Flujo de potencia en sistemas HVDC mediante el método de Inclusión Holomórfica

Abstract

Los sistemas HVDC se han popularizado en las últimas décadas debido a las ventajas que presentan, en comparación con los sistemas en corriente alterna, siendo una de las principales, es la transmisión en grandes distancias con menos perdidas. Para tales estudios de flujo de potencia en HVDC, los métodos usados son iterativos y la mayoría se basan en el método de Newton-Raphson. En el presente trabajo se propone el método no iterativo de Inclusión Homórfica para realizar el flujo de potencia en sistemas HVDC. Primero se desarrolló el modelo del sistema HVDC de dos estaciones convertidoras, luego se presenta el procedimiento para el flujo de potencia con el método de Inclusión Homórfica, desarrollando las ecuaciones necesarias. El método utiliza la expansión en series de potencia de la tensión, al modelar la tensión como una función de la variable compleja s, y métodos de continuación analítica para obtener el valor numérico de la tensión, mediante la aproximación de Padé. El análisis se realiza calculando las tensiones en las estaciones convertidoras y se valida con un sistema de prueba. Los resultados se compararon con los obtenidos mediante los métodos iterativos de Gauss-Seidel y de Newton-Raphson. Para tal efecto, se programaron subrutinas en Matlab, que permiten calcular los coeficientes de la serie de potencias y la aproximación de Padé. Los resultados muestran que además de ser aplicable, el método de Inclusión Homórfica requiere menos cálculos, para comprobar la tolerancia especificada, que los requeridos con los métodos numéricos mencionados. Esto se debe a que el método de inclusión Homórfica, por ser recursivo, no requiere repetir los cálculos al aumentar uno o más coeficientes en la serie, solo se debe calcular el nuevo coeficiente a partir de los ya obtenidos y así sucesivamente. En el caso tratado aquí, una aproximación de Padé de orden dos es suficiente para alcanzar seis decimales de exactitud.