MXPA00009860A - Metodo y dispositivo para amortiguar las oscilaciones de potencia en lineas de transmision - Google Patents

Abstract

Una línea de transmisión eléctrica, incluida en un sistema de potencia, transmite una potencia (p(f)). En un método para amortiguar las oscilaciones de potencia (?p(f)) en la línea de transmisión, se genera al menos una primera señal de frecuencia angular (?,?), representativa de una primera frecuencia angular (?,?)que viene dada por el conocimiento a priori de las frecuencias de oscilación esperadas en el sistema de potencia, y se forma una primera señal de referencia de fase (O(t), O1(t)) como la integral en el tiempo de dicha señal de frecuencia angular. Se detecta una cantidad de potencia (p(t), i(t)) en la línea de transmisión que es caracterizante de la potencia (p(t)) y se forma una primera de potencia estimada (Ver Fórmula), representativa, para una oscilación de dicha primera frecuencia angular, de su amplitud y posición de fase con respecto a dicha primera señal de referencia de fase. Se forma una primera señal de amortiguación (Ver Fórmula) con una amplitud en función de la amplitud de dicha primera cantidad de potencia estimada y con un primer desfasaje elegible (90º+alfa,90º+alfa1) con respecto a la posición de fase de la misma, y se suministra dicha primera señal de amortiguación a un accionador para influenciar la potencia transmitida por la línea de transmisión (Figura 5).

Description

METODO Y DISPOSITIVO PARA AMORTIGUAR LAS OSCILACIONES DE POTENCIA EN LINEAS DE TRANSMISIÓN CAMPO TÉCNICO La presente invención se relaciona con un método para amortiguar las oscilaciones de potencia en líneas de transmisión y con un dispositivo para llevar a cabo dicho método. El dispositivo comprende medios para formar una señal de amortiguación en función de la amplitud de una cantidad de potencia estimada y con un desfasaje elegible en relación a la posición de fase de la misma, y un accionador que será influenciado en función de la señal de amortiguamiento y que, como resultado, influenciará la potencia transmitida por la línea de transmisión. ESTADO DE LA TÉCNICA En las líneas de transmisión que conectan dos redes de potencia separadas o que conectan dos partes de una única red de potencia, se mantiene una diferencia de ángulo de desfasaje constante, durante un estado de régimen constante a una determinada potencia transmitida, entre los voltajes en los puntos extremos de la línea de transmisión. Cada cambio de la potencia transmitida entraña un cambio de esta diferencia angular. Como consecuencia de los momentos de inercia de los generadores de la red o redes de potencia, cada uno de tales cambios en la diferencia angular se presenta de una manera oscilatoria con frecuencias naturales habitualmente en el intervalo de 0, 1 a 2 Hz. La amortiguación interna de estas oscilaciones de potencia suele ser muy pequeña y, además, disminuye a medida que aumenta la amplitud de la oscilación. Si la amplitud de la oscilación es suficientemente grande, la amortiguación interna puede incluso llegar a ser negativa, en cuyo caso la amplitud de la oscilación crece de manera incontrolada de modo que ha de interrumpirse la transmisión de potencia por vía de la línea de transmisión. Pueden presentarse oscilaciones de potencia especialmente grandes tras una desconexión rápida de los generadores o en conexión con líneas del sistema de potencia que están siendo desconectadas, por ejemplo, en conexión con cortocircuitos en la línea de transmisión o en algunos de los sistemas de potencia conectados.

La Figura 1 muestra una apariencia habitual de una perturbación en la potencia activa en una línea de transmisión incluida en un sistema de potencia, por ejemplo, en el caso de una pérdida de un generador que está conectado al sistema de potencia y que alimenta potencia al mismo. El tiempo t está trazado gráficamente en el eje horizontal y la potencia activa instantánea p(t) está trazada en el eje vertical. En un intervalo de tiempo determinado, la perturbación puede ser caracterizada por una potencia media Pav y por una componente de oscilación ?p(t), teniendo esta última una frecuencia angular O = 2pf. Como se ha indicado anteriormente, la frecuencia f se encuentra normalmente dentro del intervalo de 0,1 a 2 Hz. La amortiguación de las oscilaciones de potencia se puede mejorar influenciando la potencia transmitida por la línea de transmisión. Como es conocido, esta influencia se puede conseguir, por ejemplo: - influenciando el voltaje terminal de un generador conectado a la red o redes de potencia por medio del denominado Estabilizador del Sistema de Potencia (PSS), el cual influencia a la instalación de magnetización para el generador y por tanto al voltaje terminal del mismo. - influenciando la reactancia total de la línea de transmisión por medio de un capacitor en serie controlable conectado a la línea, el denominado Capacitor en Serie Controlado por Tiristor (TCSC), en cuyo caso la reactancia total de la línea de transmisión consiste de este modo en la reactancia de la línea más la reactancia del capacitor en serie; o - suministrando/consumiendo potencia reactiva en al gún punto de la línea de transmisión por medio del denominado Compensador de Potencia Reactiva (Compensador de Var Estático, SVC), el cual influencia al voltaje en aquel punto de la línea en donde está conectado el compensador y, por tanto, también al flujo de potencia en la línea de transmisión. El generador, el capacitor en serie controlable, y el compensador de potencia reactiva, respectivamente, constituyen accionadores que modulan cada una de las cantidades antes mencionadas, el voltaje terminal del generador, la reactancia total de la línea de transmisión, el voltaje en un determinado punto a lo largo de la línea, de manera que, además de la oscilación de potencia original, se consigue otra variación de la potencia controlada. Si esta variación de la potencia controlada se lleva a cabo con la misma frecuencia que la oscilación original y con una posición de fase que se desvía en 90° con respecto a la posición de fase de la misma, se consigue una amortiguación de la oscilación original. Con el fin de no agobiar la representación con diferencias que son explicativas por sí mismas para el experto en la materia, en la siguiente descripción se emplean generalmente las mismas designaciones para las cantidades que se presentan en la instalación y para los valores medidos y valores de señales/cálculo, correspondientes a estas cantidades, que son suministradas y procesadas en la instalación de control que será descrita a continuación. La Figura 2 muestra esquemáticamente una modalidad conocida de instalación de amortiguación por medio de un Estabilizador del Sistema de Potencia (PSS). Un generador 1 está conectado, por vía de un transformador de potencia TI, a una línea de transmisión 2, la cual a su vez está conectada a una red de potencia N2 por una línea adicional 3 (sólo indicada de forma esquemática). El generador tiene una instalación de magnetización la. El voltaje V y la corriente I a través de la línea de transmisión se detectan por medio de un transformador de voltaje T2 y por un dispositivo medidor de corriente TM, respectivamente. Un controlador de voltaje 4, sólo mostrado simbólicamente, es suministrado con un señal de voltaje de referencia VREF y con un valor medido VSVAR del valor real del voltaje V, cuyo valor medido se obtiene por medio del transformador de voltaje T2. La señal de salida del controlador de voltaje es suministrada a la instalación de magnetización del generador e influencia a su corriente de excitación de tal manera que el valor medido VSVAR se aproxima a la señal de voltaje de referencia VREF para corresponderse con la misma al menos bajo condiciones de régimen constante. Un elemento de cálculo de potencia 5 es suministrado con el valor medido VSVAR y con un valor medido i(t) del valor real de la corriente I y a partir de los mismos calcula un valor de cálculo p(t) de la potencia activa suministrada a la red de potencia N2 por el generador. Este valor de cálculo es suministrado a un elemento de ^> -4- identificación 6 para identificar la amplitud y la posición de fase de una oscilación de potencia, si es que la hay. El elemento identificador forma, a partir del valor de cálculo p(t), una señal de control ?VPSS que es suministrada al controlador de voltaje del generador como una adición a la referencia de voltaje normal VREF- Puesto que la 5 oscilación de potencia en la línea de transmisión ocurre también en la potencia suministrada por el generador, de este modo se puede conseguir también una amortiguación de la oscilación de potencia en la línea de transmisión. Una modalidad conocida del elemento de identificación 6 se ilustra en La Figura 4. El valor de cálculo p(t) es suministrado al denominado filtro de limpieza 61 con una función de transferencia sTw en donde s es el operador de Laplace. El filtro separa l + sTw la componente constante o de lenta variación Pav del valor de cálculo p(t), pero envía la parte oscilatoria del mismo. El filtro tiene una frecuencia del corte 1 elegida con 2 rTw 15 una distancia suficiente a partir de la frecuencia de la oscilación que ha de ser amortiguada. El desfasaje deseado antes citado de 90° de la parte oscilatoria del valor de cálculo p(t) se consigue con ayuda de uno o más filtros de avance-retardo, en esta modalidad por medio de dos filtros conectados en cascada 62 y 63 con las funciones de 20 transferencia 1+sZ? y l+sr3 , respectivamente. l+sT2 ?+sr4 La señal de salida D(t) del filtro de avance-retardo 63 constituye una señal de amortiguación que, después de la necesaria adaptación (no mostrada en la figura) del nivel de la señal para constituir la señal de control ?Vpss, se emplea para modular el voltaje terminal del generador, consiguiendo así la variación de potencia controlada deseada. Debido a las limitaciones de la gama de control disponible de los accionadores (limitada por las cargas máximas que puede soportar el aparato), se introducen limitaciones (sólo indicadas de manera simbólica en la figura) de las señales de salida 30 procedentes de los filtros de avance-retardo.

Estas limitaciones tienen un efecto adverso sobre la eficiencia de la instalación de amortiguación ya que la amplificación eficaz, a señales grandes, se reduce por debajo de la amplificación nominal a pequeñas amplitudes de oscilación cuando las limitaciones no son activas. La experiencia demuestra que, en el caso de perturbaciones de los sistemas de potencia, se obtiene un cambio de la potencia media en la línea de transmisión, casi sin excepción, al mismo tiempo que se inicia la oscilación. Esto se ilustra en la Figura 1 la cual muestra también como la potencia original se estabiliza lentamente a un nuevo nivel. Este retorno es controlado mediante sistemas de control de contrarrestado en el sistema de potencia y tiene un efecto despreciable sobre la oscilación de potencia. Sin embargo, otro problema es que el cambio rápido de la potencia media que ocurre cuando comienza una oscilación de potencia (véase Figura 1) causa una contribución transitoria indeseada a la señal de salida del filtro de limpieza. Esta contribución tiende a hacer tan grande la señal de salida total del filtro que excede de la gama de control disponible de los accionadores. Para contrarrestar esto, se introducen limitaciones en los filtros de avance-retardo, de acuerdo con cierta estrategia denominada de devanado no integral. Sin embargo, una consecuencia negativa de este proceso es que se hace difícil el mantenimiento del desfasaje deseado en los filtros de avance-retardo. En un sistema de potencia con más de dos generadores, ocurren varios modos de oscilación con diferentes frecuencias, en donde los diferentes grupos de generadores oscilan entre ellos mismos. Esto hace que la instalación de amortiguación, cuya instalación de control está basada en el estado de la técnica según la Figura 4, reaccione en los diferentes modos de oscilación, pudiendo ser una consecuencia de lo mismo el que los modos de oscilación, que per se tienen una amortiguación interna aceptable, pueden ser perturbados por la acción de la instalación de amortiguación. La Figura 3 muestra esquemáticamente una modalidad conocida de instalación de amortiguación en donde el accionador se encuentra en forma de un capacitor en serie controlable (TCSC). Un generador Gl está conectado, por medio de un transformador de potencia TI a una red de potencia NI, y un generador G2 está conectado, por medio de un transformador de potencia T3, a una red de potencia N2. Las redes de potencia están interconectadas por medio de al menos una línea de transmisión 2, en donde está conectado un capacitor en serie controlable 7. De aquí en adelante se asume que el capacitor en serie controlable, de manera conocida per se, es controlado por un regulador de reactancia 8 por medio de un valor de referencia XREF para su reactancia. Un elemento de cálculo de potencia 5 calcula, de manera similar a la descrita con referencia a la Figura 2, un valor de cálculo p(t) de la potencia activa transmitida por la línea de transmisión. El valor de cálculo es suministrado a un elemento de cálculo de reactancia 9 que comprende filtros de limpieza y de avance-retardo, como se ha descrito con referencia a la Figura 4, así como una adaptación (no mostrada en la figura) de la señal de amortiguación D(t) para constituir un valor de corrección ?XPOD- Este valor de corrección es suministrado, junto con el valor de referencia XREF para la reactancia del capacitor en serie, a un elemento adicionador 10, cuya señal de salida es suministrada al regulador de reactancia 8 para conseguir la variación de potencia controlada deseada. La Figura 9A muestra esquemáticamente una modalidad conocida de instalación de amortiguación en donde el accionador se encuentra en forma de un compensador de potencia reactiva (SVC) y en donde las partes correspondientes de la figura y, cuando resulte aplicable, las cantidades correspondientes, han sido asignadas con los mismos números de referencia que en la Figura 3. Un compensador de potencia reactiva 7' está conectado, según una conexión en derivación, a la línea de transmisión 2 en un punto de conexión Jl. La impedancia de la línea de transmisión entre el punto de conexión y las redes de potencia NI y N2 vienen marcadas en la figura como las reactancias de la línea LR1 y LR2, respectivamente. El compensador está adaptado, de manera conocida per se, para influenciar el voltaje V en el punto de conexión Jl por medio de un regulador de voltaje 8' que, como señal de salida, forma y suministra al compensador un valor de referencia B(t) para su susceptancia. Se suministra un elemento formador de diferencias 4' el cual forma, como señal de salida, la diferencia de un valor de voltaje de referencia VREF y un valor medido VSVAR, obtenido por medio del transformador de voltaje T2, del valor real del voltaje V, cuya señal de salida es suministrada al controlador de voltaje. El valor de cálculo p(t) es suministrado a un elemento de cálculo 9' que comprende filtros de limpieza y de avance-retardo como se ha descrito con referencia a la Figura 4, y una adaptación (no mostrada en la figura) de la señal de amortiguación D(t) para constituir un valor de corrección ?U(t). Este valor de corrección es suministrado al elemento formador de diferencias 4' como una adición al valor de voltaje de referencia VREF. De este modo, el valor B (t) para la susceptancia del compensador se forma en función del valor de corrección ?U(t). Cuando el voltaje en el punto de conexión Jl varía (en función del valor de corrección ?B(t)), se influenciará también el flujo de potencia activa en la línea de transmisión. Ha de apreciarse que la relación entre la variación de voltaje y la variación de potencia depende de la posición del compensador a lo largo de la línea de transmisión, así como de la característica de voltaje para la carga colocada en el extremo de recepción de la línea, marcada en la figura como una carga L conectada a la red de potencia N2. Un incremento del voltaje en el punto de conexión Jl conduce normalmente a un incremento de la potencia activa transmitida, lo cual alivia al generador G2. En el caso de que el compensador (en este ejemplo) esté conectado cerca de la red de potencia N2 y, además, la carga L sea de una determinada magnitud y/o dependa en gran medida del voltaje, puede suceder, sin embargo, que un incremento de voltaje en el punto de conexión Jl conduzca a un incremento de potencia tan grande en la carga L que en su lugar aumente la carga en el generador G2. Bajo estas circunstancias, debe tener lugar así una inversión de los signos de los valores de corrección ?U(t) al valor de referencia del controlador de voltaje con el fin de obtener la amortiguación correcta de las oscilaciones de potencia. SUMARIO DE LA INVENCIÓN El objeto de la invención consiste en conseguir un método del tipo descrito anteriormente que permite una identificación rápida y sólida de una componente de la oscilación de potencia, que oscila con una determinada frecuencia anular, sin que la identificación se vea perturbada por el cambio que se produce simultáneamente de la potencia media y de las oscilaciones con frecuencias angulares de desviación. La invención tiene por objeto también un dispositivo para llevar a cabo dicho método.

De acuerdo con la invención, lo anterior se consigue mediante las etapas de: generar al menos una primera señal de frecuencia angular; representar una primera frecuencia angular que viene dada por el conocimiento a priori de las frecuencias de oscilación esperadas en el sistema de potencia; formar una primera señal de referencia de fase como la integral en el tiempo de la primera señal de frecuencia angular; detectar una cantidad de potencia que caracteriza a la potencia transmitida por la línea de transmisión; formar una primera cantidad de potencia estimada en función de la cantidad de potencia caracterizante; representar, para una oscilación de la primera frecuencia angular, su amplitud y posición de fase con respecto a la primera señal de referencia de fase; formar una primera señal de amortiguación con una amplitud en función de la amplitud de la primera cantidad de potencia estimada y con un primer desfasaje elegible en relación a la posición de fase de la misma; e influenciar un accionador en función de la primera señal de amortiguación para influenciar así la potencia transmitida por la línea de transmisión. Según un desarrollo ventajoso de la invención, por medio del cual el sistema de potencia exhibe al menos dos modos de oscilación, se genera además al menos una segunda señal de frecuencia angular; se representa una segunda frecuencia angular que viene dada por el conocimiento a priori de las frecuencias de oscilación esperadas en el sistema de potencia; se forma una segunda señal de referencia de fase como la integral en el tiempo de la segunda señal de frecuencia angular; se forma una segunda cantidad de potencia estimada en función de la cantidad de potencia caracterizante; se representa, para una oscilación de la segunda frecuencia angular, su amplitud y posición de fase con respecto a la segunda señal de referencia de fase; se forma una segunda señal de amortiguación con una amplitud en función de la amplitud de la segunda cantidad de potencia estimada y con un segundo desfasaje elegible en relación a la posición de fase de la misma; y se influencia el accionador también en función de la segunda señal de amortiguación. En otro desarrollo ventajoso de la invención, se forma una frecuencia de corrección a la señal o señales de frecuencia angular en función de la frecuencia real de las oscilaciones de potencia cuando la amplitud de la componente de oscilación en la cantidad/cantidades de potencia estimada excede de un nivel elegible. Según un desarrollo más de la invención, la señal o señales de amortiguación son desactivadas en el caso de que la frecuencia de corrección exceda o caiga por debajo de los respectivos niveles dados. De acuerdo con otro desarrollo ventajoso de la invención, se forma la amplitud de la señal o señales de amortiguación en función de un factor de amplificación que aumenta a medida que lo hace la amplitud de la respectiva o respectivas cantidades de potencia estimada mencionadas anteriormente. Según un desarrollo ventajoso más de la invención, el desfasaje o desfasajes elegibles mencionados se forman en función de la amplitud de un valor estimado de la potencia media en la línea de transmisión. Otros desarrollos y modalidades ventajosos de la invención llegarán a ser evidentes a partir de la siguiente descripción y reivindicaciones adjuntas. BREVE DESCRD?CION DE LOS DD3UJOS La invención será explicada ahora con mayor detalle mediante la descripción de modalidades con referencia a los dibujos adjuntos, los cuales son todos ellos esquemáticos y se encuentran en forma de diagramas de líneas simples y diagramas de bloques, respectivamente, y en donde: La Figura 1 muestra un ejemplo de una perturbación de potencia en el caso de pérdida de un generador en un sistema de potencia. La Figura 2 muestra un principio conocido de la amortiguación de las oscilaciones de potencia por medio de la instalación de magnetización en un generador conectado a la red. La Figura 3 muestra un principio conocido de la amortiguación de las oscilaciones de potencia por medio de un capacitor en serie controlado conectado en una línea de transmisión. La Figura 4 muestra un método conocido de formación de una señal de control para amortiguar las oscilaciones de potencia. La Figura 5 muestra una primera modalidad de la invención para formar una cantidad de potencia estimada que representa una componente oscilatoria de una oscilación de potencia. La Figura 6 muestra una segunda modalidad de la invención para formar una cantidad de potencia estimada que representa una componente oscilatoria de una oscilación de potencia. La Figura 7 muestra un ejemplo de la formación de una señal de control de acuerdo con la invención para amortiguar oscilaciones de potencia. La Figura 8 muestra una modalidad de un desarrollo de la invención para la corrección de la frecuencia de una frecuencia fija para una oscilación de potencia. La Figura 9A muestra un principio conocido de amortiguación de oscilaciones de potencia por medio de un compensador de potencia reactiva controlado, conectado a una línea de transmisión. La Figura 9B muestra un desarrollo de la invención para desactivar una señal de amortiguación. La Figura 10A muestra una modalidad de un desarrollo de la invención para la adaptación, en función de la potencia, de la amplificación de la señal de amortiguación. La Figura 10B muestra una modalidad de un desarrollo de la invención para la adaptación, en función de la potencia, del desfasaje de la señal de amortiguación. La Figura 11 muestra un desarrollo de la primera modalidad de la invención para formar cantidades de potencia estimada que representan dos componentes simultáneamente oscilatorias de una oscilación de potencia. La Figura 12 muestra un desarrollo de la invención para formar una señal de control para amortiguar oscilaciones de potencia que comprenden dos componentes simultáneamente oscilatorias. DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS La siguiente descripción se relaciona con el método y también con el dispositivo.

Ha de entenderse que, aunque los bloques mostrados en las figuras se describen como unidades, elementos, filtros, etc., los mismos han de ser entendidos como un medio para conseguir la función deseada, particularmente en el caso en donde sus funciones son llevadas a cabo como software en, por ejemplo, microprocesadores. Especialmente, los bloques y elementos descritos en las Figuras 5-9A, 9B pueden ser llevados a cabo de alguna forma conocida para el experto en la materia y, por tanto, a continuación solo se describirá su función. De acuerdo con la invención, se emplea el conocimiento a priori de la frecuencia esperada de la oscilación de potencia para estimar la componente oscilatoria de la oscilación sin ninguna influencia molesta del cambio de potencia media y simultáneamente de las oscilaciones con frecuencia desviada. Esto se efectúa llevando a cabo la estimación en base a una frecuencia angular dada por el conocimiento del comportamiento esperado - desde el punto de vista de la oscilación - del sistema de potencia en donde está incluida la línea de transmisión. Dicho conocimiento se obtiene de forma conocida per se para el experto en la materia mediante estudios del sistema en forma de cálculos o simulaciones o, alternativamente, mediante las observaciones del sistema de potencia, por ejemplo, en conexión con perturbaciones. A partir de la componente oscilatoria identificada, se puede derivar entonces una señal de amortiguación con las propiedades deseadas, por ejemplo con una amplitud proporcional a la amplitud de la oscilación y con la fase relativa deseada en relación a la oscilación. Dependiendo de que accionador se utilice para la amortiguación, se puede efectuar una adaptación adicional de la señal de amortiguación. Esto es así, por ejemplo, cuando el accionador se encuentra en forma de un capacitor en serie controlable que es controlado con un valor de referencia para su reactancia, o bien en forma de un compensador de potencia reactiva estático que es controlado con un valor de referencia para su susceptancia. Por p(t) se quiere representar a continuación una cantidad caracterizante para la potencia activa en una línea de transmisión, por ejemplo, el valor de cálculo anteriormente descrito de la potencia transmitida por la línea de transmisión, y la potencia suministrada por un generador a una red de potencia por medio de una línea de transmisión, respectivamente. Además, se asume que se conoce la frecuencia de oscilación esperada y que su frecuencia angular es O .

Primera Modalidad de la Invención En un determinado intervalo de tiempo, la potencia activa puede ser expresada en términos de una potencia media Pav y de una componente oscilatoria superpuesta ?p(t) de acuerdo con: p(f) = Pßv +?p(í) (1) ?p(f)=Re{?PV*<'>} 0(f) =Oí en donde ?(t) es la señal de referencia de fase formada como la integral en el tiempo de la frecuencia angular O dada, Pav es una constante escalar o una función de variación lenta del tiempo, y ?P es una constante compleja o una función de variación lenta del tiempo. De este modo, el trabajo consiste en identificar estas constantes de un modo eficaz. La señal de referencia de fase se emplea por tanto como una referencia para la posición de fase para la componente oscilatoria Ap(t). La expresión (1) se reescribe del siguiente modo, en donde un asterisco como índice superior representa una conjugación compleja de la correspondiente cantidad: (2) pV)=P„ + ?PeJ?? +-AP* e~i tras lo cual las expresiones (1) y (2) se transforman en: Los términos a la derecha en la expresión (3) llegan a ser constantes (compleja y escalar, respectivamente) si la señal de potencia p(t) se puede producir como en la expresión (1). Se asume ahora que se dispone de los valores estimados de las constantes Pa y ?P, de manera que estos valores estimados en la expresión (3) pueden reemplazar a las constantes Pav y ?? respectivamente. De este modo se obtiene: En la medida de que los valores estimados sean correctos y a condición de que la expresión (1) se aproxime a la cantidad real p(t) caracterizante de la potencia activa, los términos a la derecha en la expresión (4) serán constantes. Después de un procesado de la señal que comprende la filtración de paso bajo en el término a la derecha en la eexxpprreessiióónn ((44)),, ssee oobbttiieenneenn aassíí vvaalloopres estimados de las constantes deseadas Pav y ?P. Esto da lugar al siguiente algoritmo: ?P = H„Jfc? *f) - P„) - ??* «*»]••*»} (5 ) ñ =^^{ ( -Re[? ^'>]} en donde H¡j>,Ph y H?p.av son operadores que representan filtros con característica de paso bajo. Se efectúa entonces la filtración de paso bajo de la cantidad compleja ?P en su parte real y en su parte imaginaria, respectivamente y por separado. La Figura 5 muestra, en forma de diagramas de bloques, como se efectúa la separación de la componente oscilatoria de acuerdo con esta modalidad de la invención. Puede verse que los valores estimados de las constantes deseadas P8 y ?P, después de un tránsito dependiente de las constantes de tiempo en los filtros de paso bajo, asumen valores estabilizados que describen la componente oscilatoria Ap(t) de acuerdo con la expresión (1) anterior. Se proporciona un elemento formador de diferencia 50 que forma, como señal de salida, la diferencia de la cantidad p(t), caracterizante de la potencia activa, y de un valor estimado Pav de la potencia media P8,, de un modo que llegará a ser evidente a partir de la siguiente descripción. La señal de salida del elemento 50 es suministrada a un elemento multiplicador 51 en donde es multiplicada por un factor de 2. Se proporciona un elemento formador de diferencia 52 que forma, como señal de salida, la diferencia del resultado de la multiplicación y del valor de cálculo ?P*e"^, formado de un modo que será evidente a partir de la siguiente descripción. La señal de salida del elemento 52 es suministrada a un elemento multiplicador 53 para su multiplicación por un factor ej?íí) y el resultado de la multiplicación se suministra a un elemento de filtración de paso bajo 54 caracterizado por una función de transferencia ??p,ph- La comparación con la expresión (5) anterior demuestra ahora que la señal de salida del elemento 54 constituye la cantidad de potencia estimada deseada ?P. La señal de salida del elemento 54 es suministrada a un elemento de cálculo 55 el cua., como señal de salida, forma la conjugada compleja fr a la cantidad de potencia estimada ?P, cuya señal de salida es suministrada a un elemento multiplicador 56 para su multiplicación por el factor jm. El resultado de esta multiplicación constituye el valor de cálculo ÁP*Q~j?(- ) el cual, para una finalidad, como se ha mencionado anteriormente, se suministra al elemento formador de diferencia 52 y, para otra, a un elemento de cálculo 57 que, como señal de salida, forma la parte real del valor de cálculo suministrado. Esta señal de salida, designada como ?p en la figura, constituye así un valor estimado de la componente oscilatoria ¿?(í) de la frecuencia O superpuesta en la potencia media. Se proporciona un elemento formador de diferencia 58 que forma, como señal de salida, la diferencia de la cantidad p(t caracterizante de la potencia activa, y la señal de salida del elemento de cálculo 57. La señal de salida del elemento 58 es suministrada a un elemento de filtración de paso bajo 59 caracterizado por una función de transferencia LP.O - La comparación con la expresión (5) anterior demuestra ahora que la señal de salida del elemento 59 constituye el valor estimado Pav de la potencia media Pav que, como se ha mencionado anteriormente, se suministra al elemento formador de diferencia 50. Los elementos 51-57 antes citados forman conjuntamente un dispositivo de cálculo EST1 el cual, junto con el elemento formador de diferencia 50, constituye un dispositivo de filtro. La Figura 5 ilustra también como se forma la señal de referencia de fase ?(t) como la integral en el tiempo de la frecuencia angular O dada en un elemento de integración 50a y como se forma el factor antes mencionado e"/fl;t) en función de la señal de referencia de fase en el elemento de cálculo 50b. Se forma de manera conocida per se una frecuencia angular O que representa la frecuencia angular dada en un elemento generador de señal, ilustrado en la Figura 5 por el bloque 50d, cuya señal de salida es integrada con el elemento de integración 50a. El dispositivo de filtro mostrado en la Figura 5 consigue así un procesado de la señal que comprende la filtración de paso bajo de la cantidad de potencia estimada ?P y de la potencia media estimada Pav en la línea de transmisión por medio de elementos de filtración de paso bajo dispuestos en una conexión en cruz ya que la cantidad de potencia estimada ?P se forma en función de las componentes del valor estimado Pa de la potencia media, obtenido a través de la filtración de paso bajo, y el valor estimado Pav de la potencia media se forma en función de las componentes de la cantidad de potencia estimada ?P, obtenidas también a través de la filtración de paso bajo. Los elementos de filtración de paso bajo 54 y 59 pueden estar constituidos, por ejemplo, como filtros de paso bajo de primer orden o como filtros de tipo Bessel o Butterworth de segundo orden con un ancho de banda a -3 dB de habitualmente (0,2 - 0,5) *O. Segunda modalidad de la invención La segunda modalidad de la invención está basada en el uso de una regresión recursiva según el método de mínimos cuadrados, el denominado algoritmo RLS. El fundamento matemático de la estimación se describe a continuación. La expresión (1) anterior puede escribirse también como: PÍO = P„ +?PX cos0(f) - ?Py sin ?{t) (6) ÁP=APx + j?Py ?(t)=Ot en donde ?PX y JAPy representan la componente real y la componente imaginaria, respectivamente, de la cantidad compleja ?P. Aquí, todas las constantes desconocidas Pa , ?PX o APy son reales. La primera ecuación en la expresión (6) se puede concebir entonces como una ecuación regresiva: P(0=ft{t)® (7) 9»t(í)=[l cos0(t) -sin0(t)] P_ T= en donde q?(t) es el llamado vector de regresión y T es el vector del parámetro buscado con las constantes Pav, ?PX o ?P . El vector del parámetro se puede determinar con ayuda de una estimación recursiva de mínimos cuadrados, el denominado algoritmo RLS, de manera conocida per se, por ejemplo del modo descrito en Ástróm/Wittenmark: Adaptive Control (ISBN 0-201-5586-1). La solución viene dada por la siguiente expresión: en donde es el vector del parámetro estimado, / es la matriz unitaria y ? es el llamado factor de olvido que controla la memoria del algoritmo. La Figura 6 muestra, en forma de un diagrama de bloques, la segunda modalidad de la invención. Un bloque de cálculo 60 es suministrado con la señal de referencia de fase, formada del modo antes indicado, y forma, como señal de salida, el vector de regresión [1 cos0 -sin0]. La cantidad p(f) caracterizante de la potencia activa, el vector de regresión y el factor de olvido se suministran a un elemento de cálculo 61 que, en función de los valores suministrados y del modo antes indicado, forma como señal de salida el vector del parámetro estimado según la expresión (9). Generación de una señal de amortiguación para influenciar la instalación de amortiguación según la invención Basado en la cantidad de potencia estimada ?P, obtenida preferentemente a través de cualquiera de las modalidades antes descritas para la separación de la componente oscilatoria de la señal de potencia, se puede generar una señal de amortiguación D(t). La amplitud de la misma se forma en función de la amplitud | ?P | de la componente oscilatoria, por ejemplo proporcional a la misma con un factor de amplificación kD y con un desfasaje elegible de 90° + a en relación a la posición de fase para la componente oscilatoria de la señal de potencia.

Puede apreciarse que, si sólo se tienen en cuenta el momento de inercia de los generadores y si las pérdidas en el sistema de transmisión son despreciables, el desfasaje ideal entre la oscilación de potencia y la señal de amortiguación es de 90°. El ángulo a en la expresión (10) anterior ha sido añadido para hacer posible la corrección del desfasaje ideal teniendo en cuenta la influencia de las pérdidas y otros factores. El ángulo a es, en la práctica, del orden de unos diez grados. La Figura 7 muestra la expresión (10) en forma de un diagrama esquemático de bloques. La señal de referencia de fase ?(i) se forma como la integral en el tiempo de la frecuencia angular dada O en el elemento de integración 50a y de un factor e"^* formado en función de la señal de referencia de fase en un elemento de cálculo 50c. El factor é se forma en función del ángulo a en el elemento de cálculo 71. La cantidad de potencia estimada ?P y el factor e"9^ se suministran a un elemento de multiplicación 72 y el resultado de la multiplicación se suministra junto con el factor ^" a un elemento de multiplicación 73. La señal de salida del elemento de multiplicación 73 se suministra a un bloque de cálculo 74 el cual, como señal de salida, forma la parte imaginaria de la señal suministrado al mismo. La señal de salida del bloque de cálculo 74 es así igual a Inri ?P el< í>+al \, es decir, a parte del factor -ko, igual al tercer término en la expresión (10). La señal de salida del bloque 74 y el factor -ko se suministran a un elemento de multiplicación 75 cuya señal de salida constituye así la señal de amortiguación D(t). La señal de amortiguación D(t) representa así una influencia deseada sobre el par motor en las máquinas oscilatorias. En el caso en donde el accionador consiste en una instalación de magnetización para un generador, como se ha descrito anteriormente con referencia a la Figura 2, la señal de amortiguación, después de la adaptación del nivel y de la limitación con respecto a la gama operativa de la instalación de magnetización, se puede emplear directamente como una señal de control para la instalación de amortiguación. Esto se ilustra en la Figura 7 en forma de una salida del elemento de multiplicación 75 designada como PSS. En el caso en donde el accionador consiste en un capacitor en serie controlable, como se ha descrito anteriormente con referencia a la Figura 3, resultará influenciada la reactancia efectiva total para la conexión por vía de la línea de transmisión. La influencia sobre el par motor en un generador será así dependiente de la dirección instantánea del flujo de potencia. En general, la amortiguación se consigue si la reactancia efectiva total de la línea de transmisión disminuye (es decir, llega a ser menos inductiva) cuando la potencia se desvía de una línea de cero para la potencia, y si la reactancia efectiva total aumenta (es decir, llega a ser más inductiva) cuando la potencia se aproxima a esta línea de cero. De este modo, es posible transformar la señal de amortiguación a una señal de reactancia deseada (una señal correspondiente a un valor de reactancia para el capacitor en serie controlable) de acuerdo con la ecuación: (11) ?XREF = «gn|p( ] £>( en donde signp(f)\ representa la dirección instantánea del flujo de potencia. Como se ilustra en la Figura 7, la señal sign\p(t)] se forma de alguna manera conocida per se en función de la cantidad p(t caracterizante de la potencia activa, en un elemento de cálculo 76 y se suministra, junto con la señal de amortiguación D(t), a un elemento de multiplicación 77 el cual, como señal de salida, forma así una señal de acuerdo con la expresión (11) anterior.

Esto se ilustra en la Figura 7 en forma de una salida del elemento de multiplicación 77 designada como TCSC. La señal así obtenida es adaptada con respecto al nivel y luego se limita a aquellos valores de reactancia que puede ejecutar el circuito principal de TCSC. Estos valores de reactancia pueden ser variables continua o discontinuamente o bien pueden ser una combinación de valores que varían continua y discontinuamente. En el caso en donde el accionador consiste en un compensador de potencia reactiva, como se ha descrito anteriormente con referencia a la Figura 9 A, la señal de amortiguación puede ser usada directamente, después de la adaptación con respecto al nivel y de la limitación con respecto a la gama operativa del compensador, como una señal de control para el controlador de voltaje del compensador. Esto se ilustra en la Figura 7 en forma de una salida del elemento de multiplicación 75 designada por SVC. En la Figura 7 no se muestra la necesidad, en ciertas aplicaciones, de invertir el signo de la señal de amortiguación o del valor de corrección AU(f) al valor de referencia del controlador de voltaje, en función de la señal de amortiguación, como se ha descrito con referencia a la Figura 9 A, pero esta modificación puede ser realizada, como es lógico, cuando sea necesario, por parte del experto en la materia. Corrección de la frecuencia Como se ha mencionado anteriormente, el dispositivo de control según la invención está proyectado para oscilaciones de potencia de una determinada frecuencia dada. En un sistema de potencia, se presentan diferentes estados operativos en función de qué líneas estén en operación en un determinado momento. La frecuencia de la oscilación de potencia en un cierto modo variará así algo en función del estado operativo del sistema de potencia. Si la frecuencia de la oscilación real se desvía de la frecuencia a la cual está ajustado el dispositivo de control, el vector ?P, representativo de la cantidad de potencia estimada, girará con la frecuencia de desviación. El desfasaje entre la señal de amortiguación y la oscilación real no llega así a ser del valor 90° + a proyectado. De acuerdo con un desarrollo de la invención, se introduce por tanto una corrección de frecuencia en la frecuencia angular dada O con el fin de adaptar la frecuencia de la señal de amortiguación a la frecuencia de la oscilación real. Una modalidad de dicha corrección de frecuencia se describe a continuación y se ilustra en la Figura 8. Ci La cantidad de potencia estimada ?P es suministrada a un elemento formador de valores absolutos 81 el cual, como señal de salida, forma el valor absoluto | ?P | de la amplitud de la cantidad de potencia estimada. La cantidad de potencia estimada ?P es suministrada también a un elemento formador de valores de fase 82 el cual, como señal de salida, forma el argumento f — arg^ ?P(í) \ representativo de la posición de fase de la cantidad de potencia estimada. La señal de salida del elemento formador de valores absolutos 81, es decir, el valor absoluto | ?P | , se suministra a un elemento comparador 83 para ser comparado con un valor comparativo AMPR, En el caso de que el valor absoluto i I ? ^P i | exceda del valor comparativo AMPR, el elemento comparador 83 forma una señal lógica DEV que es suministrada a un elemento de regulación del tiempo de retardo 84 el cual envía la señal DEV, retardada en un tiempo elegible ti y designada ahora como DEV, a la denominada unidad de muestreo y retención 85. La unidad 85 es suministrada también con la cantidad de potencia estimada ?P y, cuando recibe la señal retardada DEV, detecta la cantidad de potencia y envía el valor de la misma en este tiempo, designado aquí como tO, a un elemento formador de valores de fase 86. El elemento formador de valores de fase 86 forma, como señal de salida, el argumento: (12) <^ =arg{?P(í0)} representativo de la posición de fase de la cantidad de potencia estimada en el tiempo tO.

Se deja ahora que la señal de salida fns del elemento formador de valores de fase 86 constituya un valor de referencia para la posición de fase real de la cantidad de potencia estimada, f = argi APc, que, como se ha descrito antepormente, se forma como señal de salida a partir del elemento formador de valores de fase 82. Las señales fref y f son enviadas a un elemento formador de diferencia 87 y su diferencia es enviada a un controlador de frecuencia 88, preferentemente con una característica de integración proporcional. La señal de salida del controlador de frecuencia 88 tendrá así la forma: en donde ?O constituye una frecuencia de corrección a la frecuencia angular dada O y kDF y TDF son las constantes de amplificación y de tiempo, respectivamente, en el controlador de frecuencia. La frecuencia de corrección ?O y la frecuencia angular dada O son suministradas a un elemento adicionador 89 el cual, como señal de salida, forma una frecuencia angular corregida Oc?rr, de acuerdo con la expresión: (14) Oc?rr = O + ?O En este desarrollo de la invención, la frecuencia angular dada O, en las modalidades de la invención descritas con referencia a las Figuras 5, 6 y 7, es reemplazada por la frecuencia angular corregida Oc?p- en las expresiones descritas anteriormente, al tiempo que la frecuencia angular dada O sólo se utiliza para ser suministrada al elemento adicionador 89, como se ha descrito con referencia a las Figuras 8 y 9B. Esto se ilustra en las Figuras 5, 6 y 7 por una señal de entrada Ocorr al elemento integrador 50a, pero entre paréntesis. También viene indicada entre paréntesis la correspondiente señal de salida del elemento integrador, es decir, la señal de referencia de fase ?(f). El retardo ti en el emento de regulación del tiempo de retardo 84 puede ser elegido convenientemente para que constituya 1-2 ciclos de la frecuencia angular dada O. Para evitar que la amortiguación interfiera y desestábilice los modos de oscilación del sistema de potencia para los cuales TÍO está destinada, en un desarrollo adicional de la invención se definen desviaciones de frecuencia máximas permisibles ?O tanto hacia arriba como hacia abajo de la frecuencia angular dada para la oscilación de potencia, ajustada en el sistema de control. El controlador de frecuencia 88 es de este modo modificado de manera que, para todas las oscilaciones en donde la desviación de frecuencia ?O exceda de la desviación de frecuencia máxima permisible, su señal de salida permanece en estas desviaciones de frecuencia máximas permisibles y, para todas las oscilaciones en donde la desviación de frecuencia cae por debajo de la desviación de frecuencia descendente máxima permisible, su señal de salida permanece en esta desviación de frecuencia descendente máxima permisible. Cuando el controlador de frecuencia en conexión con las oscilaciones de potencia en la línea de transmisión permanece en cualquiera de estas limitaciones durante un período predeterminado de tiempo, se desactiva la señal de amortiguación. Esto se ilustra esquemáticamente en la Figura 9B. Un selector 91 tiene dos entradas, una de las cuales es suministrada con la señal de amortiguación D(t) formada del modo anteriormente descrito, siendo suministrada la otra con una señal con el valor CERO, y enviando, en su salida, una señal designada por D\(t). La señal Dl( ), en la posición normal del selector, es idéntica a la señal de amortiguación D(t) pero en función de una señal de influenciación DACT, suministrada al selector, la posición del selector se cambia de tal manera que envía la señal con el valor CERO. La desviación de frecuencia ?O, formada como señal de salida del controlador de frecuencia 88, es suministrada a un dispositivo limitador 92 con limitaciones indicadas de forma esquemática, tanto hacia arriba como hacia abajo, de la señal suministrada al mismo. De este modo, la señal de salida ?Ol del dispositivo limitador 92 es igual a la desviación de frecuencia ?O en tanto en cuanto esta última no exceda de las desviaciones de frecuencia máximas permisibles, pero por lo demás queda limitada a estas desviaciones. La señal de salida ?Ol del dispositivo limitador 92 se suministra, en este desarrollo de la invención, al elemento adicionador 89, de una manera análoga a la descrita con referencia a la expresión (14) anteriormente. De una manera conocida per se, el dispositivo limitador forma señales de salida lógicas Liml y Lim2, respectivamente, cuando la desviación de frecuencia ?O alcanza una limitación superior y una limitación inferior, respectivamente. Las señales Liml y Lim2 son suministradas a un circuito OR 93 el cual las envía a un circuito temporizador 94. En el caso de que cualquiera de las señales Liml y Lim2 permanezca al menos durante un período predeterminado de tiempo tL, el circuito temporizador forma, de alguna manera conocida per se, la señal de influenciación DACT.

Amplificación y/o desfasaje en función de la potencia Las oscilaciones que se presentan durante una operación normal exhiben generalmente una amplitud baja y la capacidad de amortiguación inherente del sistema de potencia es normalmente suficiente para amortiguar dichas oscilaciones. Bajo tales circunstancias, no es necesario la intervención del dispositivo amortiguador y, por tanto, se puede impartir convenientemente un valor bajo al factor de amplificación kD en la señal de amortiguación para tales amplitudes de la oscilación, entre otras cosas para reducir la carga térmica sobre los accionadores que han de suministrar el efecto amortiguador. Para asegurar que se consigue una amortiguación suficiente en amplitudes de oscilación cada vez mayores, el valor del factor de amplificación deberá aumentarse también, convenientemente en función de la amplitud de la oscilación, por ejemplo, gradualmente o de acuerdo con una característica continua seleccionada. Especialmente en el caso en donde el accionador consiste en un compensador en derivación estático para la potencia reactiva conectada a la línea de transmisión, la capacidad de amortiguación que normalmente es dependiente de la magnitud y dirección del flujo de potencia en la línea de transmisión, puede que forme convenientemente el ángulo elegible a, descrito con referencia a la Figura 7 en la sección titulada "generación de la señal de amortiguación". La Figura 10A muestra una modalidad de una adaptación, dependiente de la potencia, del factor de amplificación ko- La cantidad de potencia estimada ?P formada, por ejemplo, por medio del dispositivo de filtro como se ha descrito con referencia a la Figura 5, es suministrada a un elemento formador de valores absolutos 101, cuya señal de salida | ?P | se suministra a un elemento formador de valores funcionales 102. Este elemento genera un valor ko del factor de amplificación en función de la amplitud de la cantidad de potencia estimada y, de acuerdo con una característica seleccionada para el elemento formador de valores funcionales, dicha característica se ilustra en la figura como una función paso a paso o progresiva. La señal de salida del elemento formador de valores funcionales 102 es suministrada, con signo invertido, al elemento multiplicador 75 descrito e ilustrado con referencia a la Figura 7.

La Figura 10B muestra una modalidad de una adaptación, dependiente de la potencia, del ángulo elegible a. La potencia media estimada Pav formada, por ejemplo, por medio del dispositivo de filtro como se ha descrito con referencia a la Figura 5, es suministrada a un elemento formador de valores funcionales 103. Este elemento genera un valor a del ángulo elegible en función de la amplitud de la potencia media estimada y, de acuerdo con una característica seleccionada para el elemento formador de valores funcionales, dicha característica se ilustra en la figura como una función continua no lineal que puede adoptar valores negativos y positivos. La señal de salida del elemento formador de valores funcionales 103 es suministrada al elemento de cálculo 71 descrito y mostrado con referencia a la Figura 7. Amortiguación simultánea de las oscilaciones de más de una frecuencia de oscilación La descripción anterior se refiere a modalidades de la invención en donde se supone que el dispositivo está destinado a la amortiguación de las oscilaciones de una única frecuencia dada. En un sistema de potencia con más de dos generadores, se presentan varios modos de oscilación con diferentes frecuencias, en donde los diferentes grupos de generadores oscilan entre ellos mismos. En un desarrollo ventajoso de la invención, el dispositivo amortiguador puede ser diseñado para conseguir la amortiguación simultánea de varios de tales modos oscilatorios con diferentes pero determinadas frecuencias. La siguiente descripción de este desarrollo se refiere únicamente a dos modos de oscilación con las frecuencias angulares Oi y O2, respectivamente. Sin embargo, el principio descrito se puede ampliar, de manera conocida para el experto en la materia, para aplicarse a 3 o más modos de oscilación. Se supone que se conocen dos frecuencias de oscilación esperadas y que las frecuencias angulares de las mismas son Oi y O2, respectivamente. La expresión (1) anterior puede ser entonces generalizada para que se lea del siguiente modo: 02(f)=O2f Mediante un razonamiento completamente análogo a aquel que, basado en la expresión (1), resulta en la expresión (5) para los valores estimados de las constantes deseadas Pav y ?P, se obtiene ahora un algoritmo que expresa los valores estimados de -> cí a las constantes deseadas P^ AP¡ y ?P , de la siguiente forma: en donde Hu>,Ph Hu>,Ph2 y HLP.av son operadores que representan filtros con característica de paso bajo. La filtración de paso bajo de las cantidades complejas y ?P2 se efectúa así en las partes reales y en las partes imaginarias de las mismas, respectivamente, cada una de ellas por separado. La Figura 11 muestra en forma de un diagrama de bloques como de acuerdo con este desarrollo de la invención se efectúa la separación de las componentes oscilatorias según la expresión (16). Se proporciona un elemento formador de diferencia 501 que forma, como señal de salida, la diferencia, en uno de los casos, de la cantidad p(t) caracterizante de la potencia activa y, en otro caso, un valor estimado Pa de la potencia media Pav y un valor estimado ?p2 de la componente oscilatoria ?p2 de la frecuencia O2, cuya componente oscilatoria está superpuesta sobre la potencia media, y cuyos valores estimados se forman de una manera que será clarificada a partir de lo siguiente. La señal de salida del elemento formador de diferencia 501 se suministra al dispositivo de cálculo EST1 descrito con referencia a la Figura 5, cuyo dispositivo de cálculo comprende así elementos del mismo tipo que los elementos 51-53 y 55-57, descritos con referencia a la Figura 5, e indicados con los mismos números de referencia en la Figura 11. El filtro de paso bajo 54 mostrado en la Figura 5 ha sido indicado en la Figura 11 con una característica HwtPhi. De manera análoga a la descrita con referencia a la Figura 5, la señal de salida del elemento de filtración de paso bajo 54 consiste en la cantidad de potencia estimada deseada ?P1; lo cual resultará también claro tras una comparación directa con la expresión (16). Se proporciona un elemento formador de diferencia 502 que forma, como señal de salida, la diferencia, por un lado, de la cantidad p(f) caracterizante de la potencia activa y, por otro lado, un valor estimado Pav de la potencia media Pav y un valor estimado ?pi de la componente oscilatoria ? i de la frecuencia Ols cuya componente oscilatoria está superpuesta sobre la potencia media, y cuyos valores estimados se forman de una manera que será evidente a partir de lo siguiente. La señal de salida del elemento formador de diferencia 502 se suministra a un dispositivo de cálculo EST2 que comprende elementos 51-53 y 55-57 del mismo tipo que el dispositivo de cálculo EST1. Al objeto de no complicar innecesariamente la figura, estos elementos no son mostrados sin embargo en el dispositivo EST2. Un elemento de filtración de paso bajo indicado con el número de referencia 542 en la Figura 11, caracterizado por una función de transferencia Hj >,Ph2, es del mismo tipo y corresponde al elemento de filtración de paso bajo 54 descrito con referencia a la Figura 5. De manera análoga a la descrita con referencia a la Figura 5, la señal de salida del elemento 542 constituye la cantidad de potencia estimada deseada ?P2, lo cual resultará claro también a partir de una comparación directa con la expresión (16). El valor estimado ?pj. de la componente oscilatoria Api de la frecuencia Oi, superpuesta sobre la potencia media, y el valor estimado ? á de la componente oscilatoria ?p2 de la frecuencia O2, superpuesta sobre la potencia media, se forman de manera análoga a la descrita con referencia a la Figura 5 como señales de salida del elemento de cálculo 57 en los dispositivos de cálculo EST1 y EST2, respectivamente (en la figura no se muestra el elemento 57 del dispositivo EST2). Se proporciona un elemento formador de diferencia 58 que forma, como señal de salida, la diferencia de la cantidad p(t) caracterizante de la potencia activa y las señales de salida ?pi y ?p2 del elemento de cálculo 57 en el dispositivo EST1 y en el dispositivo EST2, respectivamente. La señal de salida del elemento 58 se suministra a un elemento de filtración de paso bajo 59 caracterizado por una función de transferencia HLP,OV, cuyo elemento es del mismo tipo que el elemento de filtración de paso bajo, descrito con referencia a la Figura 5, y con el mismo número de referencia. La comparación con la expresión (16) anterior demuestra ahora que la señal de salida del elemento 59 constituye el valor estimado Pav de la potencia media Pav que, como se ha indicado anteriormente, se suministra a los elementos formadores de diferencia 501 y 502. La Figura 11 ilustra también como se forma la señal de referencia de fase ??(t) como la integral en el tiempo de la frecuencia angular dada Oi en el elemento de integración 50al y como se forma el factor e"/?l í en función de la señal de referencia de fase en el elemento de cálculo 5 Obi. De manera conocida per se, se forma una señal de frecuencia angular Oi representativa de la frecuencia angular dada en un elemento generador de señal, ilustrado en la Figura 11 por un bloque 50dl, cuya señal de salida es integrada en el elemento integrador 50al. La señal de referencia de fase ??(t), el factor e" ß2(í) y una señal de frecuencia angular O2 se forman de manera análoga en un elemento integrador 50a2, en un elemento de cálculo 50b2 y en un elemento generador de señal 50d2. La expresión (10) para la señal de amortiguación tendrá en este caso la forma: la cual, después de la expansión de manera similar a la descrita en la expresión (10), tendrá la forma ilustrada en la Figura 12, la cual ha de ser comparada con la Figura 7. Los elementos 50al, 50cl y 711-751 mostrados en la Figura 12 son del mismo tipo y corresponden a los elementos50a, 50c y 71-75 descritos con referencia a la Figura 7 y son suministrados con cantidades correspondientes a aquellas que han sido descritas con referencia a la Figura 7 y que han de referirse al modo de oscilación con una frecuencia angular Oi. Los elementos 50a2, 50c2 y 712-752 mostrados en la Figura 12 son también del mismo tipo y corresponden a los elementos 50a, 50c y 71-75 descritos con referencia a la Figura 7 y son suministrados con las correspondientes cantidades descritas con referencia a la Figura 7 y que han de referirse al modo de oscilación con una frecuencia angular O2. La señal de salida del elemento multiplicador 751 constituye una señal de amortiguación D?(t) para amortiguar el modo de oscilación con una frecuencia angular Oi y la señal de salida del elemento multiplicador 752 constituye una señal de amortiguación £>2(t) para amortiguar el modo de oscilación con una frecuencia angular O2. Las dos señales de amortiguación D\{t) y D2(t) se suministran a un elemento adicionador 78, cuya señal de salida forma una señal de amortiguación resultante D(t). La señal de amortiguación resultante puede ser procesada y utilizada como se ha descrito anteriormente con referencia a la Figura 7. Igualmente, la corrección de frecuencia, descrita anteriormente, para la adaptación de la frecuencia de la señal de amortiguación a la frecuencia real de la oscilación real, se puede aplicar a esta modalidad de la invención, en este caso mediante una corrección de frecuencia individual para cada una de las frecuencias esperadas dadas. Estas extensión de la corrección de frecuencia para comprender más de una frecuencia puede realizarse, en base a la descripción anterior, de un modo que será evidente para el experto en la materia y que, por tanto, no será necesario entrar aquí en mayor detalle al respecto, pero se ilustra en las Figuras 11 y 12 con señales de entrada O?C07T y O.2corr a los elementos integradores 50al y 50a2, respectivamente, pero entre paréntesis. Las señales de salida correspondientes de los elementos integradores, es decir, las señales de referencia de fase ??(t) y ?z(t) también están indicadas entre paréntesis. Igualmente, la segunda modalidad de la invención, descrita anteriormente, se puede constituir para que comprenda la amortiguación simultánea de varios modos de oscilación con diferentes pero determinadas frecuencias. La expresión (6) anterior puede ser entonces generalizada para que se lea como sigue: PÍO = P„ + P,, cos 0, (í) - ?PyI sin 0, (í) + ?Px2 cos 0¿<í) - ?PyI sin 02(í) jAPy? (18) ?P2 =?PJc2 + j?P,2 02(í)=O2í Mediante un razonamiento análogo a aquel que, en base a la expresión (6) resulta en la expresión (7), el correspondiente vector de regresión tendrá la forma: P(0 = Pr( T (19) ft t) = [l cos0,(f) -sin 0,(í) cos02(í) -sin02(í)] La expresión (8) permanece inalterada con la expresión T de acuerdo con la expresión (9) reemplazada por la siguiente relación: La invención no queda limitada a las modalidades mostradas, sino que dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas son posibles una pluralidad de modificaciones que para el experto en la materia serán evidentes a partir de la descripción anterior. De este modo, la cantidad de potencia, designada por p(t) en las figuras, usada en la descripción y que es caracterizante de la potencia, puede ser reemplazada por la correspondiente señal de corriente, en cuyo caso deberá tenerse en cuenta que, si la instalación de amortiguación ha de operar con oscilaciones que intersectan a la línea cero, es decir, la potencia cambia de dirección, la señal deberá proporcionarse con signos que indiquen la dirección del transporte de potencia en la línea de transmisión, para proporcionar una función correcta de la instalación de amortiguación. Igualmente, pueden ser útiles otras señales de medición para controlar la instalación de amortiguación y se pueden emplear dentro del alcance de la invención. En líneas de transmisión con circuitos dobles paralelos, la señal de potencia total para ambos circuitos puede resultar más adecuada para controlar la instalación de amortiguación que la señal de potencia de uno solo de los circuitos, dado que la instalación de amortiguación tiende de otro modo a mover el flujo de potencia entre los circuitos paralelos a lo largo del mismo recorrido de transmisión.

Claims (24)

1. NO VEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención se considera como novedad y, por tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones: 1.- Método para amortiguar las oscilaciones de potencia (?p(t)) en una línea de transmisión eléctrica (2) incluida en un sistema de potencia, cuya línea de transmisión transmite una potencia (p(i)\ caracterizado porque: - se genera al menos una primera señal de frecuencia angular (O, Oi), representativa de una primera frecuencia angular (O, Oi) que viene dada por el conocimiento a priori de las frecuencias de oscilación esperadas en el sistema de potencia; - se forma una primera señal de referencia de fase (?(t) , 0?( ) como la integral en el tiempo de dicha primera señal de frecuencia angular; - se detecta una cantidad de potencia (p(í), i(t)), caracterizante de la potencia (p(f)) en la línea de transmisión; — — * - se forma una primera cantidad de potencia estimada (?P, ?P?)en función de dicha cantidad de potencia caracterizante, representativa, para una oscilación de dicha primera frecuencia angular, de su amplitud y posición de fase con respecto a dicha primera señal de referencia de fase; - se forma una primera señal de amortiguación (D(f), D?(t)) con una amplitud en función de la amplitud de dicha primera cantidad de potencia estimada y con un primer desfasaje elegible (90° + a, 90° + ai) en relación a la posición de fase de la misma; y - se influencia un accionador (la, 7, 7') en función de dicha primera señal de amortiguación para influenciar con ello la potencia transmitida por la línea de transmisión.
2. 2.- Método según la reivindicación 1, en donde el sistema de potencia exhibe al menos dos modos de oscilación, caracterizado porque: - se genera al menos una segunda señal de frecuencia angular (O2), representativa de una segunda frecuencia angular (O2) que viene dada por el conocimiento a priori de las frecuencias de oscilación esperadas en el sistema de potencia; - se forma una segunda señal de referencia de fase (0z( ) como la integral en el tiempo de dicha segunda señal de frecuencia angular; - se forma una segunda cantidad de potencia estimad a (?P2) en función de dicha cantidad de potencia caracterizante, representativa, para una oscilación de dicha segunda frecuencia angular, de su amplitud y posición de fase con respecto a dicha segunda señal de referencia de fase; en donde - dicha primera cantidad de potencia estimada se form a en función también de un valor estimado (? 2) de la componente oscilatoria (?p2) de dicha segunda frecuencia angular, estando dicha componente oscilatoria superpuesta sobre la potencia media, y se forma dicha segunda cantidad de potencia estimada en función también de un valor estimado (?pi) de la componente oscilatoria (Api) de dicha primera frecuencia angular, estando dicha componente oscilatoria superpuesta sobre la potencia media; - se forma una segunda señal de amortiguación (D2( ) con una amplitud en función de la amplitud de dicha segunda cantidad de potencia estimada y con un segundo desfasaje elegible (90° + a2) en relación a la posición de fase de la misma; y - se influencia dicho accionador en función también d e dicha segunda señal de amortiguación.
3. 3.- Método según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha segunda cantidad de potencia detectada se suministra a un primer dispositivo de filtro (50, 501, EST1, 59) y porque dicha primera cantidad de potencia estimada se forma como una señal de salida de dicho primer dispositivo de filtro mediante un procesado de la señal que comprende una filtración de paso bajo por medio de filtros de paso bajo (54, 59), dispuestos en una conexión en cruz, de dicha primera cantidad de potencia estimada y de un valor estimado de una potencia media (Pav) en la línea de transmisión, siendo formado dicho valor en el dispositivo de filtro.
4. 4.- Método según las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque dicha cantidad de potencia detectada, es suministrada además a un segundo dispositivo de filtro (502, EST2) y porque dicha segunda cantidad de potencia estimada se forma como una señal de salida de dicho segundo dispositivo de filtro mediante un procesado de la señal que comprende la filtración de paso bajo por medio de filtros de paso bajo (542, 59), dispuestos en una conexión en cruz, de dicha segunda cantidad de potencia estimada y el valor estimado de la potencia media en la línea de transmisión, siendo formado dicho valor por dicho primer dispositivo de filtro.
5. 5.- Método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque dicha cantidad de potencia detectada se suministra a un dispositivo de cálculo (60) que forma dicha o dichas cantidades de potencia estimada por medio de un algoritmo recursivo de mínimos cuadrados (algoritmo RLS).
6. 6.- Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se forma una frecuencia de corrección (?O) a dicha o dichas señales de frecuencia angular en función de la frecuencia real de las oscilaciones de potencia cuando la amplitud de la componente oscilatoria en dicha o dichas cantidades de potencia estimada mencionadas excede de un nivel elegible.
7. 7.- Método según la reivindicación 6, caracterizado porque dicha o dichas señales de amortiguación son desactivadas en el caso de que dicha frecuencia de corrección exceda y caiga por debajo de los niveles dados, respectivamente.
8. 8.- Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la amplitud de dicha o dichas señales de amortiguación se forma en función de un factor de amplificación (kD, koi, koi) que aumenta a medida que lo hace la amplitud de la respectiva o respectivas cantidades de potencia estimada antes citadas.
9. 9.- Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque dicho o dichos desfasajes elegibles se forman en función de la amplitud de dicho valor estimado de la potencia media en la línea de transmisión.
10. 10.- Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la instalación de magnetización (la) para un generador (1), que por vía de la línea de transmisión suministra potencia a una red de potencia (N2), se influencia en función de dicha o dichas señales de amortiguación.
11. 11.- Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque se forma una señal de modulación de reactancia (AXPOD) en función de dicha o dichas señales de amortiguación y en la dirección de flujo de potencia instantáneo (sign p(t)]) en la línea de transmisión, y porque dicha señal de modulación de reactancia se suministra como una señal de control a un capacitor en serie controlable (7) conectado en la línea de transmisión, cuyo capacitor en serie constituye dicho accionador.
12. 12.- Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque se forma un valor de corrección de voltaje (?C/(t)) en función de dicha o dichas señales de amortiguación y se suministra a un compensador estático (7*) para potencia reactiva (SVC), estando conectado dicho compensador a la línea de transmisión y constituyendo dicho accionador.
13. 13.- Dispositivo para amortiguar las oscilaciones de potencia (?p(t)) en una línea de transmisión de transmisión eléctrica (2) incluida en un sistema de potencia, cuya línea de transmisión transmite una potencia (p(t)\ caracterizado porque comprende: - medios (50d, 50dl) para generar al menos una primera señal de frecuencia angular (O, Oi), representativa de una primera frecuencia angular (O, Oi) que viene dada por el conocimiento a priori de las frecuencias oscilatorias esperadas en el sistema de potencia; - medios (50a, 50al) para formar una primera señal de referencia de fase (? f), ??(í)) mediante integración en el tiempo de dicha primera señal de frecuencia angular; - dispositivos de medición (T2, IM) para formar una cantidad de potencia detectada (p(f), i(t)) en la línea de transmisión que es caracterizante de la potencia (p(f)); - medios (50, 501, EST1, 59, 60) para formar una primera cantidad de potencia estimada (?P, ?Pi), basada en dicha cantidad de potencia detectada y representativa, para una oscilación de dicha primera frecuencia angular, de su amplitud y posición de fase con respecto a dicha primera señal de referencia de fase; - medios (50c, 50cl, 71-77, 711-751) para formar una primera señal de amortiguación (D(f), D?(t)) con una amplitud en función de la amplitud de dicha primera cantidad de potencia estimada y con un primer desfasaje elegible (90° + a, 90° + cti) en relación a la posición de fase de la misma; y - un accionador (la, 7, 7') que será influenciado en función de dicha primera señal de amortiguación y que con ello influenciará a la potencia transmitida en la línea de transmisión.
14. 14.- Dispositivo según la reivindicación 13, en donde el sistema de potencia exhibe al menos dos modos de oscilación, caracterizado porque comprende además: - medios (50d2) para generar una segunda señal de frecuencia angular (O2) representativa de una segunda frecuencia angular (O2) que viene dada por el conocimiento a priori de las frecuencias de oscilación esperadas en el sistema de potencia; - medios (50a2) para formar una segunda señal de referencia de fase (?2( ) mediante integración en el tiempo de dicha segunda señal de frecuencia angular; - medios (502, EST2) para formar, basado en dicha cantidad de potencia detectada y en un valor estimado (? i) de la componente oscilatoria (?pi) de dicha primera frecuencia angular, cuya componente está superpuesta sobre la potencia media, una segunda cantidad de potencia estimada (?P2), representativa, para una oscilación de dicha segunda frecuencia angular, de su amplitud y posición de fase con respecto a dicha segunda señal de referencia de fase, en donde dichos medios para formar una primera cantidad de potencia estimada forma esta también en base a un valor estimado (?p2) de la componente oscilatoria (?p2) de dicha segunda frecuencia angular, estando dicha componente oscilatoria superpuesta sobre la potencia media; - medios (50c2, 712-752) para formar una segunda señal de amortiguación (D2(t)) con una amplitud en función de la amplitud de dicha segunda cantidad de potencia estimada y con un segundo desfasaje elegible (90° + a2) en relación a la posición de fase de la misma; y - medios (78) para formar una suma de dichas primera y segunda señales de amortiguación, en donde dicho accionador es influenciado en función de dicha suma.
15. 15.- Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado porque dichos medios para formar dicha primera cantidad de potencia estimada comprenden un primer dispositivo de filtro (50, 501, EST1, 59) que es suministrado con dicha cantidad de potencia detectada, cuyo dispositivo de filtro comprende filtros de paso bajo (54, 59) dispuestos en una conexión en cruz para filtrar dicha primera cantidad de potencia estimada y un valor estimado de una potencia media (Pa?) en la línea de transmisión, formándose dicho valor estimado en el dispositivo de filtro.
16. 16.- Dispositivo según las reivindicaciones 13 y 14, caracterizado porque dichos medios para formar dicha segunda cantidad de potencia estimada comprenden un segundo dispositivo de filtro (502, EST2) que es suministrado con dicha cantidad de potencia detectada, cuyo dispositivo de filtro comprende filtros de paso bajo (54, 59) dispuestos en una conexión en cruz para filtrar dicha segunda cantidad de potencia estimada y dicho valor estimado de la potencia media en la línea de transmisión.
17. 17.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 13 y 14, caracterizado porque dichos medios para formar dicha o dichas cantidades de potencia estimada comprenden un dispositivo de cálculo (60) para formar dicha o dichas cantidades de potencia estimada por medio de un algoritmo recursivo de mínimos cuadrados (algoritmo RLS).
18. 18.- Dispositivo según las reivindicaciones 13 a 17, caracterizado porque comprende medios (81-89) para formar una frecuencia de corrección (?O) a dicha o dichas señales de frecuencia anular en función de la frecuencia real de las oscilaciones de potencia cuando la amplitud de la respectiva o respectivas cantidades de potencia estimada citadas excede de un nivel elegible.
19. 19.- Dispositivo según la reivindicación 18, caracterizado porque comprende medios (91, 94) para desactivar dicha o dichas señales de amortiguación en el caso de que dicha frecuencia de corrección exceda o caiga por debajo de niveles dados.
20. 20.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 19, caracterizado porque comprende medios (101, 102) para formar un factor de amplificación (fo, km, k que aumenta a medida que lo hace la amplitud de la respectiva o respectivas cantidades de potencia estimada citadas, en donde la amplitud de dicha señal o señales de amortiguación se forma en función de dicho factor de amplificación.
21. 21.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 19, caracterizado porque comprende medios (103) para formar dicho o dichos desfasajes elegibles en función de la amplitud de dicho valor estimado de la potencia media en la línea de transmisión.
22. 22.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 21, caracterizado porque dicho accionador es la instalación de magnetización (la) para un generador (1) que, por vía de la línea de transmisión, suministra potencia a una red de potencia (N2).
23. 23.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 21, caracterizado porque dicho accionador es un capacitor en serie controlable (7) conectado en la línea de transmisión, siendo la señal de control de dicho capacitor en serie una señal de modulación de reactancia (AXPOD), en donde dicha señal de modulación de reactancia se forma en función de dicha o dichas señales de amortiguación y en la dirección de flujo de potencia instantáneo (sigrí[p(i)~) en la línea de transmisión.
24. 24.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 21, caracterizado porque dicho accionador es un compensador estático (7') para potencia reactiva (SVC) conectado a la línea de transmisión.