EXPLOTACIN Y CONTROL DE SISTEMAS ELCTRICOS DE POTENCIAEXAMEN DE FEBRERO, CURSO 2014-15

1. En el sistema de la figura, la tensin del nudo slack es de V1 = 10, la carga del nudo 2 es SD2 = 280 (MW) +j60(Mvar), y la impedancia de la lnea es de z12 = 0,02+j0,04 pu en una base de 100 MVA. a) Mediante el mtodo deGauss-Seidel, determinar la tensin del nudo 2 para la primera iteracin (la batera de condensadores estdesconectada). Utilizar como estimacin inicial, V20) = 1+j0 pu. (1,5 ptos). b) Se conecta una batera automtica decondensadores para regular la tensin del nudo 2 a 1 pu. Mediante el mtodo de Newton-Raphson encontrar lapotencia reactiva transferida por el banco de condensadores despus de la primera iteracin. (2 ptos).

2. Un sistema de energa elctrica que se considera sin prdidas est constituido por una planta trmica, una plantahidroelctrica, y el consumo indicado por la curva de carga diaria de la figura. Las caractersticas de entrada-salida delas unidades de generacin son: C=0.00035PT2 +0,4PT +3 /h; W= 5,4PH2 +2880PH +7200 m3/h. Los lmites depotencia de salida de las unidades de generacin son (para ambas) 50PT,H450 MW. En la primera etapa temporalel coste marginal es 1 =0,57 /MWh. a) Determinar el coeficiente de conversin de agua , (1,5 ptos); b) Obtener elagua desembalsada durante las 24 hs. (1,5 ptos).

3. Una mquina sncrona est conectada por medio de un transformador y una lnea elctrica a un nudo de potenciainfinita de tensin 1 pu, figura. La mquina est generando una potencia activa de 2 pu, y el fasor de su tensintransitoria es E =1,26520,60 pu. Los parmetros del sistema en la misma base son: XG =0,135, XT =0,054, XL=0,033. En inicio de la lnea cerca del nudo 1 se produce una falta simtrica transitoria con una impedancia de fallo dej0,05 pu. a) Determinar la matriz de admitancia de nudo reducida en la situacin de fallo, (considere las ramas dereactancia transitoria de generador y reactancia de transformador como una nica rama). A partir de ella obtener laecuacin potencia-ngulo de falta, (1,5 ptos); b) En el momento en que la potencia elctrica en situacin de falloiguala a la potencia mecnica, la falta desaparece (el sistema vuelve a su situacin original). Determinar el ngulo depotencia mximo m que se alcanza en esta situacin. (2 ptos).

4. Un sistema de potencia de 50 Hz consiste en dos reas interconectadas. El rea 1 tiene 1000 MW de generacin yuna caracterstica de respuesta en frecuencia de rea 1 =500 MW/Hz. El rea 2 tiene 2000 MW de generacin, y 2=800 MW/Hz. Al inicio el sistema est en equilibrio a 50 Hz y no existe intercambio de potencia entre reas, cuandode forma repentina se incrementa el consumo del rea 1 en 400 MW. a) Determinar el desvo de frecuencia y de losintercambios de potencia entre reas. En esta primera parte se supone que slo rige el control primario en cada rea,(1,5 ptos); b) En este nuevo escenario considere que existe control secundario en el rea 2, no en el rea 1. Laconstante de deriva de frecuencia del rea se fija en B2 =2 =800 MW/Hz. Determinar los desvos de frecuencia y delos intercambios de potencia entre reas, (1,5 ptos).

1 2y12= 10-j20

SD2=2,8+j0,6

P(MW)

t (hs)350

700

500

80 18 24

1 2

G T L