Estimación de los parámetros del Modelo matemático del generador sincrónico (2015)
Este trabajo presenta la estimación de los principales parámetros del modelo dinámico del generador sincrónico, a través de la técnica de optimización basada en sensibilidad de trayectoria. Actualmente en la literatura han sido propuestas diversas técnicas para determinar los parámetros del modelo del generador, sin embargo algunas son muy invasivas y requieren montajes especiales y tener el generador fuera de línea, otras, como las que consideran el generador en operación continua, dependen de la ocurrencia de eventos que no necesariamente hacen identificables todos los parámetros del modelo. La técnica de sensibilidad de trayectorias fue seleccionada no solo porque permite una completa representación de las dinámicas lineales y no lineales del generador y su sistema de excitación, sino porque presenta gran eficiencia en la búsqueda de parámetros en problemas de ajuste de curvas mediante la minimización del error entre las variables medidas y las simuladas. El desarrollo del trabajo parte del modelamiento del generador sincrónico y de la solución de las ecuaciones diferenciales no lineales que componen el modelo de orden 5 que se encuentra comúnmente en la literatura. Posteriomente se incluye un modelo típico de regulador de tensión, el cual juega un importante papel en la dinámica eléctrica del generador. A continuación, se diseña una pequeña red eléctrica de prueba que simula el generador bajo prueba, líneas de transmisión, una carga y un equivalente dinámico del sistema. Se plantean las ecuaciones algebraico-diferenciales para la red de prueba, encontrándose su solución en el tiempo mediante una técnica de integración numérica. Finalmente la red de prueba es usada por la metodología de estimación para evaluar la función objetivo enfocada en minimizar el error entre la simulación y los registros de una prueba mediante la variación iterativa de los parámetros del modelo del generador. Por último, para evaluar la robustez del algoritmo de estimación se realizaron múltiples escenarios para los cuales se corrió la metodología, encontrándose excelentes resultados en cuanto a la precisión de la estimación de parámetros y la usabilidad de la implementada tanto en ambiente de prueba en planta como en operación normal, registrando la dinámica del generador ante eventos en la red de transmisión. No obstante se encontraron limitaciones en la convergencia del algoritmo de estimación relacionadas con la desviación inicial de los parámetros del modelo, lo cual limita su uso a desviaciones no mayores al 20%. Igualmente los ruidos propios de medición imponen dificultades adicionales para la obtención de buenos resultados, lo que hace necesario la utilización de instrumentos de medición con alta precisión. Como producto del presente trabajo se propone una herramienta que puede mejorar notablemente el desempeño de los modelos de los generadores sincrónicos que tienen incertidumbre en sus parámetros, usando registros provenientes de pruebas muy simples sobre el sistema de excitación, o eventos comunes en la red de transmisión.