STUDY OF ELECTROMECHANICAL DAMPING IN ELECTRICAL POWER SYSTEMS

Medina-Vigoria Edsson Frank , Manuel Lau Pacheco

Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica
Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco

22 enero 2025

RESUMEN:

El presente trabajo se desarrolla a partir de la problemática que poseen los sistemas eléctricos de potencia con la estabilidad en pequeña señal, la cual, deriva a problemas como las oscilaciones electromecánicas, que viene a ser mayormente provocada por la variación de una carga eléctrica de considerable magnitud (>10 Megawatts (Mw)).

Este tipo de oscilaciones generan inestabilidad en el sistema eléctrico, los cuales no pueden ser controlados debido a una falta de amortiguamiento en el sistema, en consecuencia conllevan a problemas mayores como salida de grupos generación, salidas de líneas de transmisión, etc. y éstos a su vez, generan pérdidas económicas.

Para un efectivo control sobre las Oscilaciones electromecánicas, los estudios de amortiguamiento basado en sistemas no lineales desarrollan un completo análisis de estabilidad en pequeña señal y a su vez brindan una posible solución teórica que puede ser implementada en un sistema eléctrico para un buen control de dichas perturbaciones.

Este estudio contempla la comparación de un sistema masa-resorte con sistema eléctrico de potencia, donde, se desarrolla un completo análisis del amortiguamiento del sistema eléctrico comparado con el amortiguamiento del sistema masa-resorte con la finalidad de comprender mejor su comportamiento.

Palabras claves: Oscilaciones Electromecánicas, Amortiguamiento, Carga eléctrica, Tiempo, Sistemas eléctrico de potencia, Sistema masa resorte.

ABSTRACT:

This present work is developed from the problem that the power systems have with stability in small signal, which, produces problems like electromechanical oscillations, these are caused mostly by the variation of the electric charge of a big magnitude (>10 Megawatts (Mw)).

This kind of oscillations generates instability in the electrical power system, which, cannot be controlled because the lack of cushioning in the system. In consequence, it produces bigger problems like generation groups disconnection, disconnection of transmission lines, etc. Consequently, it produces economic losses.

With the purpose of an effective control over electromechanical oscillations, the damping studies based in nonlinear systems developing a complete stability analysis in small signal and in turn, it provides a possible theoretical solution, which can be implemented in an electric power system for a good control in the disturbances.

This study contemplates the comparison between mass-spring system and electric power system, where, is developed an full analysis of the damping of electrical power systems, which is compared with the damping of the mass-spring system with the purpose to understand in a best way its behavior.

Keywords: Electromechanical Oscillations, Electric Charge, Damping, Time, Electric power system, Mass-spring system.

CONCLUSIONES:

- En este estudio, se pudo comprobar la importancia del amortiguamiento en el sistema eléctrico de potencia, por tanto, mientras el amortiguamiento del sistema sea positivo, éste funcionará a condiciones normales.

- El estudio de sistemas no lineales, hoy en día es de mucha importancia debido a su presencia en los fenómenos físicos, por consiguiente, al estudiar un sistema no lineal como el sistema eléctrico de potencia se puede determinar su comportamiento y a la vez poder prevenir que sufra alguna inestabilidad que ponga en riesgo su operación normal que conlleve a salidas de grupos de generación, líneas de transmisión, etc. Las cuales, ocasionan pérdidas económicas.

- La respuesta del sistema eléctrico de potencia ante perturbaciones, muestra la sensibilidad del ángulo de potencia ante cambios bruscos, cambiando de estado estable a inestable debido al rápido cambio del valor del factor amortiguante, por lo que la implementación de elementos de protección es obligatoria para un sistema eléctrico.

Más detalles en el documento adjunto.

https://doc.uni75paime.org/Estudio_amortiguamiento_Electromecanico_Sistemas_Electricos_de_Potencia.pdf