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Estabilidad de tensión
La estabilidad de tensión es la capacidad de un sistema de mantener tensiones aceptables en todos sus nudos. Al igual que el control de tensión, la estabilidad de tensión es un fenómeno esencialmente local, si bien sus consecuencias pueden, en algunas ciscustancias, extenderse por el sistema eléctrico.
Para ilustrar un problema de estabilidad de tensión consideremos un
ejemplo sencillo [1, sec. 14.1],
que consiste en una carga alimentada a través de una línea, tal como
muestra la figura 12. Suponemos que la
tensión en la fuente de alimentación es uno por unidad, y que el ángulo
de la impedancia de la línea es 
, un valor típico para una línea de transporte. La
carga se define a partir de su potencia activa y su factor de
potencia.
Dado un factor de potencia determinado, la variación de la carga provoca una variación de la tensión en la misma. La figura 13 muestra las curvas que relacionan la carga con la tensión. En dicha figura, la potencia está normalizada en relación con la máxima potencia transmitible con factor de potencia uno. Puede observarse que, para cargas pequeñas, la tendencia de la tensión es a subir cuando la carga es capacitiva y a bajar cuando es inductiva. Sin embargo, para cargas grandes, la tensión siempre decrece. A este respecto, conviene recordar que el desacoplamiento entre flujo de potencia activa y módulo de tensión no es válido en líneas muy cargadas.
Las curvas de la figura 13 se llaman curvas P-V o curvas de la nariz, por su forma característica. Gráficas similares a ésta pueden ser calculadas para cualquier nudo de un sistema eléctrico mediante la realización de sucesivos flujos de carga. La línea discontinua representa el límite de funcionamiento del sistema: más allá de ella es imposible transmitir potencia activa. Los puntos situados por debajo de la línea discontinua son inestables, y el sistema eléctrico nunca opera en ellos. Tampoco es posible calcular estos puntos mediante un flujo de cargas convencional, por ejemplo aplicando Newton-Raphson. Cuando un flujo de cargas no converge, frecuentemente es debido a un problema de inestabilidad local de tensión.
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Como puede observarse, un aumento excesivo de la carga provocaría un descenso progresivo de la tensión y, en último caso, la inestabilidad del sistema. Incluso antes de llegar al punto inestable, las tensiones se vuelven inaceptablemente bajas. Conviene observar que la tensión cae más rápido cuando la carga es inductiva.
Este mismo mecanismo puede aparecer en zonas relativamente extensas de un sistema eléctrico. Lo que en la figura 12 es una carga, puede ser una zona del sistema con una demanda elevada, y lo que es una línea puede ser un conjunto de líneas más o menos mallado. En general, la inestabilidad de tensión puede aparecer en redes débiles, o bien en sistemas muy cargados donde la potencia activa tiene que recorrer un largo camino desde los generadores hasta las cargas.
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