Artículo Académico / Academic Paper
Recibido: 09-11-2024, Aprobado tras revisión: 09-01-2025
Forma sugerida de citación: Yugla, H. (2025). “Sintonización de los Parámetros de un D-Statcom para la Estabilidad de Voltaje
con Presencia de Generación Distribuida”. Revista Técnica “energía”. No. 21, Issue II, Pp. 20-27
ISSN On-line: 2602-8492 - ISSN Impreso: 1390-5074
Doi: https://doi.org/10.37116/revistaenergia.v21.n2.2025.682
© 2025 Autores Esta publicación está bajo una licencia internacional Creative Commons Reconocimiento –
No Comercial 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/)
Tuning of the Parameters of a D-Statcom for Voltage Stability with
presence of Distributed Generation
Sintonización de los Parámetros de un D-Statcom para la Estabilidad de
Voltaje con Presencia de Generación Distribuida
H.V. Yugla1
0009-0005-1538-0266
1Universidad Técnica de Cotopaxi, Latacunga, Ecuador
E-mail: holguer.yugla4437@utc.edu.ec
Abstract
This research proposes the tuning of a controller for a
D-STATCOM distribution static synchronous
compensator in order to improve the steady-state and
dynamic state voltage profiles for a distribution
network with the presence of distributed generation. In
this study, a methodology is developed using the Power
Factory-DigSILENT (DSL) simulation software and
programming in the Python 3.6 environment, for the
study, the IEEE 13-node test network is selected, which
is an unbalanced distribution network and for the
optimization process required in the methodology, the
mean variance mapping heuristic optimization
algorithm (MVMO) is used, in the case of the location
of the FACT device in the test network, the bus with the
highest load concentration is selected, the optimal
location of the device according to any criterion is not
addressed. This work focuses on the importance of
using optimization techniques in the tuning of the
parameters contained in a D-STATCOM controller,
which allows to efficiently determine operating
scenarios with voltage regulation that comply with the
operating limits established by national regulations,
making appropriate use of reactive power
compensation in the operation of an electrical network.
Index terms— Voltage profile, DSTATCOM,
Dynamic loads, Distributed generation, PowerFactory
(DSL), Automatic control.
Resumen
La presente investigación propone la sintonización de un
controlador para un compensador síncrono estático de
distribución D-STATCOM con el fin de mejorar los
perfiles de voltaje en estado estacionario y estado
dinámico para una red eléctrica de distribución con
presencia de generación distribuida. En este estudio se
desarrolla una metodología empleando de manera
conjunta el software de simulación Power Factory-
DigSILENT (DSL) y la programación en el entorno de
Python 3.6, para el estudio, se selecciona la red de prueba
IEEE de 13 nodos, que es una red de distribución
desbalanceada y para el proceso de optimización
requerido en la metodología , se utiliza el algoritmo de
optimización heurística de mapeo de varianza media
(MVMO), en el caso de la ubicación del dispositivo
FACT en la red de prueba, se selecciona la barra con
mayor concentración de carga, no se aborda la ubicación
optima del dispositivo de acuerdo algún criterio
especifico. Este trabajo se enfoca en la importancia del
uso de técnicas de optimización en la sintonización de
los parámetros que contiene el controlador de un D-
STATCOM, lo que permite determinar de manera
eficiente escenarios de operación con regulación de
voltaje que cumplen con los límites operativos
establecidos por la normativa nacional, haciendo un uso
adecuado de la compensación de potencia reactiva en la
operación de una red eléctrica.
Palabras clave— Perfil de voltaje, DSTATCOM,
Cargas dinámicas, Generación distribuida,
PowerFactory (DSL), Control automático.
20
Edición No. 21, Issue II, Enero 2025
1. INTRODUCCIÓN
El desarrollo de la tecnología ha generado cambios
sustanciales en las comunicaciones, aportando con
grandes beneficios, dando lugar a requerimientos a ser
atendidos en el mundo de las redes de distribución
energética para hacer frente a las grandes variaciones que
sufren, así como al ingreso de las demandas de los
consumidores y de la generación distribuida [1]. Las
redes se encuentran independientes con sus formas de
construcción, por lo cual, su modificación total y parcial
es mucho más complicada en función del tiempo y el
costo de generación. En este caso, el uso de un
compensador estático es adecuado, el mismo que permite
proporcionar energía reactiva de acción rápida en redes
de transmisión eléctrica de alto voltaje. En ese sentido, el
compensador estático de distribución (D-STATCOM)
constituye un dispositivo importante para optimizar la
calidad de la energía en un sistema de distribución o
transmisión [2], [3].
Cuando existe la presencia de generación distribuida
en una red eléctrica, en este caso energías renovables
como centrales fotovoltaicas o eólicas, estas centrales
generan potencia activa, pero no pueden ser capaces de
suministrar potencia reactiva a la red en todo momento,
siendo un problema para mantener los niveles adecuados
de voltaje cuando se presente incrementos en la demanda
o en condiciones de falla. Mediante el dispositivo FACT,
en este caso el D-STATCOM, es posible proporcionar
potencia reactiva en tiempo real, ajustando el voltaje de
la red y manteniendo los niveles de voltaje dentro de la
banda permitida para operación de la red [4].
El tiempo de respuesta y la eficacia del D-STATCOM
para la regulación de voltaje en condiciones dinámicas de
la red de distribución con presencia de generación
distribuida, está definido por los parámetros ajustados en
el controlador del equipo, los cuales pueden ser
determinados con varias simulaciones para un evento en
análisis [5]. Los múltiples eventos de falla o incrementos
de carga que puede presentarse en la operación de
sistema de distribución, vuelven complejos la
determinación de los parámetros de los controladores del
equipo, siendo necesario el uso de técnicas avanzadas en
simulación.
Para el desarrollo de este estudio, se propone una
metodología para sintonizar los parámetros del D-
STATCOM para eventos de falla e incrementos de carga
súbita que podría experimentar la operación de una red
de distribución [6], [7], para el estudio se ha seleccionado
el modelo estándar IEEE de 13 nodos, mismo que
corresponde a un sistema desequilibrado, cuya
característica es contar con dos transformadores de
distribución trifásicos, un banco de condensadores de
conexión trifásica y uno monofásico. Con la ayuda del
Software Digsilent Power Factory y mediante los
diagramas de bloques, a través del lenguaje de
programación DSL se emplea un modelo genérico de
controlador para el FACT y se evalúa la eficacia del
controlador ante diferentes eventos.
La determinación de los parámetros más adecuados
para el controlador se puede modelar mediante una
función objetivo con restricciones, la misma que puede
ser resuelta con un método matemático de optimización,
debido a la complejidad de las ecuaciones que estarían
involucradas en el modelo, se hace necesario el uso de
técnicas heurísticas. De acuerdo a la literatura, para
resolver problemas matemáticos enfocados a ingeniería
eléctrica, se han usado distintos métodos como:
algoritmos genéticos, PSO, redes neuronales, sin
embargo, motivado por los resultados en aplicaciones
para sistemas de potencia, se selecciona el algoritmo de
optimización heurística de mapeo de varianza media
(MVMO), el mismo que ya ha sido desarrollado en
software libre como es el entorno de Python y puede ser
empleado para resolver problemas de optimización
complejos. En ese sentido, se propone el uso de la librería
MVMO.py para sintonizar el controlador del D-
STATCOM [8], [9], [10].
Por último, debido a los diferentes modos de control
que contiene el equipo como es: control de voltaje de
bucle cerrado, control de potencia reactiva, corrección de
factor potencia, entre otros, para el estudio se ha
seleccionado el modo de control de voltaje para el FACT,
[11], [12]. De modo que el equipo varía la inyección de
potencia reactiva a la red, con el objetivo de mantener el
voltaje en el punto de conexión dentro de la banda
permitida por la normativa [13], para condiciones de
contingencia y estado estacionario. El desarrollo del
presente artículo de investigación comprende en tres
partes: metodología, simulación y evaluación de
resultados y conclusiones.
2. METODOLOGIA
2.1 Modelo de red
La investigación realizada considera un diseño
cuantitativo con un enfoque descriptivo y alcance
explicativo a través de la simulación de un sistema
eléctrico de distribución. La metodología propuesta parte
con la selección del modelo de red para el análisis, en este
caso, corresponde a la red de prueba de 13 nodos de la
IEEE, una vez seleccionado el sistema eléctrico, se
procede a conectar un modelo genérico de D-STATCOM
en la barra 632. Cabe señalar que el sistema eléctrico de
13 nodos está conformado por 1 generador, 13 líneas de
transmisión y 7 cargas desbalanceado [14].
Adicionalmente, para simular la generación distribuida,
se incluye en la red un generador conectado en el nodo
671, tal como se ilustra en la Fig. 1.
21
Yugla H. / Sintonización de los Parámetros de un D-Statcom para la Estabilidad de Voltaje
Figura 1: Diseño de Dstatcom implementado en la red de 13
Nodos de la IEEE
El tipo de DSTATCOM empleado en la simulación,
corresponde a un equipo conformado por un inversor
(converter CC/CA) y una barra DC, este equipo está
conectado al bus del sistema de CA a través de un
transformador de acoplamiento. La estructura básica del
compensador síncrono estático se puede clasificar en dos
tipos dependiendo del inversor, las del tipo de fuente de
voltaje y fuente de corriente. En general, es más utilizada
la fuente de voltaje, como se presenta en la Fig. 2.
Figura 2: Esquema general del Dstatcom
Para implementar el modelo dinámico del
DSTATCOM en el software de simulación, se emplea un
modelo genérico proveniente de las bases de Power
Factory de Digsilent. El control del inversor es
configurado con el nombre “STATCOM-Controller”.
Para la asociación del inversor, elementos de medición y
el control se tiene un “Frame” que permite agrupar estos
elementos con el fin de que el control actúe sobre el
inversor seleccionado, los voltajes medidos y la potencia
nominal actúen como entradas del controlador. El Frame
asocia las corrientes de salida del controlador con el
inversor para que genere la corriente necesaria y un PLL,
se busca el sincronismo entre las tensiones de la barra y
la generada por el inversor. Este modelo consta de dos
reguladores de voltaje: el uno dedicado a controlar el
voltaje en DC a través del capacitor, y otro que tiene la
función de controlar el voltaje en el lado AC.El control
de la corriente producida por el inversor para el control
del voltaje del lado DC y AC se realiza con controladores
proporcionales-integradores (bloques PI). Estos bloques
PI constan de un integrador que tienen un tiempo de
asentamiento determinado por los parámetros Tp y Tv, y
una ganancia Kp o Kv que reduce el error cuando se logra
el estado estacionario para el control de las barras DC y
AC respectivamente [15]. Con el controlador en
funcionamiento, sin establecer la sintonización adecuado
de los parámetros se presenta soluciones no aceptables
como se presenta en la Fig.3.
Figura 3: Respuesta del controlador PI y respuesta dinámica sin
la Sintonización
2.2 Planteamiento del problema de
optimización
Una vez implementado el DSTATCOM en la red de
distribución, con sus controladores para simulación
dinámica, se presenta la necesidad de establecer un
método para determinar los parámetros Tp, Tv, Kp, Kv
Kd, Td, Kq, Tq que son parte de los controladores PI del
dispositivo FACT. Considerando que se requiere regular
voltaje en el punto de conexión, se plantea minimizar el
error entre el voltaje de referencia del nodo de conexión
y el voltaje de salida del D-STATCOM tanto para la
componente DC como AC. En ese sentido, al considerar
que el error va a estar presente por un periodo de tiempo,
es necesario incluir en la formulación matemática la
integral para un delta de tiempo, de esta manera el
problema puede formularse, como se indica en (1).
𝑶𝑭 = ∫[𝝎𝑫𝑪.(𝑽𝑫𝑪𝒓𝒆𝒇 −𝑽𝑫𝑪)𝟐
𝑻
𝟎+𝝎𝑨𝑪.(𝑽𝑨𝑪𝒓𝒆𝒇 −𝑽𝑨𝑪)𝟐]𝒅𝒕
(1)
Sujeto a las restricciones:
𝑿𝒎𝒊𝒏 ≤ 𝑿 ≤ 𝑿𝒎𝒂𝒙
(2)
Donde VAC y VACref corresponden a la señal eléctrica
de salida y de referencia, ωDC representa el factor de
peso, T es el período de simulación, y X constituye el
vector D-dimensional que contiene los valores de
parámetros dinámicos sujeto a límites máximos y
22
Edición No. 21, Issue II, Enero 2025
mínimos que pueden alcanzar en la simulación, el vector
X , una vez culminado el proceso iterativo, proporciona
la solución candidata. La función objetivo se define para
la optimización que persigue una búsqueda multicriterio
para encontrar la mejor X, la solución del problema
implica reducir el error entre las señales de salida y las
señales de referencia, cabe señalar que las restricciones
no abarcan los limites operativos de voltaje todos los
nodos y flujos en líneas de distribución, la solución se
enfoca en cumplir un voltaje de referencia que está dentro
de la banda permitida de operación para el punto de
conexión [10], [16] .
Para encontrar la solución al problema de
optimización, se propone el uso del método heurístico de
mapeo media varianza MVMO, el mismo que esta
desarrollado en software libre Python, en el cual, se debe
ingresar la función objetivo y las restricciones lineales
para el problema. Se define inicialmente los parámetros
del optimizador y la ilustra inicial se genera de manera
aleatoria, se ingresan los límites de restricciones lineales
para ingresar por completo el problema. Debido a que es
necesario ejecutar varias simulaciones RMS en Power
Factory para extraer los valores de voltajes y
posteriormente ingresar en el optimizador, es necesario
desarrollar un script general en Python, que ejecute de
manera automática este proceso, en ese sentido, se crea
el script optimal_parameters_statcom.py, en donde se
hace el procesamiento de los datos y la ejecución del
optimizador de manera conjunta
El algoritmo del MVMO es parametrizado con una
población inicial y un número definido de iteraciones, de
manera que, al correr el optimizador, cuando se cumple
el número de iteraciones seteado, el algoritmo se detiene
y proporciona como solución óptima a los valores con el
mayor fitness de Tp, Tv, Kp, Kv Kd, Td, Kq, Tq que
minimizan el error entre las señales de voltaje
comparadas.
2.3 Casos de simulación
Continuando con la metodología, para completar el
proceso de la sintonización de los parámetros dinámicos
del controlador del D-STATCOM, es necesario proponer
dos tipos de eventos que pueden presentarse en una red
de distribución, como es el caso de una falla en la red y
un incremento de carga. Con la simulación de los eventos
propuestos se obtienen los parámetros que mejor se
ajustan a los eventos en mención,
En el caso de incremento de carga, se propone un
escenario donde se tiene 3 incrementos de carga para el
nodo No. 671, con incrementos del 100 % en potencia
activa y reactiva en cada paso, para un tiempo de 4
segundos en cada periodo, con un total de 12 segundos
para la simulación completa, con el objetivo de
evidenciar como el dispositivo FACT mantiene el voltaje
en el nodo de incidencia evitando caídas severas de
voltaje que podría provocar inestabilidad de voltaje por
falta de reactivos en la red.
Para el caso de contingencia en la red, se crea una falla
trifásica en la mitad de la línea LOHL671-680 conectado
entre los nodos No. 680 y No.671 la misma que es
despejada en 200 ms (milisegundos), con el fin de
evidenciar la rapidez de recuperación de voltaje que
experimenta el nodo de incidencia con la actuación del
dispositivo FACT.
Para resumir los procesos y subprocesos involucrados
en la metodología propuesta en este articulo científico, se
ha elaborado un diagrama de flujo que ilustra de manera
concisa lo pasos a seguir para sintonizar los parámetros
de un D-STATCOM cuando se requiera para un estudio
eléctrico en una red de distribución. El diagrama de flujo
en mención se describe en la Fig. 3.
Inicio
Diseño de la red en Power Factory
Contingencias y el Controlador del
STATCOM
Ejecución del flujo de carga
Ejecución de la simulación dinámica
ini = app.GetFromStudyCase('ComIn ')
sim = app.GetFromStudyCase('ComSim')
Extracción de resultados dinámicos
Evaluación de función objetiva
(function_objective)
Criterio de
finalización
satisfecho
Pare
NO
SI
Parametrización del optimizador MVMO y restricciones lineales
(iterations=300, num_mutation=1, population_size=3)
Restricciones lineales (bds)
min=<Kp,Tp,Kv,Tv,Kd,Td,Kq,Tq<=vmax
Optimal_parameter_statcom.py
Ejecución del optimizador e inicialización de valores de
variables de los controladores PI en PHYTON
Extracción de valores
actualizados de las
variables de los
controladores PI
Extracción del mejor puntuado de:
Kp,Tp,Kv,Tv,Kd,Td,Kq,Tq
Seteo de los parámetros del PI: de
corriente y voltaje en los controladores
del STATCOM
Figura 4: Metodología para Sintonización D-STATCOM
3. SIMULACIÓN Y RESULTADOS
En el presente proyecto se abordaron dos escenarios
que pueden presentarse en redes de distribución,
considerando que dichos eventos generan perturbaciones
en los niveles de voltaje de la red de prueba de 13 nodos
IEEE. Se procede a simular y tabular los resultados
obtenidos de los dos casos propuestos para la estabilidad
de voltaje con presencia de generación distribuida,
adicional a los casos propuestos, se simulo escenarios de
operación sin considerar el dispositivo FACT.
23
Yugla H. / Sintonización de los Parámetros de un D-Statcom para la Estabilidad de Voltaje
Caso 1: Incremento de carga en la red de
distribución.
En el primer caso se evalúa el rendimiento del D-
STATCOM con los parámetros sintonizados,
considerando 3 incrementos de carga en el nodo 671 de
la red de distribución IEEE 13 nodos. Se ejecuta la
simulación RMS en Power Factory Digsilent para un
periodo de 20 seg, y se verifica el comportamiento
dinámico del voltaje bajo el aumento de carga cada 4
segundos, como se ilustra en la Fig. 5. Se hace una
comparación del comportamiento del voltaje sin y con D-
STATCOM para evidenciar la respuesta dinámica del
dispositivo sintonizado, enfocando el análisis en el nodo
de incidencia No. 632
Figura 5: Comportamiento dinámico e inyección de reactivos con
evento de incremento de carga en cascada, con y sin DSTATCOM,
Nodo de incidencia 632
Una vez obtenidos los resultados, se realizó una
comparación entre los valores de voltaje máximo y
mínimo alcanzados en el nodo de incidencia No. 632,
considerando los escenarios con y sin la acción del
dispositivo FACTS (D-STATCOM). Los voltajes fueron
analizados en los mismos instantes de tiempo, lo que
permitió evaluar el impacto del compensador en la
estabilidad del sistema. Los resultados obtenidos se
presentan en las siguientes tablas.
Tabla 1: Voltajes máximos y mínimos para los tres escenarios sin
considerar el aporte del D-STATCOM
Escenario
1
2
3
Vmin[p.u.]
0,987
0,890
0,787
Vmax[p.u.]
0,950
0,854
0,784
P[kW]
2154,960
2987,171
3538,471
Q[kWar]
1847,111
2844,930
3538,471
t min [s]
4,060
8,020
12,210
t max [s]
5,150
9,140
12,530
Tabla 2: Voltajes máximos y mínimos para los tres escenarios
considerando el aporte del D-STATCOM
Escenario
1
2
3
Vmin[p.u.]
1,029
1,004
0,964
Vmax[p.u.]
1,036
1,019
0,992
P[kW]
2154,960
2987,170
3538,470
Q[kWar]
1847,111
2844,934
3538,470
t min [s]
4,060
8,020
12,210
t max [s]
5,150
9,140
12,530
Se evidencia que el nodo de incidencia con el aporte del
D-STATCOM tiene voltajes mínimos y máximos que
están dentro de la banda de 0.95 -1.05 pu, con tres
oscilaciones amortiguadas estables, de esta manera se
garantiza la calidad de voltaje para los incrementos de
carga propuestos. Sin la presencia del dispositivo FACT,
se aprecia una degradación total del voltaje llegando a un
valor de 0.787 pu, el cual no es un valor correcto para la
operación normal de la red.
Debido a que el aporte de reactivos por parte del D-
STATCOM no solo afecta al nodo de conexión, sino
también al resto de nodos de la red, se extrae de la
simulación el comportamiento dinámico de todos los
nodos del sistema de distribución, que se ilustra en la Fig.
6.
Figura 3: Perfil de voltajes en todos los nodos de 13 Barras
El perfil mostrado en la Figura 6 evidencia que la
operación del D-STATCOM garantiza niveles de voltaje
superiores a 0.9 p.u. en estado dinámico, incluso bajo
condiciones de incremento de carga. La inyección de
potencia reactiva por parte del dispositivo permite
mejorar significativamente la calidad del servicio en
comparación con el escenario en el que no se dispone de
un dispositivo FACTS en la red. En este contexto, se
observa que el D-STATCOM, correctamente sintonizado
y en operación, proporciona una respuesta inmediata y
efectiva para mitigar la insuficiencia de potencia reactiva
causada por los aumentos en la demanda.
24
Edición No. 21, Issue II, Enero 2025
Una vez culminado la simulación dinámica donde se
aprecia la adecuada sintonización de los parámetros del
D-STATCOM, se procede analizar el perfil de voltaje en
estado estacionario de la red de prueba. En este caso, se
selecciona un incremento de carga del 100 % para
verificar si los voltajes cumplen con la normativa de
calidad, donde se extrae como limites operativos 1.05 -
0.95 pu, se hace una comparación con el caso sin
dispositivo FACT, de esta manera, los voltajes por cada
fase para todos los nodos de la red se presentan en la Fig.
7.
Figura 7: Grafica de la respuesta del perfil de voltaje SS y CS en
nodos de 13 barras de la IEEE, fase A, B, C, caso 1
Caso 2: Falla Trifásica en una línea de
distribución.
En este escenario se produce una falla trifásica en la
mitad de la línea LOHL671-680 de la red de 13 nodos de
la IEEE, con un tiempo de despeje de 200 ms después de
haber ocurrido la falla. En el periodo que dura la falla sin
la participación del D-STATCOM, se aprecia que el
hueco de voltaje llega hasta un valor de 0,273 pu,
mientras que con el aporte del dispositivo FACT se
alcanza un valor 0,304 pu. Una vez que la falla es
despejada con la apertura de la línea, el voltaje tarda
aproximadamente unos 3 seg en recuperar al valor
nominal en el nodo 632 sin el aporte del D-STATCOM,
mientras que con la operación del FACT, la recuperación
de voltaje se presenta en unos 300 ms, siendo una
respuesta inmediata en la regulación de voltaje. Para que
el nodo de conexión experimente una recuperación
inmediata de voltaje, el D-STATCOM proporciona 1,00
MVar por fase aproximadamente. El comportamiento
dinámico del voltaje se ilustra en la Fig. 8.
Figura 8: Comportamiento Dinámico del voltaje e inyección de
Reactivos con evento de cortocircuito, con y sin DSTACOM, Nodo
de incidencia 632
Debido a que el comportamiento dinámico del voltaje
tiene pequeñas oscilaciones con la sintonización de
parámetros, se registran los valores máximos y mínimos
de la señal de voltaje. Simultáneamente, se capturan los
valores de voltaje sin la presencia del D-STATCOM para
realizar una comparación directa. Bajo estas condiciones,
se obtiene los resultados que se presenta en la Tabla 3.
Tabla 3: Voltajes máximos y mínimos del voltaje en simulación
RMS con y sin presencia del D-STATCOM
SIN
STATCOM
CON
STATCOM
Vmin[p.u.]
0,273
0,304
Vmax[p.u.]
0,958
1,050
Q:A[kWar]
-
1117,272
Q:B[kWar]
-
1109,877
Q:C[kWar]
-
1040,100
t min [s]
4,300
4,300
t max [s]
4,442
4,442
Además, refleja la respuesta inmediata del D-
STATCOM en la recuperación de voltaje una vez
despejada la falla, a los 140 ms se alcanza un valor de
1,050 pu, mientras que en condiciones sin FACT, se
evidencia un valor de 0,958 pu, que es un valor aceptable
para operación normal, pero es significativamente
inferior al valor nominal de la barra que es de 1,050 pu
en condiciones normales [13]. De igual manera al caso
anterior analizado, el aporte de reactivo por el dispositivo
FACT tiene influencia en el resto de los nodos de la red
de distribución, por lo cual, se extrae el comportamiento
dinámico en todos los nodos, lo cual se ilustra en la Fig.
9.
25
Yugla H. / Sintonización de los Parámetros de un D-Statcom para la Estabilidad de Voltaje
Figura 9: Comportamiento Dinámico del voltaje de todos los
nodos de la red de prueba
Considerando que en la red de distribución después
del despeje de la falla se presenta un escenario de
operación estable, se compara el perfil de voltaje por cada
fase en estado estacionario con el caso sin considerar el
D-STATCOM, se obteniendo el resultado se presenta en
la Fig. 10.
Figura 10: Grafica de la respuesta del perfil de voltaje SS y CS en
nodos de 13 barras de la IEEE, fase A, B, C, caso 2
Finalmente se verifica en estado estacionario que los
perfiles de voltaje considerando el dispositivo FACT,
cumplen con los limites operativos de 0,95 – 1,05 pu,
establecidos en la normativa para condiciones de
operación normal [13]. Se evidencia que el aporte de
reactivos del D-STATCOM mejora significativamente
los voltajes de la red posterior a la falla.
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Mediante la metodología propuesta en este artículo
científico, se ha encontrado soluciones factibles para
sintonizar un D-STATCOM empleando el algoritmo de
optimización heurística MVMO, es decir, que el uso de
la programación en Python y sumado al software de
simulación Power Factory de Digsilent, se logra ajustar
de manera eficiente los parámetros dinámicos de los
controladores PI para dispositivos FACTS.
La sintonización del D-STATCOM para condiciones
de falla en la red de prueba, fue realizado para una
contingencia específica, representativa de las fallas con
mayor probabilidad de ocurrencia en un sistema real, Sin
embargo, para escenarios en los que se deben evaluar
múltiples fallas a las que el dispositivo FACTS debe
responder, sería necesario redefinir y ampliar la función
objetivo. Esto permitiría incorporar todos los escenarios
posibles, asegurando una respuesta óptima del
dispositivo ante diversas condiciones de operación.
Mediante el ajuste de un voltaje de referencia para los
componentes AC y DC en el controlador del D-
STATCOM, es posible garantizar que el voltaje en el
punto de conexión se mantenga dentro de los límites
establecidos por la normativa para condiciones de
operación normal [13]. En este contexto, el dispositivo
FACTS debe suministrar la potencia reactiva necesaria
hasta que el nodo de conexión alcance el voltaje de
referencia. Este comportamiento está condicionado a que
no se excedan los límites máximos de inyección de
potencia para los cuales el dispositivo FACTS fue
diseñado.
Como trabajos futuros se recomienda complementar el
modelo de la función objetivo considerando los límites
operacionales de voltaje en barras, flujos en líneas de
distribución y transformadores. Es de suma importancia,
para otros trabajos, generalizar el modelo de la función
objetivo, para poder calibrar los parámetros para con
eventos de falla o incrementos de demanda.
Una línea de investigación futura podría centrarse en un
análisis más amplio que considere no solo la
sintonización óptima del D-STATCOM, como se abordó
en este artículo, sino también su ubicación y
dimensionamiento óptimos dentro de la red. Este enfoque
integral permitiría maximizar la eficiencia operativa del
dispositivo FACTS y su impacto en la estabilidad y
calidad del sistema eléctrico.
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Holguer Vinicio Yugla. – Recibió
el título de Ingeniero en
Electromecánica de la Universidad
de las Fuerzas Armadas ESPE en
2015, Actualmente se encuentra
cursando sus estudios de Maestría
en la Universidad Técnica de
Cotopaxi en Electricidad mención
Sistemas Eléctricos de Potencia, y Prestador de servicios
Profesionales. Sus campos de investigación están
relacionados con la automatización, sistemas eléctricos y
calidad de energía.
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