La ingeniería de sistemas de energía forma una vasta y mayor porción de ingeniería eléctrica estudios. Se ocupa principalmente de la producción de energía eléctrica y de su transmisión desde el extremo emisor al extremo receptor según las necesidades, incurriendo en una cantidad mínima de pérdidas. La potencia cambia a menudo debido a la variación de la carga o a las perturbaciones.
Por estas razones, el término estabilidad del sistema de energía es de suma importancia en este campo. Se utiliza para definir la capacidad del sistema para volver a funcionar en condiciones de estado estable en un tiempo mínimo posible después de haber sufrido cualquier transitoriedad o perturbación. Desde el siglo XX hasta los últimos tiempos, todas las principales centrales de generación de energía del mundo han confiado principalmente en el sistema de CA como la opción más eficaz y económica para la generación y transmisión de energía eléctrica.
En plantas de energía…varios… generadores síncronos están conectados al bus con la misma frecuencia y secuencia de fases que los generadores. Por lo tanto, para un funcionamiento estable, tenemos que sincronizar el bus con los generadores durante toda la duración de la generación y la transmisión. Por esta razón, el estabilidad del sistema de energía también se denomina estabilidad sincrónica y se define como la capacidad del sistema para volver al sincronismo después de haber sufrido alguna perturbación debido al encendido y apagado de la carga o debido a la transitoriedad de la línea. Para entender bien la estabilidad, hay que considerar otro factor, que es la límite de estabilidad del sistema. El límite de estabilidad define la potencia máxima permisible para fluir a través de una parte particular del sistema para la cual está sujeto a perturbaciones de la línea o flujo de potencia defectuoso. Habiendo entendido estos términos relacionados con la estabilidad del sistema de energía, veamos ahora los diferentes tipos de estabilidad.
La estabilidad del sistema de energía o la estabilidad sincrónica de un sistema de energía puede ser de varios tipos dependiendo de la naturaleza de la perturbación, y para que el análisis tenga éxito, puede clasificarse en los tres tipos siguientes, como se muestra a continuación:
- Estabilidad en estado estable.
- Estabilidad transitoria.
- Estabilidad dinámica.
Estabilidad en estado estable de un sistema de energía
La estabilidad en estado estable de un sistema de energía se define como la capacidad del sistema para volver a su configuración estable después de una pequeña perturbación en la red (como la fluctuación normal de la carga o la acción de la regulador de voltaje). Sólo puede ser considerado sólo durante un cambio de potencia muy gradual e infinitesimalmente pequeño.
En caso de que el flujo de energía a través del circuito exceda la potencia máxima permitida, entonces hay posibilidades de que una máquina particular o un grupo de máquinas dejen de funcionar en sincronismo, y se produzcan aún más perturbaciones. En tal situación, se dice que se ha alcanzado el límite de estabilidad del sistema, o en otras palabras, el límite de estabilidad de un sistema se refiere a la máxima cantidad de potencia que es permisible a través del sistema sin pérdida de su Estabilidad en estado estable.
Estabilidad transitoria de un sistema de energía
Estabilidad transitoria de un sistema de energía se refiere a la capacidad del sistema para alcanzar una condición estable después de una gran perturbación en la condición de la red. En todos los casos relacionados con grandes cambios en el sistema, como la aplicación o eliminación repentina de la carga, operaciones de conmutación, fallos en la línea o pérdidas debidas a la excitación, entra en juego la estabilidad transitoria del sistema. De hecho, se trata de la capacidad del sistema de retener el sincronismo después de una perturbación que se mantiene durante un período razonablemente largo. Y la máxima potencia que se permite que fluya a través de la red sin pérdida de estabilidad después de un período sostenido de perturbación se denomina estabilidad transitoria del sistema. Si se sobrepasa el valor máximo permitido para el flujo de energía, el sistema se volvería temporalmente inestable.
Estabilidad dinámica de un sistema de energía
La estabilidad dinámica de un sistema denota la estabilidad artificial que se da a un sistema inherentemente inestable por medios controlados automáticamente. Se trata de pequeñas perturbaciones que duran entre 10 y 30 segundos.
