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Contenido
1 Calidad de la forma de onda en sistemas de distribución 1
1.1 La potencia reactiva en sistemas de distribución 3
1.2 Armónicos en sistemas eléctricos y otros problemas relacionados con la calidad de la energía 3
1.3 Los sistemas de distribución 5
1.4 Redes de distribución inteligente 7
1.4.1 Microrredes 8
1.4.2 Elementos almacenadores de energía 9
2 Teorías de compensación de potencia 11
2.1 Definición de potencia reactiva 12
2.2 La potencia trifásica en condiciones de distorsión armónica 14
2.3 Compensación de potencia reactiva 15
2.4 La Teoría PQ 16
2.5 Formulación vectorial de la Teoría ABC 19
2.6 Teoría CPC 23
3 Filtros Pasivos 29
3.1 Bancos de condensadores 29
3.2 Diseño de filtros pasivos 30
3.2.1 Filtro pasa-banda 30
3.2.2 Filtro pasa-alta 34
3.2.3 Filtro tipo-C 35
3.3 Resonancias serie y paralelo 40
4 Convertidores electrónicos de potencia 43
4.1 Convertidores AC 43
4.2 Modulación de los convertidores de tensión 46
4.2.1 Modulación por ancho de pulso 47
4.2.2 Modulación por histéresis 49
4.2.3 Modulación usando control predictivo 51
4.3 Integración del control y la modulación 53
4.4 Modelo promediado 54
4.4.1 Topologías de convertidores para sistemas de cuatro hilos 54
4.5 Cálculo de las pérdidas en el convertidor 55
5 Introducción a la Optimización Matemática 59
5.1 Modelado matemático 60
5.2 Multiplicadores de Lagrange 64
5.3 Interpretación de los multiplicadores de Lagrange 65
5.4 Convexidad del espacio de soluciones 65
5.5 Problemas cuadráticos convexos 67
5.6 Método del gradiente descendente 68
5.7 Método de Newton para problemas de optimización 69
5.8 Métodos de puntos interiores 70
6 Compensación de Potencia Reactiva en ABC 73
6.1 Principios básicos de la teoría de compensación en el marco de referencia ABC 73
6.2 Efecto de la corriente en el conductor de neutro 75
6.3 Compensación de potencia reactiva con eliminación de la corriente de secuencia cero 78
6.4 Compensación con invarianza en la potencia instantánea y eliminación de la corriente de secuencia cero 79
6.5 Compensación para alcanzar potencia constante 82
6.6 Compensación para alcanzar factor de potencia unitario 87
6.7 Compensación de potencia reactiva con forma de onda puramente sinusoidal 90
6.8 Comparación entre diferentes objetivos de compensación 92
7 Potencia reactiva y generación eólica 97
7.1 Turbinas eólicas 98
7.2 Estrategia de control de velocidad 100
7.3 Compensación de potencia en generadores eólicos directamente conectados a la red 101
7.4 Compensación de potencia reactiva turbinas tipo-C y D 104
8 Compensación de potencia reactiva usando los convertidores que integran generación eólica 105
8.1 Revisión del sistema de conversión de energía 107
8.2 Estrategia de control con capacidad de compensación 108
8.3 Ejemplo de aplicación de la metodología 114
9 Flujo de carga armónico en sistemas de distribución 121
9.1 Modelado de los elementos lineales 122
9.2 Cálculo de la matriz YBUS a frecuencias armónicas 123
9.3 Cálculo de pérdidas técnicas 125
9.4 Uso de la matriz YBUS para determinar resonancias 126
9.5 Modelado de las cargas no-lineales 127
9.6 Algoritmo de flujo de carga armónico 129
9.7 Algoritmo de barrido iterativo 131
9.8 Algoritmo de ordenamiento nodal 132
9.9 Extensión al caso trifásico 133
9.10 Linealización sobre los números complejos 135
9.11 Método linealizado para el análisis de sistemas de distribución 136
9.11.1 Caso balanceado 136
9.11.2 Caso desbalanceado 138
9.12 Aproximaciones de orden superior 141
9.13 Ejemplo de aplicación para la aproximación lineal 142
10 Flujo de carga óptimo en sistemas de distribución con fuentes de energía alternativa 149
10.1 Introducción 149
10.2 Formulación del problema de flujo de carga óptimo en sistemas de distribución 150
10.3 Formulación convexa del flujo de carga óptimo en sistemas de distribución 152
10.4 Modelo analítico relajado 154
10.5 Formulación convexa del flujo de carga óptimo para sistemas de distribución desbalanceados 155
10.6 Algunos ejemplos numéricos 157
A Sistemas de Prueba 163
A.1 Sistema de prueba I 163
A.2 Sistema de prueba II 163
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