señales y parámetros que están disponibles para el objeto seleccionado. Las opciones disponibles en esta selección son:

Currents, voltages and powers (corrientes, voltajes y potencias): Son las diferentes variables que tiene un determinado elemento relacionado con este tipo de variables eléctricas.

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Bus results (Resultados en las barras): Corresponde con los resultados del elemento asociado con una barra de conexión. Para el caso de una línea de transmisión es posible seleccionar en cual de los dos extremos (barras) de la línea se requieren los resultados. En este caso el filtro “Bus Name” se activa para permitir la selección de la barra.

Signals (señales): Con esta opción se ponen a disposición variables asociadas al flujo de señales dentro de los distintos modelos. Para el caso de una máquina sincrónica se pueden tener variables como los flujos al interior de los devanados, las señales de voltaje de excitación, torque, potencia en la turbina, etc.

Calculation parameter (parámetros calculados): Son parámetros o valores calculados para un elemento basados en un cálculo previamente ejecutado.

Element parameter (Parámetros del elemento): Corresponde con la información del elemento. No requiere de la ejecución previa de ningún módulo del programa.

Type parameter (Tipo de parámetros): Corresponde con la información del tipo de elemento.

Reference Parameter: Corresponde con las especificaciones del elemento respecto a información tal como los tipos de conexión de los elementos a las barras (“Cub’s” de conexión).

Variable name: Con este filtro, para la asignación de un nombre de variable, el programa trae por defecto el símbolo asterisco, con la cual se activan la totalidad de las variables que existan para tal caso. El uso de un nombre de variable como ph* por ejemplo, permite ver solo las variables que comiencen con las letras ph y estén seguidas a continuación por cualquier secuencia de caracteres.

Bus Name: En la viñeta de “Variable Set” se explicó brevemente la función de este filtro. En el evento de que un elemento tenga relación con varias barras es posible tener acceso a resultados de cada una de las barras asociadas. También se debe tener en consideración, las posibilidades de nuevas variables cuando las simulaciones son del tipo EMT (valores instantáneos desagregados por fase). Para este caso, además de especificar cual es la barra, se requiere especificar cual de la(s) fase(s) va a ser monitoreada (s).

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Figura 45. Interfaz para selección de variables para almacenar resultados

Las acciones desarrolladas por los botones del lado derecho de la interfaz se detallan a continuación:

OK: para dar aceptación de las variables o acciones desarrolladas desde la interfaz.

Cancel: Para salir de la interfaz anulando cualquier modificación realizada desde su último acceso.

Print Values: La ejecución de esta acción permite que los valores de las variables que estén seleccionadas sean desplegados en la ventana de salida. Algunos despliegues requieren de la ejecución de análisis previos, como pueden ser el flujo de carga o el cálculo de las condiciones iniciales.

Variable List: Con este botón se presenta en la ventana de salida la totalidad de las variables asociadas al elemento, con su nombre y descripción. Para este caso no se observan sus valores.

Variable List (page): Presenta en la ventana de salida los grupos de variables asociados a cada una de las páginas (pestañas de resultados) para el objeto seleccionado. Es posible que en esta selección no se tengan variables dentro de algunos grupos de páginas.

Balanced: Este botón permite hacer la conmutación entre las variables de resultados para simulaciones balanceadas o desbalanceadas. Al habilitar o deshabilitar el botón se puede observar como algunas de las variables ya no se encuentran disponibles.

Botón de siguiente página: Con este botón se desplaza a la segunda página de la interfaz. En esta página se presenta la totalidad de la información de las variables que hayan sido seleccionadas.

En la Figura 46 se presenta la interfaz para la edición de una secuencia de eventos.

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Figura 46. Interfaz para la edición de eventos

7.5.2 Objeto de eventos

En forma similar a la creación de los objetos para el análisis de resultados, en el caso de los eventos se debe configurar “el evento” dependiendo de las necesidades. En la Figura 47 se presentan las opciones de los eventos disponibles para simulación. Cuando se ingresa a la siguiente interfaz se puede observar que los eventos pueden ser colocados fuera de servicio (no serían tendidos en cuenta para efectos de la simulación), acción que puede ser útil en casos específicos.

Figura 47. Interfaz para la selección de eventos

Evento de carga: Con esta máscara es posible seleccionar un evento de carga, definiendo:

Tiempo en el cual se aplicará el evento.

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Carga sobre la cual se aplicará el evento.

Tipo de variación: se puede especificar cambio porcentual (%), variación absoluta (MW, Mvar), porcentaje del valor nominal (% Nominal).

Evento de salidas de elementos: Para este evento es posible definir:

Tiempo de acción del evento.

Elemento sobre el cual se aplica el evento.

Tipo de evento de salida: salida del elemento, reinserción de uno o varios de los elementos que estén fuera de servicio o que hallan sido previamente puestos fuera de servicio.

Definición de parámetros: con este evento se maneja la asignación de valores a diferentes elementos del sistema. Una muestra muy común de ello es el cambio de un setpoint para un sistema de regulación de voltaje o velocidad. Para completar el evento se requiere:

Definir el tiempo de ejecución de la acción.

Seleccionar el objeto sobre el cual se realiza la acción.

Definir la variable asociada al objeto sobre la cual se efectuará el cambio.

Asignar el nuevo valor a la variable seleccionada.

Como complemento al evento se puede definir dentro del sistema la posibilidad del recalcular la matriz del sistema, parar la simulación o calcular parámetros que sean dependientes de la variable recientemente modificada.

Eventos de corto circuito: Este es uno de los eventos mas comúnmente utilizados. Para la completa definición de un evento se debe:

Definir el tiempo de ocurrencia del evento.

Seleccionar el elemento (barra o porcentaje de línea) sobre el cual se aplicará la falla.

El tipo de falla aplicado. En esta selección se puede definir: falla trifásica, falla bifásica, monofásica a tierra, bifásica a tierra y la aclaración de una falla previa. Con esta acción el programa despeja la última falla que halla sido simulada.

Impedancia de falla: En las dos casillas disponibles para este efecto se definen una parte resistiva y otra inductiva para la impedancia de falla.

Evento para definir un nuevo paso de integración: Con este evento el usuario puede definir un nuevo paso de integración con el fin de optimizar la solución dada a la simulación. Es posible que el usuario requiera un mayor detalle en la simulación realizada o un mayor paso para agilizar la solución en la simulación del sistema. Para la completa definición del evento se requiere:

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Definir el tiempo en el cual se dará el cambio en el paso de integración.

Definir las unidades de tiempo sobre la cual se están realizando cambios. Pueden ser unidades en segundos u horas.

Definir cual es el nuevo valor del paso de integración.

Eventos sobre suiches controlados: Este evento ofrece la posibilidad de ejercer acciones de control sobre elementos con capacidad de interrupción de corriente, normalmente los interruptores de los distintos elementos ramas en un sistema. Se debe:

Definir el tiempo de ocurrencia del evento.

Seleccionar el interruptor.

Seleccionar la acción sobre el mismo: apertura o cierre. Para este evento es posible que se tenga la acción de apertura o cierre para una o dos o las tres fases del sistema. Seleccionando la opción de sistema desbalanceado se despliegan las posibilidades para las distintas fases.

Evento relacionado con la máquina sincrónica: Para este caso se tiene la posibilidad de simular cambio en el torque mecánico de entrada a la máquina. Para la completa definición del evento es necesario:

Definir el tiempo de aplicación del evento.

Seleccionar la máquina sincrónica sobre la cual se aplicará el evento.

Asignar el valor adicional (en p.u.) del torque mecánico visto por la máquina sincrónica.

Evento para almacenamiento de resultados: Este evento se emplea en un proceso de adquisición de datos. Para definir el evento se requiere:

Definir el tiempo de ejecución para la toma de datos.

Seleccionar el objeto de resultados en el cual se almacenarán los datos.

Definir las condiciones para el enganche del Trigger.

Seleccionar la opción de salvar archivos.

Una vez se completa la información del evento seleccionado se da un click en el botón OK. En la interfaz de eventos aparecerá un objeto con la información básica asignada al mismo. Para la creación de un nuevo objeto dentro de la interfaz de eventos se da un click en el botón de nuevo y aparecerá nuevamente la interfaz mostrada en la Figura 47. En la medida que sean ingresados los eventos estos se despliegan en la interfaz en un orden definido por el tiempo asignado para la ocurrencia del evento. Es importante anotar que luego de realizar una simulación, si durante la misma el programa ejecuta acciones sobre los elementos del sistema de potencia (por ejemplo: el disparo de carga por la acción del esquema de deslastre en los relés de baja frecuencia) se presentará una lista de eventos que contiene la información derivada de la acción de estos elementos.

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7.5.3 Resultados de una simulación

La generación de las hojas para visualización de resultados de las simulaciones se hace similar a la creación de los diagramas de Bloques (Ver Figura 8 y Figura 9) pero se debe seleccionar la opción Virtual Instrument Panel. Para configurar cuantos cuadros de simulación se necesitan por página, se manipulan los botones de la barra de herramientas de la ventana gráfica mostrados en la Figura 48.

Nuevo VI

Orientación

Selección

Ajuste delas escalas

Edición de datosy edición gráfica

Edición delas escalas

Ediciónde PIC’s

Adición etiqueta detexto y valor de la señal

Figura 48. Botones para configuración de la simulación

Para realizar un proceso de comparación de resultados de dos corridas de estabilidad se deben seleccionar los objetos “Results Variables” en la interfaz de configuración de presentación de los resultados. En la Figura 49 se detalla el proceso de selección.

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Función de selección delos objetos de resultados

Primer objetode resultados

Segundo objetode resultados

Figura 49. Interfaz para configurar la presentación de resultados.

7.5.3.1 Características de los objetos resultados en el explorador del windows

Todos los objetos “Results Variables” tiene una ubicación dentro de la carpeta Db11 del programa (comprobar en el Explorador de Windows). Editando desde el Data Manager el objeto de resultados, es posible observar propiedades de dicho archivo como: tamaño, nombre del archivo *.ddb asociado, etc. La interfaz se muestra en la Figura 50.

Los botones de la interfaz se emplean para:

Export: Se emplea para exportar los resultados almacenados. Es posible exportar los resultados a: ventana de salida, a un archivo, al clipboard y a un archivo con formato Comtrade.

Contents: Presenta las variables que integran el objeto de resultados. Es posible editar o adiciona variables por esta vía. Siendo necesario correr nuevamente la simulación

Clear data: Este botón se emplea para borrar la información contenida en el objeto de resultados. En ocasiones cuando se va a realizar una exportación de un proyecto, y el mismo tiene en sus casos de estudio resultados de simulaciones, tal vez seas necesario borrar resultados de corridas de estabilidad, para obtener archivos *.dz de un tamaño adecuado.

Update: Se emplea para actualizar los datos de resultados asociados al objeto.

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Protocol Output: Con este botón se presenta en la ventana de salida el protocolo o secuencia de eventos que originaron los resultados almacenados en el objeto. Es útil para verificar la exactitud en la modelación de la secuencia de eventos, además de las acciones derivadas de los dispositivos de control que actuarán durante la simulación.

Nombre

Ubicaciónen disco

Informacióndel objeto

Módulo quelo genero

Botón para actualizardatos del objeto

Botón para presentaciónde protocolo de eventos

Figura 50. Interfaz del objeto de “Results Variables”

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ANEXO 1

DIAGRAMAS DE BLOQUES DEL

SISTEMA DE CONTROL DE TENSIÓN.

ANEXO 2

DIAGRAMAS DE BLOQUES DEL

SISTEMA DE CONTROL DE VELOCIDAD

Y DEL MODELO DE LA UNIDAD PRIMOMOTRIZ

ieb-0971-00-010

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