Oscar Danilo Montoya Giraldo - Compensación de potencia reactiva en sistemas de distribución

Puesto que todas las definiciones se realizaron en el marco de referencia ABC, las corrientes de secuencia cero son directamente incluidas en la definición de potencia. Sin embargo, el esquema de compensación basado en el modelo vectorial puede generar nuevas corrientes de secuencia cero en caso de que las tensiones tengan también secuencia cero. Considérese el caso en que se tengan tensiones balanceadas y corrientes desbalanceadas:

donde, = (1 1 1) Te i o es la corriente de secuencia cero. El producto abci o es cero, puesto que el vector de tensiones es balanceado.

Esto significa que la componente de secuencia cero no contribuye a la potencia activa, sin embargo, el término i o si está presente en la potencia reactiva, por lo que al compensar q se está compensando automáticamente la componente de secuencia cero de la corriente.

Esta es una de las grandes ventajas de la Teoría ABC respecto a la Teoría PQ clásica.

Considérese el mismo sistema de potencia mostrado en la figura 2.6solo que ahora se considerarán las corrientes desbalanceadas como se muestran en la figura 2.10.

Figura 2.10:Forma de onda de las corrientes del generador

Realizando FFT ( Fast Fourier Transform ) a las corrientes del sistema son como se muestran en (2.38).

Ahora con las tensiones y las corrientes del sistema conocidas, se coloca un compensador paralelo a la carga, las corrientes que inyecta el compensador son calculadas con base en (2.30). La figura 2.11muestra las corrientes inyectas por el compensador.

Figura 2.11:Forma de onda de las corrientes inyectadas por el compensador

En la figura 2.12se muestran las formas de onda de las corrientes del generador con el compensador en el sistema, se puede observar en la figura que las corrientes del generador ahora ya no contienen armónicos.

Figura 2.12:Forma de onda de las corrientes del generador con el compensador

Existen otras teorías de potencia reactiva además de las PQ y ABC independiente del marco de referencia. Una de las más interesantes es la teoría CPC ( Currents’ Physical Components ) propuesta por Czarnecki en (Czarnecki, 1988). Esta teoría permite diferenciar tres fenómenos supuestamente independientes. Éstos son la transmisión de energía en régimen permanente, la diferencia de fase entre la tensión y la corriente, y finalmente, la simetría producida por el desbalance en la carga. Esta teoría es conceptualmente mucho más completa que las teorías PQ y ABC. Sin embargo, es poco práctica a la hora de implementar un control para compensar los fenómenos antes mencionados.

Sea hla potencia compleja para cada componente armónico h :

donde, P es la potencia activa, Q es la potencia reactiva, ky kson las tensiones y corrientes de forma compleja en valores eficaces en cada fase k , respectivamente. Además, recordando que h = 1 es la componente fundamental. La conductancia G h y la susceptancia B h equivalentes para cada componente armónico son definidas como se presentan en (2.40).

donde,

La formulación de corriente activa instantánea y la corriente reactiva instantánea se pueden definir como 1 :

donde, ω o = 2 πf e Imag {} calcula la componente imaginaria del argumento. La componente de desbalance de corriente para cada armónico se puede definir como:

donde, la corriente total i se define como:

La corriente de dispersión se puede definir como:

Como se puede observar en (2.46), la corriente dispersa es igual a cero para h = 1, esto es debido a que estas componentes actuales son mutuamente ortogonales. Czarnecki describe en (Czarnecki, 1988), que la componente de corriente dispersa i d aparece en la corriente de carga, si la conductancia equivalente de la carga G h cambia con el orden armónico, es decir, si están dispersas alrededor del valor G 1. El valor eficaz de i q , i u y i s viene dado por:

Se puede hallar una potencia para cada componente de corriente calculada, como se muestra en (2.48).