Caracterización y simulación de fenómenos dinámicos relacionados con la actuación de un horno de arco eléctrico conectado al sistema eléctrico de potencia de Ecuador

• Autores: Carlos Del Hierro, Jaime Cepeda
• Localización: Revista Técnica "energía", ISSN-e 2602-8492, ISSN 1390-5074, Vol. 17, Nº. 2, 2021 (Ejemplar dedicado a: Revista Técnica "energía", Edición No. 17, ISSUE II), págs. 8-17
• Idioma: español
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  • español

    La operación de los hornos de arco eléctrico (EAF) causa variaciones en las variables eléctricas, como son: potencia activa, reactiva, voltaje y frecuencia. Estas variaciones se deben al funcionamiento propio del EAF que produce un consumo altamente intermitente, lo que lo hace una carga especial. Este trabajo presenta una metodología para el análisis e interpretación de los datos registrados por el sistema SCADA/EMS y el sistema de monitoreo de área extendida WAMS, durante la operación de un EAF conectado al sistema eléctrico de potencia (SEP) de Ecuador. El propósito de este análisis es caracterizar las perturbaciones a través de las variables eléctricas frecuencia, voltaje, potencia activa y reactiva, medidas en la Subestación más sensible a la operación del EAF. Para esto, se realiza un análisis de datos multivariantes basado en Funciones Empíricas Ortogonales EOF, junto con clasificadores inteligentes. Adicionalmente, se propone un modelo de EAF para simulación de transitorios electromecánicos, el cual se basa en un tren de pulsos de ancho modulado (Pulse-width modulation PWM), afectado por una señal de ruido de frecuencia parametrizable. Tanto la propuesta metodología para caracterización de la actuación del EAF a través de registros, como el modelo propuesto muestran prometedores resultados respecto de la evaluación post-operativa y de planeamiento operativo del impacto de la operación de un EAF en el SEP.

  • English

    The operation of electric arc furnaces (EAF) causes variations in the electrical variables, such as: active and reactive power, voltage and frequency. These variations are related to the proper operation of the EAF that produces a highly intermittent consumption, which makes it a special load. This work presents a methodology for the analysis and interpretation of the data recorded by the SCADA/EMS system and the wide area monitoring system WAMS, during the operation of an EAF connected to the electric power system (EPS) of Ecuador. The purpose of this analysis is to characterize the disturbances through the electrical variables frequency, voltage, active and reactive power, measured in the most sensitive substation to the EAF operation. To this aim, a multivariate data analysis is performed based on Empirical Orthogonal Functions EOF, together with intelligent classifiers. In addition, an EAF model is proposed for electromechanical transient simulation, which is based on a pulse-width modulation PWM train, affected by a noise signal with a parameterizable frequency. Both the proposed methodology for characterizing the performance of the EAF through records, and the proposed model show promising results regarding the post-operative evaluation and operational planning of the impact of an EAF operation in the EPS