Flujo de potencia en redes de distribución eléctrica trifásicas no equilibradas utilizando Matlab: Teoría, análisis y simulación cuasi-dinámica

Abstract

Contexto: El flujo de potencia es un problema clásico para la operación de redes de distribución de energía. Es un problema desafiante debido a la gran cantidad de nodos, la alta relación $r/x$ típica de las redes de baja tensión y la naturaleza desequilibrada de la carga. Métodos: Este documento revisa cuatro métodos para el análisis de flujo de potencia, a saber: el método de Newton convencional, el método de Newton en un dominio complejo, el algoritmo de punto fijo que utiliza la representación de admitancia nodal ($Y_\text{bus$) y el algoritmo de barrido hacia atrás y hacia adelante. Se presenta la convergencia de estos métodos en teoría y práctica. Es bien sabido que el método de Newton tiene convergencia cuadrática, mientras que el algoritmo de barrido hacia atrás y adelante tiene convergencia lineal. Sin embargo, el análisis formal de esta tasa de convergencia es menos conocido en la literatura de ingeniería. Resultados: se desarrolla una caja de herramientas de Matlab para realizar simulaciones numéricas tanto en el caso estático como en una simulación cuasi-dinámica usando el sistema de pruebe IEEE de 900 nodos.  Conclusiones: Los algoritmos de punto fijo resultaron más rápidos.  No obstante, los algoritmos basados en Newton requirieron menor número de iteraciones.