Estudio de Factibilidad para Implementar Compensación de Potencia Reactiva en Parte del Sistema de Potencia Occidental Venezolano Feasibility Study of implementation of Reactive Power Compensation in Part of the Western Power System of Venezuela

Resumen

La demanda de energía eléctrica en los sistemas de potencia tiende a crecer con el tiempo, además de las dificultades que puedan existir en cuanto a la generación existente para cubrir la nueva demanda, esto conlleva a un aumento de las pér-didas en en el sistema de potencia y a una caída en los niveles de tensión que no permiten garantizar una operación ade-cuada. El objetivo principal de este trabajo es proponer la ubicación y el dimensionamiento óptimo de unidades de com-pensación de potencia reactiva, de manera que se obtengan voltajes adecuados en las barras de una parte del sistema de potencia Occidental de Venezuela a nivel de 115kV, mientras se minimizan las pérdidas totales. La metodología imple-mentada consiste en el desarrollo de un algoritmo que utiliza simulaciones de flujos de potencia óptimos (OPF) para un total de 744 variaciones de carga. Para cada escenario de variación de carga se evalúan la ubicación y dimensionamien-to posible de las unidades de compensación. La solución obtenida indica la cantidad mínima de equipos de compensa-ción y su localización, así como la inyección de potencia reactiva necesaria para asegurar un perfil de tensiones adecua-do para todas las variaciones de carga. Adicionalmente, mediante análisis probabilísticos, y tomando en cuenta las uni-dades compensadoras como bancadas de capacitores conmutables, se determinan los rangos de inyección de reactivos de cada una de ellas, considerando contingencias para asegurar una adecuada operación del sistema bajo diferentes con-diciones de operación. El presente trabajo ha sido desarrollado con la colaboración de la empresa CORPOELEC.

Palabras claves: Compensación, Flujo Óptimo de Potencia.

Abstract

Electric energy demand in power systems tends to grow up over time, in addition to the difficulties to cover the new power demand by the existing generating units, these lead to a rise in power system losses and a drop in voltage levels that do not guarantee a correct system operation. The main objective of this work is to propose an optimal location and size of reactive power compensation units to get adequate voltages of a part of the West Electric power System of Venezuela at a 115kV voltage level, while minimizing the total system active powerlosses. The implemented methodology consists in de-veloping an algorithm based on optimal power flow (OPF) simulations for a total of 744 load variation scenarios. For each load scenario, all possible combinations in location and size of the compensator units are evaluated. The obtained solution yields the minimum amount of compensation units and their location, as well as the necessary reactive power in-jections to ensure adequate voltage profiles for all the load variation scenarios. Also, using probabilistic analyzes, and considering the compensation units as switchable capacitor banks, the range of reactive power injections of each unit is determined, taking into account contingencies to assure the proper operation of the system under different operating conditions. The present work has been developed with de collaboration of CORPOELEC.

Keywords: Compensation, Optimal Power Flow.