Herramienta flexible para análisis de estabilidad de pequeña señal

Abstract

El análisis modal permite determinar los autovalores o modos de oscilación de un sistema, expresados en términos de frecuencia y amortiguamiento. Para el realizar el análisis modal, se requiere la matriz "A" de estado del sistema. En estudios llevados a cabo sobre el Sistema Argentino de Interconexión y Sistema Interconectado Patagónico (SADI-SIP), la matriz de estado se obtiene de los mismos modelos no lineales utilizados para estudios de estabilidad transitoria. La base de datos de modelos para estudios dinámicos es gestionada por el operador del sistema de transmisión (CAMMESA) y está disponible sólo para el programa comercial PSS/E (en adelante, Programa Comercial - PC). Esto implica algunas limitaciones para llevar a cabo el análisis específico en el sistema de potencia. Para mayor flexibilidad, se ha desarrollado un programa en entorno MATLAB para generar y procesar la matriz de estado, en lugar de utilizar el módulo específico del paquete de PC. Este programa fue llamado Sistema Informático para Análisis Modal o simplemente SIAM. El SIAM se ha desarrollado para obtener una herramienta más versátil para los estudios de estabilidad de pequeña señal. Esta herramienta puede utilizarse no sólo para calcular los autovalores y autovectores, sino también para obtener los factores de participación, formas de los modos e índices de controlabilidad y observabilidad. Estas características permiten el diseño de diferentes estrategias de control para evitar inestabilidades. Este programa tiene la ventaja adicional de ser capaz de realizar el análisis basado en una solución de flujo de carga sin la necesidad de migrar todos los datos al nuevo software. En este caso, se utiliza un PC específico, pero podría ser utilizado con cualquier otro. Adicionalmente a los datos de la solución de flujo de carga, sólo se necesita saber los modelos empleados para representar a los elementos de la red y sus parámetros. La versión actual de SIAM contiene aproximadamente 70 tipos de modelos estándar y desarrolladas por usuarios para representar a la máquina síncrona (MS), regulador automático de tensión (RAT) y estabilizadores de sistemas de potencia (PSS). Nuevos modelos pueden ser incluidos fácilmente. La ventaja del SIAM es el método analítico de cálculo de la derivada, que permite el uso de modelos altamente no lineales con un error acotado. Cuando se utiliza el método incremental (perturbación en forma de escalón en las variables de estado para el cálculo de la derivada), se pueden producir errores que poden perjudicar el análisis. Esto se debe a las altas ganancias y la existencia de no linealidades.