Variabilidad del Margen de Estabilidad de Voltaje ante Incertidumbre de Carga en el Sistema IEEE de 14 Barras

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.47187/perspectivas.8.2.264

Palabras clave:

Estabilidad de Voltaje, Flujo de Potencia, Análisis de Incertidumbre, Método de Monte Carlo, Sistemas Eléctricos de Potencia

Resumen

Este artículo analiza la variabilidad del margen estimado de estabilidad de voltaje ante incertidumbre de carga en el sistema IEEE de 14 barras. Para ello, se generaron escenarios Monte Carlo mediante factores aleatorios aplicados a las demandas activa y reactiva, y se resolvieron flujos de potencia con el método de Newton-Raphson. En cada escenario, λmax se estimó mediante evaluación de factibilidad y refinamiento biseccional dentro de un intervalo definido; además, se generaron curvas P-V discretas para identificar la barra crítica y analizar la evolución de la tensión mínima en las barras PQ. Los resultados muestran que la incertidumbre de carga produce variaciones apreciables en el margen estimado, aunque una parte importante de los escenarios alcanza el límite superior del intervalo de exploración. Por esta razón, dichos casos se interpretan como escenarios censurados y no como puntos exactos de colapso. La relación entre carga activa total y λmax evidenció una tendencia inversa, lo que confirma la reducción del margen ante incrementos de demanda. Además, la criticidad se concentró principalmente en las barras 5 y 14, mientras que las curvas P-V representativas permitieron vincular la dispersión estadística con la evolución eléctrica del sistema. El enfoque aplicado permite caracterizar el margen de estabilidad desde una perspectiva probabilística y reproducible.

Referencias

[1] P. Kundur, Power System Stability and Control. New York, NY, USA: McGraw-Hill, 1994.

[2] T. Van Cutsem and C. Vournas, Voltage Stability of Electric Power Systems. Boston, MA, USA: Kluwer Academic Publishers, 1998, doi: 10.1007/978-0-387-75536-6.

[3] F. Mišurović and S. Mujović, “Numerical probabilistic load flow analysis in modern power systems with intermittent energy sources,” Energies, vol. 15, no. 6, Art. no. 2038, Mar. 2022, doi: 10.3390/en15062038.

[4] University of Washington, “Power Systems Test Case Archive: 14 Bus Power Flow Test Case,” Department of Electrical and Computer Engineering, University of Washington. Accessed: Jul. 3, 2026. [Online]. Available: https://labs.ece.uw.edu/pstca/pf14/pg_tca14bus.htm

[5] V. Ajjarapu and C. Christy, “The continuation power flow: A tool for steady state voltage stability analysis,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 7, no. 1, pp. 416–423, Feb. 1992, doi: 10.1109/59.141737.

[6] Texas A&M University, “IEEE 14-Bus System,” Electric Grid Test Case Repository. Accessed: Jul. 3, 2026. [Online]. Available: https://electricgrids.engr.tamu.edu/electric-grid-test-cases/ieee-14-bus-system/

[7] C.-L. Su, “Probabilistic load-flow computation using point estimate method,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 20, no. 4, pp. 1843–1851, Nov. 2005, doi: 10.1109/TPWRS.2005.857921.

[8] R. Gadal, A. Oukennou, F. El Mariami, A. Belfqih, and N. Agouzoul, “Voltage stability assessment and control using indices and FACTS: A comparative review,” Journal of Electrical and Computer Engineering, vol. 2023, Art. no. 5419372, Aug. 2023, doi: 10.1155/2023/5419372.

[9] Y. Chen, J. Wen, and S. Cheng, “Probabilistic load flow method based on Nataf transformation and Latin hypercube sampling,” IEEE Transactions on Sustainable Energy, vol. 4, no. 2, pp. 294–301, Apr. 2013, doi: 10.1109/TSTE.2012.2222680.

[10] F. Milano, Power System Modelling and Scripting. Berlin, Germany: Springer, 2010, doi: 10.1007/978-3-642-13669-6.

[11] R. D. Zimmerman, C. E. Murillo-Sánchez, and R. J. Thomas, “MATPOWER: Steady-state operations, planning, and analysis tools for power systems research and education,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 26, no. 1, pp. 12–19, Feb. 2011, doi: 10.1109/TPWRS.2010.2051168.

[12] J. F. Zhang, C. T. Tse, W. Wang, C. Y. Chung, and K. P. Wong, “Voltage stability analysis based on probabilistic power flow and maximum entropy,” IET Generation, Transmission & Distribution, vol. 4, no. 4, pp. 530–537, Apr. 2010, doi: 10.1049/iet-gtd.2009.0071.

[13] K. N. Hasan, R. Preece, and J. V. Milanović, “Existing approaches and trends in uncertainty modelling and probabilistic stability analysis of power systems with renewable generation,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 101, pp. 168–180, Mar. 2019, doi: 10.1016/j.rser.2018.10.017.

[14] B. R. Prusty and D. Jena, “A critical review on probabilistic load flow studies in uncertainty constrained power systems with photovoltaic generation and a new approach,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 69, pp. 1286–1302, Mar. 2017, doi: 10.1016/j.rser.2016.11.013.

[15] W. Deng, B. Zhang, H. Ding, and H. Li, “Risk-based probabilistic voltage stability assessment in uncertain power system,” Energies, vol. 10, no. 2, Art. no. 180, Feb. 2017, doi: 10.3390/en10020180.

[16] G. M. Baleboina and R. Mageshvaran, “A survey on voltage stability indices for power system transmission and distribution systems,” Frontiers in Energy Research, vol. 11, Art. no. 1159410, Nov. 2023, doi: 10.3389/fenrg.2023.1159410.

[17] A. M. Hakami, L. Wang, and M. H. Haque, “A review of uncertainty modelling techniques for probabilistic stability analysis of renewable-rich power systems,” Energies, vol. 16, no. 1, Art. no. 112, Jan. 2023, doi: 10.3390/en16010112.

[18] IEEE Power Engineering Society, Voltage Stability Assessment: Concepts, Practices and Tools. Piscataway, NJ, USA: IEEE/PES Power System Stability Subcommittee, 2002.

Descargas

Publicado

30-07-2026

Declaración de disponibilidad de datos

Los autores no han puesto a disposición del público los datos de investigación.

Número

Sección

Artículos arbitrados

Cómo citar

[1]
«Variabilidad del Margen de Estabilidad de Voltaje ante Incertidumbre de Carga en el Sistema IEEE de 14 Barras», Perspectivas, vol. 8, n.º 2, jul. 2026, doi: 10.47187/perspectivas.8.2.264.

Artículos similares

1-10 de 87

También puede Iniciar una búsqueda de similitud avanzada para este artículo.