Introducción
El análisis de flujo de potencia (FP) se emplea comúnmente para analizar sistemas eléctricos de potencia mediante la estimación del voltaje y el ángulo de fase de los buses dentro del sistema. El cálculo del flujo de potencia está diseñado para aplicar repetidamente varios métodos numéricos para resolver ecuaciones no lineales de dichos sistemas; por lo tanto, los cálculos requieren un tiempo de ejecución computacional considerable. Además, debido al aumento general de la demanda de energía eléctrica, la introducción de nuevas fuentes de energía renovable y la expansión de los vehículos eléctricos (VE), los sistemas eléctricos modernos se encuentran en constante expansión y presentan una complejidad cada vez mayor. La adopción de redes inteligentes y dispositivos electrónicos avanzados genera la necesidad de mayor energía eléctrica de mayor calidad, y se prevé que la expansión de los VE conduzca a un mayor consumo de energía en el futuro cercano. Por lo tanto, recientemente ha aumentado la demanda de análisis de flujo de potencia más precisos. Además, dado que el análisis de flujo de potencia implica un gran volumen de análisis de contingencias para todas las condiciones probables de accidente en los sistemas eléctricos, los recursos computacionales y el tiempo requeridos para dichos análisis han aumentado drásticamente.[1]
Desarrollo
El flujo de potencia sigue un camino lógico a través de los principales componentes de un SEP.
GENERACIÓN. _ La potencia se inyecta al sistema en las barras de las centrales generadoras.
Se produce la potencia activa y se controla la magnitud de voltaje.
La potencia reactiva se genera o consume según las necesidades para mantener el voltaje deseado.[2]
TRASMICIÓN. _La potencia fluye a través de las líneas de transmisión y los transformadores, desde las áreas de transmisión hasta las áreas de consumo.
Este flujo esta determinado por las diferencias angulares entre los voltajes de las barras y las diferencias de magnitud de voltaje.[2]
DISTRIBUCIÓN Y CARGA. _La potencia se extrae del sistema en las barras de carga, donde se conectan los consumidores.
La carga consume potencia activa y potencia reactiva.[2]
Conclusión
Para analizar el comportamiento del SEP, se resuelve un sistema de ecuaciones no lineales utilizando los métodos numéricos (Gauss o Newton).
Estos métodos permiten conocer el estado operativo del sistema, verificar condiciones de sobrecarga, estudiar fallas, planificar expansiones y asegurar una operación confiable.[3]
[1] D.-H. Yoon y Y. Han, «Parallel Power Flow Computation Trends and Applications: A Review Focusing on GPU», Energies, vol. 13, n.o 9, p. 2147, ene. 2020, doi: 10.3390/en13092147.
[2] S. G. Alawneh, L. Zeng, y S. A. Arefifar, «A Review of High-Performance Computing Methods for Power Flow Analysis», Mathematics, vol. 11, n.o 11, p. 2461, ene. 2023, doi: 10.3390/math11112461.
[3] X. Su, C. He, T. Liu, y L. Wu, «Full Parallel Power Flow Solution: A GPU-CPU-Based Vectorization Parallelization and Sparse Techniques for Newton–Raphson Implementation», IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 11, n.o 3, pp. 1833-1844, may 2020, doi: 10.1109/TSG.2019.2943746.