ES2891624T3 - Método para detección de impedancias en una red de distribución de energía eléctrica - Google Patents

Método para detección de impedancias en una red de distribución de energía eléctrica Download PDF

Info

Publication number
ES2891624T3
ES2891624T3 ES18733594T ES18733594T ES2891624T3 ES 2891624 T3 ES2891624 T3 ES 2891624T3 ES 18733594 T ES18733594 T ES 18733594T ES 18733594 T ES18733594 T ES 18733594T ES 2891624 T3 ES2891624 T3 ES 2891624T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
meter
value
voltage
zth
rms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES18733594T
Other languages
English (en)
Inventor
Zubia Urrutia Haritz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ariadna Instr S L
Original Assignee
Ariadna Instr S L
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ariadna Instr S L filed Critical Ariadna Instr S L
Application granted granted Critical
Publication of ES2891624T3 publication Critical patent/ES2891624T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/16Measuring impedance of element or network through which a current is passing from another source, e.g. cable, power line
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • G01R19/2513Arrangements for monitoring electric power systems, e.g. power lines or loads; Logging
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R22/00Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters
    • G01R22/06Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods
    • G01R22/061Details of electronic electricity meters
    • G01R22/066Arrangements for avoiding or indicating fraudulent use

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

Método para detección de impedancias en una red de distribución de energía eléctrica, en el que dicha red de distribución de energía eléctrica comprende al menos un transformador de suministro (10) que tiene asociadas una o más líneas de distribución de energía eléctrica (12), teniendo asociada cada línea de distribución de energía eléctrica (12) uno o varios nodos de distribución de energía eléctrica (11) a usuarios y uno o varios contadores de energía eléctrica de usuario (13), caracterizado porque el método comprende, utilizando al menos uno de dichos contadores de energía eléctrica y un dispositivo de computación, las siguientes etapas: a) el contador (13) mide un primer valor RMS de tensión VM1, un primer valor RMS de corriente IM1 y un primer valor de factor de potencia PF1 en dicho contador (13)en un primer tiempo t1, siendo dichos valores VM1, IM1 y PF1 medidos en el contador (13) debido a un consumo de energía causado por las cargas conectadas al contador (13); b) el contador (13) mide un segundo valor RMS de tensión VM2, un segundo valor RMS de corriente IM2 y un segundo valor de factor de potencia PF2 en dicho contador (13) en un segundo tiempo t2, en el que se detecta una variación del consumo de energía causada por las cargas conectadas al contador (13) con respecto a dicho primer tiempo t1 en dicho contador (13); y c) ejecutar un algoritmo que determina un valor de la impedancia de red equivalente ZTH desde dicho transformador (10), que es al menos uno, hasta el contador (13) tomando en consideración: c1) que la impedancia de red equivalente ZTH es similar a la impedancia de red calculada según el teorema de Thevenin; c2) que la tensión de cabecera de línea según el teorema de Thevenin VTH se mantiene invariable en dichos primer y segundo momentos t1, t2; c3) que la tensión de Thevenin VTH proporciona en dicho primer momento t1 una tensión resultado de implementar la siguiente expresión: ZTH * IM1 + VM1 y en dicho segundo momento t2 una tensión resultado de implementar la siguiente expresión: ZTH * IM2 + VM2; y c4) que las tensiones RMS VM e intensidades RMS IM incluyen unos términos complejos debidos a la red de corriente alterna VM = VM*cos(a) + VM*sin(a)*j, e IM = IM*cos(b) + IM*sin(b)*j, en el que (a) es el ángulo entre VTH y VM, y su valor es cercano a cero, y b es el ángulo entre VTH e IM, y su valor es cercano a un valor del factor de potencia FP en los momentos t1, t2 medido por el contador (13), en el que dicho algoritmo implementa la siguiente expresión: ZTH = (VM1 - VM2) / (IM2-IM1), extraída de c3) y c4); y d) repetir las etapas a) a c) para los siguientes intervalos de tiempo y aplicar un procedimiento de ajuste estadístico de los valores determinados de ZTH hasta que un valor de ZTH converja a un valor dado que se toma como la impedancia de red equivalente ZTH del transformador (10) al contador (13) y en el que la adquisición de dichos valores de tensión e intensidad RMS VM1, VM2, IM1, IM2 y de factor de potencia PF1, PF2 medidos por el contador (13), y la ejecución del algoritmo se realizan automáticamente por medio de dicho dispositivo informático, que recibe, o accede a dichos datos.

Description

DESCRIPCIÓN
Método para detección de impedancias en una red de distribución de energía eléctrica
Campo de la técnica
La presente invención concierne a un método automatizado implementado mediante un dispositivo de computación en funciones de supervisor, para detección de impedancias en una red de distribución de energía eléctrica, desde un punto de cabecera (transformador o línea de distribución) hasta una pluralidad de contadores de usuarios o clientes de una compañía eléctrica.
Estado de la técnica anterior
La solicitud de patente US-A1-20150241488 da a conocer unas técnicas para detectar cuando ocurre un robo en la derivación de un contador eléctrico. En un ejemplo de realización, se obtiene una serie temporal de cambios de tensión y cambios de corriente asociados con el consumo eléctrico medidos en el contador. La serie temporal puede rastrear cambios de voltaje y corriente asociados a intervalos cortos (por ejemplo, 5 minutos). Se puede realizar un análisis (por ejemplo, un análisis por regresión) sobre los cambios de voltaje contra los cambios de corriente. Asimismo, realizando una correlación del citado análisis se puede determinar si el contador fue puenteado.
La patente CN-B-102095911 divulga un contador eléctrico inteligente en base en una identificación de la impedancia. El contador tiene un transductor de voltaje y un transductor de corriente para detectar con precisión un punto de monitorización. La información de consumo de energía de una carga especificada se supervisa para obtener el valor de impedancia de la carga, donde el valor se almacena en una memoria. El valor de impedancia obtenido se compara con el valor de impedancia almacenado y si los dos valores son idénticos, se recibe una indicación.
La solicitud de patente internacional WO-A1-2015179908 se refiere a un proceso automatizado para supervisar y evaluar la integridad de una línea activa y/o una línea neutra para un sitio polifásico. El proceso utiliza mediciones obtenidas en el sitio para estimar el voltaje y la impedancia de la línea neutra. Estas estimaciones se comparan con las zonas de operación establecidas para el sitio para evaluar la condición de la línea activa y/o neutra. Un medidor de electricidad instalado en el sitio captura mediciones de uso instantáneo (típicamente el voltaje y corriente para cada fase de una fuente eléctrica). Las mediciones se transmiten a un módulo de evaluación que obtiene características de funcionamiento de la línea activa y/o neutra.
El documento US-A1-2016047851 se refiere a un método para la determinación asistida por ordenador de la impedancia de una red de energía eléctrica, en el que la tensión eléctrica, la potencia activa y la potencia reactiva se miden en un punto de conexión, mediante el cual una instalación de producción de energía eléctrica se conecta a la red de energía, en instantes sucesivos respectivos. En este caso, el valor de la impedancia se estima en los respectivos instantes presentes mediante un código de cálculo que es independiente de la fase de la tensión medida. La estimación se lleva a cabo sólo para variaciones relativamente grandes de la tensión o de la potencia reactiva medidas. La estimación también se tiene en cuenta sólo si su error de estimación es pequeño. En esta solicitud de patente las variaciones son debidas a la instalación de generación de energía, causadas por el generador de energía eléctrica. Por el contrario, en la presente invención el cálculo de la impedancia de Thevenin se basa en las variaciones del consumo de energía debidas al usuario/cliente que se conecta aguas abajo del punto de conexión a la red, que se debe a su carga de conexión.
Ninguno de los citados documentos antecedentes permite determinar la impedancia de una red de distribución de energía eléctrica a partir de medidas realizadas por cada contador de energía eléctrica de los usuarios de la red, es decir, la resistencia y reactancia del tramo de cable que va desde el transformador de la compañía eléctrica hasta el contador.
Descripción de la invención
Ejemplos de realización de la presente invención proporcionan un método para detección de impedancias en una red de distribución de energía eléctrica, en el que la citada red de distribución de energía eléctrica comprende un transformador de suministro (puede incluir más de uno) que tiene asociadas una o más líneas de distribución de energía eléctrica, teniendo a su vez asociada cada línea de distribución de energía eléctrica uno o varios nodos de distribución de energía eléctrica a usuarios y uno o varios contadores de energía eléctrica de usuario.
A diferencia de las propuestas del estado de la técnica conocidas, el método propuesto comprende, realizar, utilizando al menos uno de dichos contadores, las siguientes etapas:
a) dicho contador mide un primer valor RMS de tensión VM1, un primer valor RMS de corriente IM1 y un primer valor de factor de potencia PF1 en dicho contador en un primer tiempo ti, siendo dichos valores VM1, IM1 y PF1 medidos en el contador debido a un consumo de energía causado por las cargas conectadas al contador;
b) dicho contador mide un segundo valor RMS de tensión VM2, un segundo valor RMS de corriente IM2 y un segundo valor de factor de potencia PF2 en el contador en un segundo tiempo t2 en el que se detecta una variación en el consumo de energía causada por las cargas conectadas al contador con respecto a dicho primer tiempo ti en dicho contador; y
c) un dispositivo de computación ejecuta un algoritmo que determina un valor de la impedancia de red equivalente ZTH desde el transformador hasta el contador tomando en consideración:
c1) que la impedancia de red equivalente ZTH es similar a la impedancia de red calculada según el teorema de Thevenin;
c2) que la tensión de cabecera de línea según el teorema de Thevenin VTH se mantiene invariable en dichos primer y segundo momentos ti, t2 ;
c3) que la tensión de Thevenin VTH proporciona en dicho primer momento una tensión resultado de implementar la siguiente expresión: ZTH * IM1 VM1 y en dicho segundo momento una tensión resultado de implementar la siguiente expresión: ZTH * IM2 VM2; y
c4) que las tensiones RMS VM y las corrientes RMS IM incluyen unos términos complejos debidos a la red de corriente alterna VM = VM*cos(a) VM*sin(a)*j, e IM = IM*cos(b) IM*sin(b)*j, en el que (a) es el ángulo entre VTH y VM, y su valor es cercano a cero, y b es el ángulo entre VTH e IM, y su valor es cercano a un valor del factor de potencia FP en los momentos ti, t2 medido por el contador, implementando dicho algoritmo la siguiente expresión ZTH = (VM1 - VM2) / (IM2-IM1), extraída de c3) y c4).
d) repetir las etapas a) a c) para los siguientes intervalos de tiempo y aplicar un procedimiento de ajuste estadístico de los valores determinados de ZTH hasta que un valor de ZTH converja a un valor dado que se toma como la impedancia de red equivalente ZTH del transformador (10) al contador (13).
La adquisición de dichos primer y segundo valores de tensión e intensidad RMS VM1, VM2, IM1, IM2, y factor de potencia FP1, FP2 medidos por el contador, y la ejecución del algoritmo se realizan automáticamente mediante la intervención del citado dispositivo de computación, que recibe o accede a dichos datos.
En un ejemplo de realización, el algoritmo se aplica a cada uno de los contadores de una línea de distribución de energía eléctrica dada.
El dispositivo de computación, por ejemplo, un ordenador, un portátil, una tableta, entre otros, preferiblemente es un dispositivo de un centro de control, con conexión a un módulo de comunicación del citado contador(es).
En situaciones donde existe generación distribuida, esto es, existen varias fuentes de aporte de energía eléctrica a la red, la impedancia de red equivalente que alimenta a un contador dado ya no es únicamente la que corresponde al transformador y tramo de red que va desde el transformador hasta el contador, sino que se verá disminuida por la(s) nuevas fuentes de energía. Pero como el contador cuya impedancia de red ZTH se desea obtener, solo con los datos que mide no tiene capacidad para saber si la energía que recibe proviene solo del transformador de la compañía eléctrica, o desde un aporte adicional de generación distribuida, los cálculos han de realizarse en un lugar donde se conozca el flujo de energías en la red eléctrica, en los instantes en que la fuente de energía solo provenga del transformador de suministro eléctrico.
Así, el citado dispositivo de computación de un centro de control puede calcular la impedancia equivalente ZTH con los valores de tensión RMS e intensidad RMS VM1, VM2, IM1, IM2, y factor de potencia FP1, FP2 medidos por el contador(es) correspondientes a los momentos/instantes ti y t2 en que no exista energía adicional entrante al contador(es), distinta a la entregada por el transformador (es decir, se puede calcular ZTH solo con los valores de los instantes en que no exista generación distribuida en la línea de distribución de energía eléctrica).
En un ejemplo de realización, los citados valores de tensión RMS, intensidad RMS y factor de potencia medidos por el contador(es) se almacenan en una memoria (o base de datos) del centro de control.
La citada impedancia equivalente ZTH para cada uno de los contadores varía en función de la componente de red aportada por el tramo de distinta distancia, tipos de cable (material, sección) y longitud del mismo, y estado de los conductores desde el transformador al contador.
Si existen empalmes de distintos tipos, secciones y longitudes de cable a lo largo del camino entre el transformador y el contador, la impedancia ZTH será la suma de la impedancia de cada tramo de red.
A lo largo del tiempo, si los conductores presentan cambios de estado debido a principios de averías, malos aprietes en empalmes que se van debilitando, etc. el valor de la impedancia se verá alterado.
En un ejemplo de realización, el método comprende además conectar un medidor de tensión eléctrica al transformador, o a al menos a una línea de distribución de energía eléctrica, y medir, por dicho medidor, en el primer momento ti un primer valor de tensión RMS VT1 y en el segundo momento t2 un segundo valor de tensión RMS VT2 de la cabecera de la red (transformador o línea). De este modo, en este ejemplo de realización, el algoritmo en c3) toma en consideración también los citados valores de tensión VT1 y VT2 medidos por el medidor, de manera que la tensión VTH proporciona en el primer momento una tensión resultado de implementar la siguiente expresión: ZTH * IM1 (VM1-VT1) y en dicho segundo momento una tensión resultado de implementar la siguiente expresión: ZTH * IM2 (VM2-VT2), implementando el algoritmo la siguiente expresión ZTH = ((VM1-VT1) - (VM2-VT2)) / (IM2-IM1). Por tanto, el método propuesto permite calcular la impedancia de la red equivalente bien incluyendo solamente los datos que mide un contador concreto, o bien, en una segunda versión, más compleja pero que calcula los datos antes debido a que se eliminan los ruidos de variaciones de tensión provenientes de la Media Tensión (MT), que combina los datos de un contador de usuario/cliente y los de su cabecera de red (transformador o línea) para calcular la citada impedancia.
Este sistema de cálculo se basa en detectar las variaciones de tensión que se producen por cambios de consumo medidos producidos por cargas conectadas a la red, y que pueden ser medidas por el contador de cliente al que están conectadas. Como las variaciones de tensión producidas por estos cambios son, en general, muy pequeñas, resulta de especial importancia que las variaciones de tensión medidas sean como consecuencia del cambio de consumo detectado, y no debido a otras cargas que se conectan/desconectan en la red. Ocurre entonces que las variaciones de carga conectados al sistema eléctrico en otras líneas de Baja Tensión (BT) del mismo transformador, o en el resto de la red de Media Tensión (MT) e incluso Alta Tensión (AT) producen variaciones de tensión que se notan en el punto donde está conectado el contador. De hecho, en realidad, la gran mayoría de variaciones de tensión que existen en la red provienen de la suma de cargas conectadas a lo largo de la red de distribución eléctrica, ya sea en AT, MT o bT.
Para filtrar en la medida de lo posible los ruidos externos se presenta un método en el que el citado medidor de tensión ayuda a limpiar los ruidos que dificultan los cálculos de la impedancia de red ZTH.
El método propuesto utiliza medidas reales de un contador de corriente eléctrica inteligente, y también, opcionalmente, de la cabecera de la red (transformador o línea), para determinar el dato de la impedancia de la red. Se trata de este modo de medidas reales y no calculadas.
La impedancia de la red detectada puede servir para: detectar la secuencia de contadores en la red; calcular pérdidas técnicas de la red, y con esto mejorar los lugares con grandes pérdidas o detectar con mayor precisión un hurto; mejorar el inventario de la compañía eléctrica (algunas compañías calculan el valor de la impedancia según su inventario de red, que incluye longitudes de cables, secciones, etc.; una incongruencia entre este cálculo y el valor medido con la invención propuesta delataría errores de inventario); monitorizar el valor de la impedancia a lo largo del tiempo y prevenir averías, así como localizar tramos de averías en la red, como pueden ser las roturas de neutro; detectar malos aprietes de los cables; calcular las caídas de tensión de la red; calcular las saturaciones de corriente de los conductores; determinar la impedancia de una conexión antes de contador ayuda a localizar su posición a lo largo de la línea de distribución de energía eléctrica, etc.
Breve descripción de los dibujos
Las anteriores y otras ventajas y características se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada de unos ejemplos de realización con referencia a los dibujos adjuntos, que deben tomarse a título ilustrativo y no limitativo, en los que:
La Fig. 1 muestra, esquemáticamente, un ejemplo típico de una red de distribución eléctrica de baja tensión que alimenta a múltiples usuarios/clientes.
La Figs. 2A y 2B muestran un esquema equivalente a una red de baja tensión.
La Fig. 3 es un diagrama de flujo de un método para detección de impedancias en una red de distribución de energía eléctrica según un ejemplo de realización de la presente invención.
La Fig. 4 es un diagrama de flujo de un método para detección de impedancias en una red de distribución de energía eléctrica según otro ejemplo de realización de la presente invención.
Descripción detallada de unos ejemplos de realización
En la Fig. 1 se ilustra esquemáticamente una red de distribución eléctrica de baja tensión de la cual se pretende medir la impedancia de red. La citada red de distribución eléctrica incluye un transformador de suministro 10 que tiene asociadas una o más líneas de distribución de energía eléctrica 12 (en este ejemplo se ha ilustrado una línea trifásica con neutro). Asimismo, cada línea de distribución tiene asociada un nodo 11, puede tener más de uno, de distribución de energía eléctrica a usuarios y varios contadores de energía eléctrica 13.
La Fig. 2A muestra un esquema equivalente a la red de distribución eléctrica de la Fig. 1 que se propone para implementar la presente invención, en el que ZLT es la impedancia común de red de una línea de baja tensión, hasta el citado nodo 11; ZLN es la impedancia particular del tramo de red que va desde el nodo 11a un contador 13 dado; y ZCN es la impedancia de la carga conectada aguas debajo de cada contador 13.
El objetivo es calcular cuál es la impedancia de red vista desde cualquier contador 13. Por lo tanto, se ha previsto aplicar el teorema de Thevenin para simplificar el esquema equivalente de la Fig. 2A (ver Fig. 2B). Analizando las impedancias del circuito para calcular ZTH ocurre que ZC >> ZL, esto es, las impedancias de las cargas que tienen conectadas los contadores 13 son siempre mucho mayores que las impedancias de la red, como cabe esperar. Por ello si se simplifica las impedancias según Thevenin ocurre que ZTH = ZLT ZLN, esto es, la impedancia de red vista desde cualquier contador 13 es la misma que la impedancia de Thevenin, por lo que se puede simplificar cualquier circuito de distribución eléctrica en una VTH y una ZTH.
Además, si se toman medidas en el instante en que existe una variación de ZC, esto es, cuando se conecta o desconecta alguna carga que puede detectar el contador 13, ocurre que la tensión del transformador 10 no cambia (porque la impedancia del transformador 10 es muy baja), y solo cambia la Intensidad I, VM y ZC. Esto es útil porque así se puede calcular la impedancia de red con ecuaciones donde desaparece la impedancia ZC.
Así en dos momentos 1 y 2:
VTH = ZTH * IM1 VM1
VTH = ZTH * IM2 VM2
ZTH = (VM1 - VM2) / (IM2 — IM1).
Introduciendo los términos complejos debido a la red de corriente alterna:
VM = VM*cos(a) VM*sin(a)*j
IM = IM*cos(b) IM*sin(b)*j
en el que: (a) es el ángulo entre VTH y VM, y su valor es cercano a cero, y b es el ángulo entre VTH e IM, y su valor es cercano a un valor del factor de potencia FP en los momentos t-i, t2 medido por el contador 13. De este modo se obtiene una ecuación (que se puede simplificar) que calcula la impedancia de red vista desde un contador 13 dado, con medidas de VM, IM y Factor de Potencia.
Con referencia ahora a la Fig. 3, en la misma se muestra un ejemplo de realización de un método para detección de impedancias en la red de distribución de energía eléctrica, en el que solamente se utilizan datos medidos por un contador 13 concreto, cualquiera. El método en primer lugar, etapa 301, comprende medir, por uno de los citados contadores 13, en un primer momento t1 en el que se detecta un consumo en el contador 13, un primer valor de tensión RMS VM1, un primer valor de intensidad RMS IM1 y un primer valor de factor de potencia FP1. Luego, etapa 302, el contador 13 mide, en un segundo momento t2 en el que se detecta una variación de consumo con respecto a dicho primer momento t1, un segundo valor de tensión RMS VM2, un segundo valor de intensidad RMS IM2 y un segundo valor de factor de potencia FP2. Seguidamente, se ejecuta, etapa 303, por un dispositivo de computación (no ilustrado por simplicidad de las figuras), que recibe o tiene acceso a los datos de tensión RMS e intensidad RMS VM1, VM2, IM1, IM2, y factor de potencia FP1, FP2 medidos por el contador 13 y correspondientes a los momentos t1 y t2 , un algoritmo que determina un valor de la impedancia de red equivalente ZTH desde el transformador 10 hasta el contador 13.
El citado algoritmo tiene en cuenta las siguientes restricciones/condiciones: que la impedancia de red equivalente ZTH es similar a la impedancia de red calculada según el teorema de Thevenin (según se ha explicado anteriormente); que la tensión de cabecera de línea según el teorema de Thevenin VTH se mantiene invariable en dichos primer y segundo momentos t1, t2; que la tensión de Thevenin VTH proporciona en el primer momento una tensión resultado de implementar la siguiente expresión: ZTH * IM1 VM1 y en el segundo momento una tensión resultado de implementar la siguiente expresión: ZTH * IM2 VM2; y que las tensiones RMS VM e intensidades RMS IM incluyen unos términos complejos debidos a la red de corriente alterna. De modo que el algoritmo implementa la siguiente expresión ZTH = (VM1 - VM2) / (IM2-IM1) para detectar (medir) la impedancia en la red de distribución de energía eléctrica.
Además, las etapas 301-303 se repiten para los siguientes intervalos de tiempo, implementando un procedimiento de ajuste estadístico de los diferentes valores determinados de ZTH hasta que un valor de ZTH converge a un valor dado, siendo este valor el que se toma como la impedancia de rejilla equivalente.
Con referencia ahora a la Fig. 4, en la misma se muestra otro ejemplo de realización de un método para detección de impedancias en la red de distribución de energía eléctrica, en el que en este caso, además de los datos medidos por un contador 13 también se tienen en cuenta los datos de su cabecera de red. Para ello, se conecta un medidor de tensión eléctrica (no ilustrado) en el transformador 10 o en una de las líneas de distribución de energía eléctrica (puede conectarse a más de una de las líneas). A diferencia del método anterior referente a la Fig. 3, en este ejemplo de realización, al mismo tiempo que el contador 13 realiza la medida de la tensión RMS e intensidad RMS VM1, VM2, IM1, IM2, y de los factores de potencia FP1, FP2 en los citados momentos t1 y t2, el citado medidor de tensión eléctrica mide, etapa 403, en el primer momento t1 un primer valor de tensión r Ms VT1 y en el segundo momento t2 un segundo valor de tensión RMS VT2 de la cabecera de red.
Una vez se tienen todos los datos medidos, etapa 404, el dispositivo de computación ejecuta un algoritmo que determina un valor de la impedancia de red equivalente ZTH desde el transformador 10 hasta el contador 13. El algoritmo en este caso toma en consideración también los citados valores de tensión VT1 y VT2 medidos por el medidor, de manera que ZTH = ((VM1-VT1) -(VM2-VT2)) / (IM2-IM1).
Preferiblemente, el dispositivo de computación es un dispositivo de un centro de control, por ejemplo, de la compañía eléctrica que opera la red de distribución, que incluye uno o más procesadores y al menos una memoria o base de datos y que tiene conexión, preferiblemente inalámbrica, con un módulo de comunicación del contador 13. El dispositivo de computación puede calcular la impedancia equivalente ZTH con los valores de tensión RMS e intensidad RMS VM1, VM2, IM1, IM2, y factor de potencia FP1, Fp2 medidos por el contador 13 correspondientes a los momentos t1 y t2 en que no existe energía adicional entrante al contador 13 distinta a la entregada por el transformador 10.
El método propuesto puede implementarse, en cualquiera de los ejemplos de realización descritos, a cada uno de los contadores 13 de una línea de distribución de energía eléctrica dada.
El alcance de la invención se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Método para detección de impedancias en una red de distribución de energía eléctrica, en el que dicha red de distribución de energía eléctrica comprende al menos un transformador de suministro (10) que tiene asociadas una o más líneas de distribución de energía eléctrica (12), teniendo asociada cada línea de distribución de energía eléctrica (12) uno o varios nodos de distribución de energía eléctrica (11) a usuarios y uno o varios contadores de energía eléctrica de usuario (13), caracterizado porque el método comprende, utilizando al menos uno de dichos contadores de energía eléctrica y un dispositivo de computación, las siguientes etapas:
a) el contador (13) mide un primer valor RMS de tensión VM1, un primer valor RMS de corriente IM1 y un primer valor de factor de potencia PF1 en dicho contador (13)en un primer tiempo t-i, siendo dichos valores VM1, IM1 y PF1 medidos en el contador (13) debido a un consumo de energía causado por las cargas conectadas al contador (13); b) el contador (13) mide un segundo valor RMS de tensión VM2, un segundo valor RMS de corriente IM2 y un segundo valor de factor de potencia PF2 en dicho contador (13) en un segundo tiempo t2 , en el que se detecta una variación del consumo de energía causada por las cargas conectadas al contador (13) con respecto a dicho primer tiempo t1 en dicho contador (13); y
c) ejecutar un algoritmo que determina un valor de la impedancia de red equivalente ZTH desde dicho transformador (10), que es al menos uno, hasta el contador (13) tomando en consideración:
c1) que la impedancia de red equivalente ZTH es similar a la impedancia de red calculada según el teorema de Thevenin;
c2) que la tensión de cabecera de línea según el teorema de Thevenin VTH se mantiene invariable en dichos primer y segundo momentos t1, t2 ;
c3) que la tensión de Thevenin VTH proporciona en dicho primer momento t1 una tensión resultado de implementar la siguiente expresión: ZTH * IM1 VM1 y en dicho segundo momento t2 una tensión resultado de implementar la siguiente expresión: ZTH * IM2 VM2; y
c4) que las tensiones RMS VM e intensidades RMS IM incluyen unos términos complejos debidos a la red de corriente alterna VM = VM*cos(a) VM*sin(a)*j, e IM = IM*cos(b) IM*sin(b)*j, en el que (a) es el ángulo entre VTH y VM, y su valor es cercano a cero, y b es el ángulo entre VTH e IM, y su valor es cercano a un valor del factor de potencia FP en los momentos t1, t2 medido por el contador (13),
en el que dicho algoritmo implementa la siguiente expresión: ZTH = (VM1 - VM2) / (IM2-IM1), extraída de c3) y c4); y d) repetir las etapas a) a c) para los siguientes intervalos de tiempo y aplicar un procedimiento de ajuste estadístico de los valores determinados de ZTH hasta que un valor de ZTH converja a un valor dado que se toma como la impedancia de red equivalente ZTH del transformador (10) al contador (13) y
en el que la adquisición de dichos valores de tensión e intensidad RMS VM1, VM2, IM1, IM2 y de factor de potencia PF1, PF2 medidos por el contador (13), y la ejecución del algoritmo se realizan automáticamente por medio de dicho dispositivo informático, que recibe, o accede a dichos datos.
2. Método según la reivindicación 1, en el que dicho dispositivo de computación es un dispositivo de un centro de control, con conexión a un módulo de comunicación del contador (13).
3. Método según la reivindicación 2, en el que dicho dispositivo de computación de un centro de control calcula la impedancia equivalente ZTH con los valores de tensión RMS e intensidad RMS VM1, VM2, IM1, IM2, y factor de potencia FP1, FP2 medidos por el contador (13) correspondientes a los momentos t1 y t2 en que no exista energía adicional entrante al contador (13), distinta a la entregada por el transformador (10).
4. Método según la reivindicación 1, en el que dicho algoritmo se aplica a cada uno de los contadores (13) de una línea de distribución dada.
5. Método según la reivindicación 4, en el que dicho dispositivo de computación es un dispositivo de un centro de control, con conexión a un módulo de comunicación de cada uno de los contadores (13) de una línea de distribución de energía eléctrica dada.
6. Método según la reivindicación 5, en el que dicho dispositivo de computación de un centro de control calcula la impedancia equivalente ZTH con los valores de tensión RMS e intensidad RMS VM1, VM2, IM1, IM2, y factor de potencia FP1, FP2 medidos por cada uno de los contadores (13) de dicha línea de distribución dada, correspondientes a los momentos ti y t2 en que no exista energía adicional entrante al contador (13), distinta a la entregada por el transformador (10).
7. Método según la reivindicación 5, en el que los citados valores de tensión RMS, intensidad RMS y factor de potencia medidos por los contadores (13) se almacenan en una memoria de dicho centro de control.
8. Método según la reivindicación 6, en el que la impedancia equivalente ZTH para cada uno de los contadores (13) varía en función de la componente de red aportada por el tramo de distinta distancia, tipos de cable, y estado de los conductores desde el transformador (10) al contador (13).
9. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende, además:
conectar un medidor de tensión eléctrica a dicho transformador (10), que es al menos uno, o a al menos a una línea de distribución de energía eléctrica (12);
dicho aparato de medición mide un primer valor RMS de tensión VT1 en el primer tiempo t1 y un segundo valor RMS de tensión VT2 en el segundo tiempo t2; y.
tomar en consideración en c3) dichos primer y segundo valores de tensión RMS VT1, VT2 medidos, de modo que la tensión de Thevenin VTH proporciona en el primer momento una tensión resultado de implementar la siguiente expresión: ZTH * IM1 (VM1-VT1) y en dicho segundo momento una tensión resultado de implementar la siguiente expresión: ZTH * IM2 (VM2-VT2),
en el que el algoritmo implementa la siguiente expresión ZTH = ((VM1-VT1) - (VM2-VT2)) / (IM2-IM1).
ES18733594T 2017-06-23 2018-06-22 Método para detección de impedancias en una red de distribución de energía eléctrica Active ES2891624T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17382392 2017-06-23
PCT/EP2018/066774 WO2018234550A1 (en) 2017-06-23 2018-06-22 METHOD FOR DETECTING IMPEDANCES IN AN ELECTRICITY DISTRIBUTION NETWORK

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2891624T3 true ES2891624T3 (es) 2022-01-28

Family

ID=59350843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES18733594T Active ES2891624T3 (es) 2017-06-23 2018-06-22 Método para detección de impedancias en una red de distribución de energía eléctrica

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3642636B1 (es)
ES (1) ES2891624T3 (es)
PT (1) PT3642636T (es)
WO (1) WO2018234550A1 (es)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10742068B2 (en) 2018-12-31 2020-08-11 PXiSE Energy Solutions, LLC Real-time deviation detection of power system electrical characteristics using time-synchronized measurements
CN110045187B (zh) * 2019-05-07 2021-03-26 郑州轻工业学院 基于高频信号注入的并网逆变器电网阻抗辨识方法
EP3770615A1 (en) * 2019-07-26 2021-01-27 Analog Devices International Unlimited Company Electrical network impedance determination
EP3828557B1 (en) * 2019-11-28 2024-01-24 ABB Schweiz AG Determining thevenin equivalent model for a converter
CN113659571A (zh) * 2021-08-13 2021-11-16 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种实时预测电网在运变压器短路电流的预测装置及方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102095911B (zh) 2010-11-03 2013-03-06 天津师范大学 一种基于阻抗鉴别技术的单相智能电表
US9876352B2 (en) * 2013-02-26 2018-01-23 Washington State University Voltage stability monitoring in power systems
US20160047851A1 (en) 2013-03-28 2016-02-18 Siemens Aktiengesellchaft Computer-aided ascertainment of the impedance of an electrical energy network
US11079417B2 (en) 2014-02-25 2021-08-03 Itron, Inc. Detection of electric power diversion
WO2015179908A1 (en) 2014-05-30 2015-12-03 Landis & Gyr Pty Ltd Electrical monitoring and evaluation process

Also Published As

Publication number Publication date
EP3642636A1 (en) 2020-04-29
PT3642636T (pt) 2021-11-10
EP3642636B1 (en) 2021-08-04
WO2018234550A1 (en) 2018-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2891624T3 (es) Método para detección de impedancias en una red de distribución de energía eléctrica
Bolognani et al. Identification of power distribution network topology via voltage correlation analysis
ES2959091T3 (es) Aparato y método para detección de fallos y determinación de la localización
CN105891658A (zh) 一种逆变器功率管开路故障的诊断方法
CN105891659B (zh) 一种风电变流器开路故障诊断方法
BR122012018277A2 (pt) análise de sistema de distribuição que utiliza dados de medidor
CN106682407B (zh) 基于戴维南等值和支路传输功率极限的电压稳定评估方法
JP6109048B2 (ja) 負荷の電力消費量を求める方法およびシステム
CN107710008A (zh) 调试用于支路监测系统的电压传感器和支路电流传感器的方法和设备
RU2651610C1 (ru) Способ выявления мест возникновения и величин нетехнических потерь энергии в электрических сетях по данным синхронных измерений
JP2015033312A (ja) 太陽光発電用パワーコンディショナシステム
JP6059751B2 (ja) 位相較正装置
Menke et al. Heuristic monitoring method for sparsely measured distribution grids
CN105911321A (zh) 基于电气参量传输关系的配电网t接接线窃电辨识方法
Kazemi et al. Review of voltage sag source identification methods for power quality diagnosis
Holcsik et al. Fault Point Location Method Based on Harmonics Analysis of a Distribution System
Farhoodnea et al. An improved method for determining contribution of utility and customer harmonic distortions in a power distribution system
CN106066415A (zh) 用于检测供电网络中的欺诈的方法
JP2010226904A (ja) 電力潮流データ処理装置
da Silva Pessoa et al. A multi-stage methodology for fault location in radial distribution systems
Ramirez et al. Monitoring voltage collapse margin with synchrophasors across transmission corridors with multiple lines and multiple contingencies
Iakovlev et al. Low-voltage distribution network impedances identification based on smart meter data
Sahoo et al. Data-Driven Flow and Injection Estimation in PMU-Unobservable Transmission Systems
Saha et al. An alternate approach for power quality computation using sample shifting technique towards load characterization
Gallano et al. Design and implementation of phasor measurement unit with IoT technology