Análisis de los flujos de potencia de los sistemas eléctricos y su interpretación física

Abstract

RESUMEN: En este artículo se extiende la teoría de la potencia instantánea del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE, Std. 1459 de 2010) usada en sistemas eléctricos monofásicos a sistemas eléctricos trifásicos. A partir del producto de voltajes y corrientes instantáneos se obtiene una expresión general de potencia instantánea que sirve para explicar los fenómenos de los sistemas eléctricos. Esta expresión se verifica mediante pruebas experimentales relacionando los flujos de potencia con las causas que lo producen. Existen numerosas expresiones de potencia instantánea reportadas por la literatura pero ninguna de ellas relaciona físicamente ni matemáticamente los fenómenos de los sistemas eléctricos con las causas que lo producen. Por ello se propone el uso de la teoría de la potencia instantánea para explicar los fenómenos de los sistemas eléctricos y contribuir con una teoría de potencia que simultáneamente pueda facturar energía, evaluar la calidad de la energía, diseñar filtros activos, y detectar las fuentes de distorsión armónica.

ABSTRACT: In this paper, the instantaneous power theory of the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE, Std. 1459 of 2010) used for single-phase electric systems is expanded to three-phase electric systems. A general instantaneous power expression is obtained through instantaneous voltages and currents. This expression is useful to explain the phenomena in electrical systems. This expression is also verified through experimental tests relating power flow and its causes. There are numerous instantaneous power expression reported in the literature, but these expressions do not relate physically and mathematically the electrical phenomena and its causes. For this reason, it is proposed to use the instantaneous power theory to explain physical phenomena in electrical systems contributing with a power theory that can be simultaneity used for measuring or monitoring to revenue purposes, for evaluating the power quality, for designing active filters, and for detecting sources of harmonic distortion.