IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - July/August 2020 - 78

A diferencia de los nudos borromeos, el sistema eléctrico
generalmente se mantiene unido cuando ninguno de sus tres
elementos funciona a la perfección, pero los tres son necesarios
para su funcionamiento.

en el sistema. Esta medida de estrés es razonable, ya que
la cascada siempre comienza con una interrupción que hace
que otras ramas se carguen en exceso y fallen. Se han definido dos métricas para la vulnerabilidad: rango de vulnerabilidad (RankV) y grado de vulnerabilidad (DegreeV).
A modo de ilustración, los flujos posteriores a la interrupción para una red pequeña fueron calculados a partir de
flujos DFAX y flujos previos a la interrupción. Omitimos los
cálculos ya que no son nuevos ni interesantes, pero los resultados sí lo son (véase la tabla 2).
Dos ramas están interrumpidas, una a la vez. La
columna más hacia la derecha en el campo dorado
indica que, después de una interrupción de la rama 3,
las tres ramas monitoreadas llevarán 115, 443 y 0 MW, respectivamente. La columna a la izquierda en el campo dorado
muestra lo que sucede después de la interrupción de la rama
1: las tres ramas monitoreadas llevarán 0, 481 y 125 MW. La
mayoría de las ramas son monitoreadas e interrumpidas, pero
puede haber excepciones. En la tabla 2, la rama 2 es monitoreada pero no se interrumpe.
¿Son los flujos posteriores a la interrupción en la tabla 2 un
problema? Eso depende de cómo se comparen con la capacidad de cada rama monitoreada, dada en la primera columna
de la tabla. (Un paréntesis: las capacidades de línea dependen
de parámetros tales como el grosor de los conductores y su
altura sobre el suelo u obstáculos. Las capacidades de los transformadores son proporcionadas por el fabricante, pero pueden
ser aumentadas al mejorar el enfriamiento del transformador o
limitar las horas en que están muy cargadas, ya que los transformadores pueden calentarse lo suficiente como para dañarse
cuando están muy cargados durante largos periodos).
Por ejemplo, en la tabla 2, la interrupción de la rama
1 hará que fluyan 125 MW en la rama 3. Esto es mayor
que la capacidad de 102 MW de la rama 3. Expresado de
manera diferente, el flujo después de la interrupción será
125/102 = 1.23 veces la capacidad de la rama 3.
Los flujos después de la interrupción en megavatios (el
campo dorado en la tabla 2) se convierten en fracciones de las
capacidades de la rama en el campo dorado de las tablas 3 y 4.
(Véase el 1.23 calculado anteriormente en la esquina inferior
izquierda del campo dorado en cada tabla). El resto de los campos dorados de las tablas 3 y 4 se calcula a partir del campo
dorado de la tabla 2 exactamente de la misma manera.
Los campos dorados simples en las tablas 3 y 4 son el
alma y vida de este artículo. Para cada una de las ramas
78

ieee power & energy magazine

que controlamos mediante cálculos, el campo dorado en la
tabla 3 indica cómo se cargará después de cada interrupción, una interrupción a la vez. Y la tabla 4 señala la gravedad con la que afectará cada posible interrupción a las
ramas supervisadas.
El campo dorado puede ser enorme para un sistema real.
Encontramos dos aplicaciones simples pero poderosas para
extraer información muy útil de todos estos datos sobre cuán
estresadas están las ramas y la red en su conjunto. Las tablas 3
y 4 ilustran estas dos aplicaciones. Pueden ser definidas matemáticamente, pero las tablas 3 y 4 resumen los cálculos de las
ramas. Más adelante, mostramos cómo extraer las métricas
del estrés del sistema a partir de las métricas de la rama.
Nuestras primeras métricas de estrés miden la vulnerabilidad: cuánto riesgo de sobrecarga y cascada corre una
rama particular debido a una interrupción. Una medida de
vulnerabilidad, RankV, es el flujo más alto posterior a la
interrupción en la rama, considerando todas las interrupciones posibles, una a la vez. Esto se puede extraer directamente del campo dorado. El número más alto en la fila
inferior del campo dorado, 1.23, es el flujo máximo posterior
a la interrupción (RankV) de la rama 3, considerando todas
(ambas) las interrupciones. Para la siguiente fila hacia arriba,
el número más alto es 0.94, el RankV de la rama 2. Y desde
la fila dorada superior, el RankV de la rama 1 es 0.49. Cada
uno de estos números, 0.49, 0.94 y 1.23, se enumera en la
columna más hacia la izquierda de la tabla 3. Estos son los
flujos máximos posteriores a la interrupción en cada rama
monitoreada en términos de la capacidad de la rama, una
medida de su estrés. Entonces, nuestra primera aplicación
encuentra la carga máxima en cada fila.
Otra medida de vulnerabilidad, DegreeV, es la cantidad
de interrupciones que cargarán a cada rama por encima de
un umbral preocupante. Aquí usaremos 0.75 como umbral.
El DegreeV puede ser encontrado fácilmente desde el campo
dorado de la tabla 3 usando una aplicación de conteo simple. Solo una interrupción cargará la rama 3 por encima
del umbral, por lo que DegreeV es uno para la rama 3. Del
mismo modo, DegreeV es dos para la rama 2 y cero para
la rama 1. Los valores métricos de DegreeV para las tres
líneas monitoreadas se encuentran en la segunda columna
en el campo bronce.
¿Por qué sería razonable utilizar un umbral distinto de
1? En los apagones en cascada de EE. UU. y Canadá de
1965 y 2003 descritos anteriormente, la cascada comenzó
julio/agosto 2020

IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - July/August 2020

Table of Contents for the Digital Edition of IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - July/August 2020