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PRÁCTICA # 3 
CONTROL PARA FLUJO DE POTENCIA 
 
1. Objetivos 
 
a. Estudiar el comportamiento de los flujos de potencia activa y reactiva en un sistema de 
potencia. 
b. Estudiar el efecto de los transformadores con tap sobre el sistema. 
c. Estudiar las curvas de capacidad de los generadores 
d. Analizar la compensación de reactivos para el control de tensión. 
e. Realizar un análisis de flujos de potencia sobre un sistema de prueba implementado en 
NEPLAN, usando transformadores con taps, compensación de reactivos, generadores con 
límites de potencia reactiva. 
 
2. Preinforme 
 
2.1 Explique las curvas de capacidad de las máquinas síncronas. 
2.2 ¿Qué sucede si se violan los límites de potencia en un generador? 
2.3 ¿Cómo se puede controlar el flujo de potencia por un tramo? 
2.4 ¿Cómo se puede controlar el voltaje en un nodo de carga? 
2.5 ¿Por qué es necesario hacer control de tensión en un nodo? 
2.6 Explique el funcionamiento de un transformador con tap. 
2.7 ¿Para qué se utilizan los transformadores con tap? 
2.8 ¿Para qué se utiliza la compensación de reactivos? 
2.9 ¿Cómo se realiza la compensación de reactivos en un nodo, que efectos trae en dicho 
nodo? 
2.10 ¿Qué es un condensador síncrono? 
2.11 ¿Qué son los dispositivos SVC y STATCOM, para que se utilizan, en que etapas del 
sistema eléctrico son utilizados (generación, transmisión y/o distribución)? 
2.12 ¿Cómo se realiza el flujo de potencia en un sistema que cuenta con límites de potencia 
en las líneas, los generadores y límites de tensión en las barras? 
 
3. Procedimiento 
 
3.1 Inicie el programa Neplan e implemente el sistema IEEE de 9 barras de la Figura 1, con 
la información descrita en la Tabla 1-Tabla 3, teniendo en cuenta que el voltaje base es de 
230kV en el lado de alta tensión y la potencia base es de 100MVA (La mayor parte de la 
información es tomada de [1]). 
 
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TR2 TR3 
L78 L89 
G2 G3 
C8 
L57 L69 
N5 
230 kV 
N6 
230 kV 
L45 L46 
C5 N4 
C6 
TR1 
N1 
16,5 kV 
230 kV 
N3 
13,8 kV 230 kV 230 kV 230 kV 
 
N7 N8 N9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
G11 
Figura 1. Sistema IEEE 9 nodos 
 
Tabla 1.Datos de las barras 
 
Nodos 
Vnominal Vmín Vmáx 
Tipo 
Voperación Pd Qd 
1 
 (kV) 
16,5 
(%) 
90 
(%) 
110 Sl 
(%) 
104 
(MW) (Mvar) 
2 18 90 110 PV 102,5 
3 13,8 90 110 PV 102,5 
4 230 90 110 PQ 
5 230 90 110 PQ 125 50 
6 230 90 110 PQ 90 30 
7 230 90 110 PQ 
8 230 90 110 PQ 100 35 
 9 230 90 110 PQ 
 
Tabla 2. Datos de los generadores Tabla 3. Datos de los tramos 
 
 
Nodo 
Vnominal Snominal Poperación Tramo R(p.u.) X(p.u.) B(p.u.) 
 (kV) (MVA) (MW) 
 
1 16,5 247.5 
2 18 192 163 
3 13,8 128 85 
 
 9-8 0,0119 0,1008 0,209 
N2 
18 kV 
4-5 0,01 0,085 0,176 
4-6 0,017 0,092 0,158 
5-7 0,032 0,161 0,306 
6-9 0,039 0,17 0,358 
7-8 0,0085 0,072 0,149 
 
 
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Tabla 4. Datos de los transformadores 
 
Tramo R Zcc(%) 
1-4 0 5,76% 
2-7 0 6,25% 
3-9 0 5,86% 
3.2 A partir del caso base crear las siguientes sub-variantes: 
Tenga en cuenta que la sub-variante taps_2 deben crearla después de realizar el 
procedimiento descrito para la sub-variante taps. 
 
Para el caso base se obtiene los siguientes resultados: 
Voltaje en el nodo 4 de 102,58%, una potencia generada en el SLACK de 71,641MW y 
27,0646Mvar 
 
3.5. Identifique cuanto es la potencia reactiva generada por el generador G2 y reactiva 
absorbida por el generador G3, identifique el valor de pérdidas de potencia activa y 
reactiva del sistema 
 
3.6. En la sub-variante “limitesG2”, editar los límites de generación de potencia reactiva 
generada por el generador G2. Qmín=-3Mvar y Qmás=3Mvar. Identifique cuanto es la 
potencia reactiva generada por el generador G1, G2 y G3, identifique el valor de las 
pérdidas de potencia activa y reactiva del sistema 
 
3.7. En la sub-variante “limitesG3”, editar los límites de generación de potencia reactiva 
generada por el generador G3. Qmín=-7Mvar y Qmás=7Mvar. Identifique cuanto es la 
potencia reactiva generada por el generador G1, G2 y G3, identifique el valor de las 
pérdidas de potencia activa y reactiva del sistema 
 
3.8. Qué pasa con las pérdidas de potencia activa y reactiva en 3.6 y 3.7 respecto al caso base, 
a que se debe estos cambios 
 
3.9. En el caso de 3.7 respecto al caso base, cuanto es la potencia reactiva total generada en 
ambos casos, que pasa con la diferencia de potencia reactiva total generada en ambos 
casos. Donde se ve reflejada esta diferencia en el caso 3.7 
 
3.10. Para el caso 3.7, qué efectos trae en el sistema el exceso de reactivos(comparar 
respecto al caso base y justifique) 
 
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3.11. En la sub-variante “Compensacion” aumente el valor de la carga al doble, tanto en 
potencia activa como en reactiva. Haga uso de un factor de escalamiento de 2, siguiendo 
el procedimiento que se muestra en las siguientes figuras: 
 
Paso 1 
Paso 2 
 
Paso 3 
 
 
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Paso 4 
 
Para las otras cargas solo es necesario insertar el factor así como se indicó en el paso 4. 
 
3.12. Observe que la tensión en el nodo 5 es de 87,11%. El objetivo es elevar la tensión de 
este nodo al 95%, para esto aumente el tamaño del nodo y conecte una maquina síncrona, 
asígnele la clasificación de PV, con una tensión de operación de 95% y una potencia de 
generación igual a cero. La tensión nominal debe ser igual a la tensión en el nodo en kV 
y en la potencia aparente nominal asigne un valor grande y un factor de potencia nominal 
de 0,9. Posteriormente, corra el flujo de potencia y observe que el nodo opera a la tensión 
objetivo. Ademas, observe la potencia reactiva generada por la maquina síncrona, esta 
potencia es la que se requiere para elevar la tensión al valor requerido, verifique que este 
valor sea de 69,004 Mvar. 
3.13. Este generador será reemplazado por un banco de capacitores que inyecte la potencia 
reactiva necesaria para controlar la tensión en el valor deseado. Para esto, conecte una 
carga al nodo 5 y deshabilite la maquina síncrona. Asigne a la carga una potencia reactiva 
igual a la obtenida en el caso anterior pero negativa. Corra el flujo de potencia y observe 
que la tensión se encuentra en el valor deseado. 
3.14. Para la sub-variante taps, en este caso incremente la demanda un 200% mediante la 
misma metodología empleada en el paso 3.11 de este procedimiento 
 
Corra el flujo de carga y observe la tensión en el nodo 4 y 5. Justifique la causa del valor de 
tensión en dichos nodos. Una vez realizado el cambio en las demandas crear a partir de este 
la sub-variante taps_2. 
 
3.15. Partiendo de la sub-variante taps. Configurar el valor del tap en el transformador 
conectado al Slack. Se debe tener en cuenta que el devanado 1 en NEPLAN se va a 
conectar al nodo de alta y el devanado 2 al nodo de baja. Ajuste el valor del tap actual 
de acuerdo a los parámetros de la Tabla 5. 
 
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Tap mínimo -20 
Tap máximo 20 
Tap Nominal 0 
Delta V% 5 
Tabla 5. Configuración del tap. 
Nota: Tenga en cuenta que el tap está ubicado en el lado de alta tensión y este también corresponde al nodo con 
voltaje controlado (esto debe ser configurado en Neplan) 
 
Gradúe manualmente el valor del tap actual hasta obtener una tensión en el nodo 4 de 
100%. Cual fue el valor del tap y la tensión obtenida en los nodos 4 y 5?. 
 
3.16. Ahora el proceso se realizará con el cambio automático del tap, para esto realice lo 
siguiente: presionar ALT+P y en la ventana parámetros flujo de carga habilite la opción 
Actualizar tap oper con valores calc (Figura 2). 
Figura 2 
 
Luego en la configuraciónde regulación del transformador habilite la opción cambiar tap 
bajo carga y adicionalmente colocar el voltaje objetivo de (Vobj %) de 101%. También 
habilite la opción Secundario o Primario (según donde esté conectado el nodo 4) en el 
recuadro Nodo Voltaje Controlado. Ejecutar de nuevo el flujo de carga y observar que el 
tap haya cambiado de valor y adicionalmente la tensión en los nodos 4 y 5 esté dentro de los 
límites de operación. Indique el valor del tap y explique por qué el voltaje en el nodo 
controlado del transformador no es exactamente igual al voltaje objetivo. 
 
3.17. Partiendo de la sub-variante taps_2. Crear una copia del transformador conectado al 
nodo Slack, conectar dicho transformador en paralelo. Para uno de los transformadores 
realice la configuración de la Tabla 5, con un tap actual de 0 y para el otro realice la 
misma configuración cambiando Delta V%=10, tap nominal de 5 y tap actual de 4. En 
los límites del transformador habilite en ambos la opción Evaluación según Sr y 
establezca un límite de 250 MVA. Ejecute el flujo de carga y observe los flujos de 
 
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potencia activa y reactiva en ambos transformadores, también la cargabilidad en ambos 
transformadores, explique lo sucedido. 
 
3.18. Habilite la opción de cambiar tap bajo carga para ambos transformadores ajuste un 
Vobj% de 102 para ambos transformadores, por último habilite la opción Actualizar tap 
oper con valores calc en la ventana parámetros de flujo de carga (Figura 2). Ejecute de 
nuevo el flujo de carga y observe los resultados para cada transformador. Repita el 
procedimiento cambiando del Vobj a 100% para ambos transformadores y observe los 
resultados nuevamente. 
 
4. Informe 
 
4.1. Complete las preguntas realizadas en el procedimiento, justifique cada uno de los 
resultados obtenidos. 
 
5. Bibliografía 
 
[1] P. M. Anderson, A. A. Fouad, “Power System Control and Stability”, Science Press, Iowa, 
1977, Volume I. 
[2] John J. Grainger, William D. Stevenson Jr., “Análisis de Sistemas de Potencia”, Mc 
Graw-Hill, 1996. 
[3] Arthur R. Bergen, “Power Systems Analysis”, Prentice Hall, 2nd Ed.