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https://hdl.handle.net/20.500.12104/81687Registro completo de metadatos
| Campo DC | Valor | Lengua/Idioma |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | Del Puerto Flores, Dunstano | |
| dc.contributor.advisor | Alanís García, Alma Yolanda | |
| dc.contributor.advisor | Zúñiga Haro, Pável | |
| dc.contributor.author | Rodríguez Chávez, José Ángel | |
| dc.date.accessioned | 2020-08-15T19:06:02Z | - |
| dc.date.available | 2020-08-15T19:06:02Z | - |
| dc.date.issued | 2019-09-13 | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.12104/81687 | - |
| dc.identifier.uri | https://wdg.biblio.udg.mx | |
| dc.description.abstract | In this thesis, the dynamic phasor method is used for modelling the static VAR compensator (SVC) to perform the dynamic and the harmonic analysis of a power system. By using the SVC model, a proportional-integral controller is designed to regulate the voltage in a weak power system. In addition, reduction of the models order dimension is obtained, maintaining the dynamic behaviour of the SVC. The modelling in the so-called \extended frequency domain is developed by means of the dynamic phasor approach, which is dened by the fact that a time-variant quasiperiodic signal can be approximated by a Fourier series with time-variant coecients, since the time interval under consideration slides as a function of time. Therefore, this method allows the study of the dynamic behaviour of the harmonic components of a time variant signal. The SVC models equations, in terms of dynamic phasors that represent the dynamics of the fundamental currents, and voltages and of their harmonics, are linearized using the small-signal analysis, which allows to rewrite the dierential equations in the form of linear state-space. Therefore, the tool for LTI systems, root locus method, is used to design and tune of the PI control. The PI controls performance for the voltage regulation of a weak power system is reviewed. For this task, the MATLAB R /Simulink R software is used to carry out the simulation of a test system in the presence of dynamic changes in the operation, showing that the control is capable to maintain the power systems stability in a critical operation. In this work, a reduced model of the SVC that represents the dynamic behaviour of the reactor currents is proposed. For the model reduction, a suitable voltage regulation in the connection bus of the compensator is assumed, consequently, the variations or disturbances of voltage are small, keeping around the nominal voltage. The project is focused on the design of a PI control derived from the small-signal model of the SVC allowing the use of tools of LTI systems, thus a control that is obtained that is capable to maintain the stability of a power systems with a signicant line impedance. | |
| dc.description.tableofcontents | Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vi Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viii Lista de Figuras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiii Lista de Tablas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xv Lista de Acronimos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvii Captulo 1 Introduccion 1 1.1. Antecedentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2. Metodos para la Modelacion y Analisis Armonico de Dispositivos Electricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.3. Justicacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.4. Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.4.1. Objetivo general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.4.2. Objetivos particulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.5. Hipotesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.6. Metodologa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.7. Organizacion de la Tesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.8. Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Captulo 2 Enfoque de Fasores Dinamicos 15 2.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.2. Serie de Fourier y Transformada de Fourier . . . . . . . . . . . . . . 17 2.2.1. Serie de Fourier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.2.2. Transformada de Fourier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.3. Enfoque de Fasores Dinamicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.3.1. Cambio de la frecuencia fundamental en los fasores dinamicos 19 2.4. Introduccion al Modelado en Fasores Dinamicos . . . . . . . . . . . . 21 2.4.1. Modelado de los componentes electricos RLC utilizando fasores dinamicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.4.1.1. Resistencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.4.1.2. Inductor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.4.1.3. Capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.4.2. Modelado y simulacion de un circuito RL utilizando el enfoque de fasores dinamicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 xviii 2.4.3. Modelado y simulacion de un circuito RL con componentes armonicos y variacion de la frecuencia en la fuente de voltaje utilizando el enfoque de fasores dinamicos . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.4.4. Modelado y simulacion de un circuito resonante en serie utilizando el enfoque de fasores dinamicos . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.4.4.1. Circuito resonante en serie con una fuente de voltaje como carga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.4.4.2. Circuito resonante en serie con una carga capacitiva . 29 2.5. Resumen del Captulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.6. Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Captulo 3 Operacion Fundamental y Modelado del SVC usando Fasores Dinamicos 35 3.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.2. Analisis y Operacion Caracterstica del SVC . . . . . . . . . . . . . . 36 3.2.1. Operacion caracterstica del TCR . . . . . . . . . . . . . . . . 37 3.2.2. Operacion caracterstica del FC-TCR . . . . . . . . . . . . . 44 3.2.3. Operacion de la regulacion de voltaje con el SVC . . . . . . . 47 3.3. Modelado del Compensador Estatico de Reactivos Utilizando el Enfoque de Fasores Dinamicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 3.3.1. Modelado de la funcion de conmutacion . . . . . . . . . . . . 51 3.3.2. Modelo detallado en espacio de estados . . . . . . . . . . . . 54 3.4. Modelo Reducido del Compensador Estatico de Reactivos Utilizando Fasores Dinamicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 3.5. Validacion de los Modelos de un Compensador Estatico de Reactivos Obtenidos Utilizando Fasores Dinamicos . . . . . . . . . . . . . . . . 58 3.5.1. Modelo del compensador estatico de reactivos a la frecuencia fundamental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3.5.2. Modelo del compensador estatico de reactivos considerando componentes armonicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 3.6. Resumen del Captulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 3.7. Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Captulo 4 Dise~no del Regulador de Voltaje para el SVC 77 4.1. Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 4.1.1. Estrategias de control lineal para dispositivos FACTS . . . . . 78 4.1.2. Estrategias de control no lineales para dispositivos FACTS . . 81 4.2. Esquema de Control para la Regulacion de Voltaje . . . . . . . . . . 82 4.3. Metodo de la Ganancia para Sistemas con Impedancia Signicativa de Lnea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 xix 4.4. Obtencion de la Funcion de Transferencia Mediante el Modelo en Espacio de Estados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 4.4.1. Analisis de peque~na se~nal del SVC . . . . . . . . . . . . . . . 90 4.4.2. Funcion de transferencia del modelo detallado . . . . . . . . . 93 4.4.2.1. Funcion de transferencia tomando la funcion de conmutaci on como entrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 4.4.3. Funcion de transferencia del modelo reducido . . . . . . . . . 94 4.5. Desacoplamiento Inverso de Dinamicas . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 4.6. Metodo Graco del Lugar de las Races . . . . . . . . . . . . . . . . 99 4.6.1. Lugar de las races del modelo orden 2n . . . . . . . . . . . . 99 4.6.2. Dise~no del control a partir del lugar de las races del modelo 2n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 4.6.2.1. Dise~no del compensador en adelanto . . . . . . . . . 103 4.6.3. Lugar de las races del modelo orden n . . . . . . . . . . . . . 106 4.7. Validacion y Simulacion de la Regulacion de Voltaje Mediante un SVC en un SEP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 4.7.1. Regulador de voltaje dise~nado por el metodo de la Ganancia (RV-G) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 4.7.2. Regulador de voltaje dise~nado por el lugar geometrico de las races . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 4.8. Resumen del Captulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 4.9. Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 Captulo 5 Conclusiones 121 5.1. Conclusiones generales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 5.2. Aportaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 5.3. Trabajos futuros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 Apendice A Propiedades de los Fasores Dinamicos 125 A.1. Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 Apendice B Fasores Dinamicos Basados en la Fase 127 B.1. Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 Apendice C Operacion del SCR 129 C.1. Operacion caracterstica del SCR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 C.2. Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 Apendice D Phase-Locked Loop 133 D.1. PLL basado en SOGI-FLL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 D.1.1. Filtro adaptativo FLL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 D.2. Caso de estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 xx D.3. Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Apendice E Ubicacion del SVC en una Micro red 141 E.1. Metodologa y analisis modal, para el uso del metodo del Residuo, [5]. 142 E.2. Caso de estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 E.3. Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Apendice F Transformada de Laplace: Relacion de espacio de estados y la funcion de transferencia 151 F.1. Funcion de transferencia a partir del modelo en espacio de estados . 151 F.2. Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 Apendice G Diagrama de bloques en Simulink R 153 | |
| dc.format | application/PDF | |
| dc.language.iso | spa | |
| dc.publisher | Biblioteca Digital wdg.biblio | |
| dc.publisher | Universidad de Guadalajara | |
| dc.rights.uri | https://www.riudg.udg.mx/info/politicas.jsp | |
| dc.subject | Ingenieria Electrica | |
| dc.title | Modelado del SVC mediante fasores dinámicos para reducción del modelo y diseño de un control lineal | |
| dc.type | Tesis de Maestria | |
| dc.rights.holder | Universidad de Guadalajara | |
| dc.rights.holder | Rodríguez Chávez, José Ángel | |
| dc.coverage | GUADALAJARA, JALISCO | |
| dc.type.conacyt | masterThesis | - |
| dc.degree.name | MAESTRIA EN CIENCIAS EN INGENIERIA ELECTRICA | - |
| dc.degree.department | CUCEI | - |
| dc.degree.grantor | Universidad de Guadalajara | - |
| dc.degree.creator | MAESTRO EN CIENCIAS EN INGENIERIA ELECTRICA | - |
| Aparece en las colecciones: | CUCEI | |
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| Fichero | Tamaño | Formato | |
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