Operación en tiempo real de Sistemas de Potencia con énfasis en prevención de colapso total (BLACKOUT)

Duración: 40 horas. Característica: teórico y práctico

A quien va dirigido: Ingenieros y técnicos superiores asociados a la operación o la planificación operativa de un sistema de potencia (SP) de alta, extra y ultra alta tensión

Objetivos:

OBJETIVO GENERAL: Entender las razones básicas por las cuales un SP puede llegar al colapso parcial o total (blackout) y como puede restaurarse el servicio paulatinamente

OBJETIVOS ESPECÏFICOS:

• Repasar la modelación de los elementos de un SP, en componentes simétricas.
• Revisar los conceptos de energía, torque, velocidad, potencia, carga, corriente alterna, corriente directa, R, L, C, MW, MVAR, MVA, factor de potencia.
• Entender los equilibrios fundamentales existentes de SP sano. Voltaje versus potencia reactiva, frecuencia versus potencia activa
• Internalizar los estados de un SP: normal, alerta, emergencia, extrema emergencia, restauración
• Centros de control modernos y sus aplicaciones digitales de apoyo. Las responsabilidades del despachador de carga a medida que crece la sofisticación de las simulaciones digitales
• Entender el propósito del análisis en régimen permanente
• Entender el propósito Análisis en régimen transitorio y dinámico
• Internalizar las diferencias entre estabilidad de ángulo y estabilidad de voltaje. Interrelaciones
• Captar la misión de los esquemas de separación de áreas y de las interconexiones
• Entender los fundamentos de control de voltaje y frecuencia

D.- Metodología 

• Clases presenciales
• Evaluación continua
• Simulaciones digitales
• Discusión de casos

E.- PROGRAMA.

Día 1. Conceptos Básicos

• Conceptos básicos de energía, potencia, torque velocidad, voltaje, corriente, generación, carga, circuitos magnéticos, Ley de Faraday/Lenz, saturación del hierro.
• Flujos de potencia activa y reactiva. Principio de desacople. Importancia en la operación en tiempo real.
• Limites estacionarios del generador sincrónico. Angulo de torque.  Tipos de plantas de generación y sus limitantes operacionales.  Estator, rotor, anillos de retención. Medidas preventivas. Falacias acerca del factor de potencia de la maquina.

Día 2. El entorno del despachador de carga en un centro de control moderno

• Centros de control de transmisión (energymanagementsystem-  EMS)
• Aplicaciones fundamentales y sus objetivos en la prevención de colapsos.
• Scada. AGC. Estimación de estados. Verificación de límites operacionales. Acciones correctivas. Acciones preventivas. Syncrofasores
• Visión de la operación económica. Objetivos
• Misión del análisis de contingencias y su importancia en la formación de despachadores. El propósito del Flujo de carga del despachador. El análisis de cortocircuito para prevenir daño de los interruptores. El problema de estabilidad ante grandes perturbaciones. Riesgos de pérdida de sincronismo. Las perturbaciones de pequeña señal (variaciones de carga). Nociones de oscilaciones de potencia.
• El futuro análisis de inestabilidad de voltaje. Orígenes y precauciones.
• Aplicaciones  vitales de flujo de carga. Barras de voltaje controlado. Barra de regulación de frecuencia. Análisis practico de contingencias. Limitantes de las maquinas térmicas en el control de voltaje. Fundamentos de redespacho para aliviar emergencias. Economía versus seguridad del sistema. Extrema emergencia. Bote de carga manual o automático. La importancia de la consola de entrenamiento de despachadores (DTS)
• La falacia de la eterna operación automatizada. La confiabilidad humana
• Simulaciones digitales. Discusión

Día 3. La importancia del análisis de cortocircuito en la operación de un sistema

• Las corrientes de cortocircuito en el generador sincrónico
• Modelación en componentes simétricas de máquinas, líneas, transformadores y cargas. Conexiones delta estrella. Grupos vectoriales.
• Modelación versus oscilógrafo. La dinámica de la carga
• Daño térmico versus coordinación de protecciones
• El origen de los altos niveles de cortocircuito y sus riesgos inevitables.
• La importancia de la resistividad del suelo y de las zonas de protección
• Fallas transversales versus fallas longitudinales. Despeje monopolar y sus limitantes
• Daño térmico versus desequilibrios de potencia activa. El germen de la aceleración rotórica.
• Simulaciones digitales. Discusión

Día 4. La importancia del análisis de estabilidad de ángulo en la operación de un SP

• Las grandes perturbaciones y el riesgo de pérdida de sincronismo.
• La ecuación de oscilación rotorica. Energía cinética versus interconexiones eléctricas.
• Factores de prevención ante el riesgo de pérdida de sincronismo.
• Entendimiento del criterio de areas iguales como herramienta vital para crear conciencia en los despachadores de carga. Cadenas de eventos versus tiempo critico de despeje.
• Centro eléctrico y la importancia de los sincrofasores. Ubicación de los esquemas de separación de áreas. Nociones de estabilidad de frecuencia.
• Impacto de las variaciones de la carga en la estabilidad de ángulo. Oscilaciones de potencia. Torques amortiguantes versus torques sincronizantes. Razón de ser de los PSS.
• Simulaciones digitales. Discusión

Día 5. La importancia del control de voltaje y frecuencia en la operación de un SP

• Nociones de inestabilidad de voltaje.  La curva de la nariz. Excursiones del voltaje
• Carencia de soporte reactivo y el rol del despachador
• Estabilidad de voltaje versus estabilidad ángulo
• El peligro de las tomas variables bajo carga
• La importancia de la regulación de voltaje
• Regulación automática de voltaje y riesgo de inestabilidad de pequeña señal
• La genética de un SP desde el punto de vista del despachador de carga
• Fundamentos de control de frecuencia e intercambios. ACE.
• Rol de las reservas rodantes. Rol de las reservas de arranque rápido.
• Colapso parcial o total  de un sistema. Criterios de separación de áreas.  Control de frecuencia y voltaje en modo isla. Necesidad de unidades de blackstart. Magnitud de los servicios auxiliares de una planta. Relés de sincronización. Estabilidad de frecuencia
• Simulaciones digitales. Discusión

Requisitos:

• Internet
• Un laptop por cada par de participantes para realizar simulaciones
• Software sugerido: Matlab  y Powerworld
• Conocimientos básicos de energía eléctrica a nivel de técnico superior

Instructor: 

• Venezolano, Ingeniero eléctrico graduado en la Universidad de Carabobo
• Ph.D., University of Manchester, United Kingdom, 1977
• Profesor tiempo completo en la Universidad Simón Bolivar (USB), Venezuela, desde 1986.
• Miembro de IEEE, desde 1986.Director de  IEEE Venezuela  1998 - 2012.
• Presidente IEEE Andescon 1999 y  2006 IEEE PES T&D para Latinoamérica
• Ingeniero y Consultor en Operación y sistemas eléctricos de potencia en Venezuela, desde1978.
• Conocimientos técnicos:

    *Planificación y Operación de Sistemas de Energía Eléctrica Análisis de Sistemas Eléctricos en General Sistemas de Potencia Lineales y No-Lineales en Régimen Permanente y Transitorio.

    * Cálculos de Flujo de Carga, Análisis de Sensibilidad, Cortocircuitos, Estabilidad de Angulo.

    * Estabilidad de Voltaje Estimación de Estados. Centros de Control Maquinas Eléctricas y sus Lazos de Control de velocidad y Voltaje Despacho Económico en Sistemas Hidro-Térmicos. Valor del Agua. Investigación de Operaciones Aplicada. Lineal, No- Lineal, Entera, Mixta Mercados Eléctricos Auditados y no Auditados.

   *Congestión en Transmisión. Poder de Mercado. Equilibrio de Nash – Cournot. Fundamentos de Microeconomía. Bote de Carga Mínimo ante Situaciones de Racionamiento Probabilidad y Estadística Aplicada.

   * Procesos Aleatorios. Confiabilidad / Disponibilidad de Sistemas en Generación, Transmisión y Distribución de Energía Eléctrica.

   *Procesos de Markov. Sistemas Reparables y No-Reparables. Simulaciones de Monte Carlo. RCM - Mantenimiento Preventivo Centrado en Confiabilidad.

  * Gerencia de Sistemas Eléctricos

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•         Más de 70 publicaciones técnicas digitales e impresas
•     Profesor visitante, U.T.P., Panama, 2008
•     Miembro de  USB R&D Foundation (Funindes-USB),desde 1986 Ambassador PTS-USA (2016)

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