Los sistemas eléctricos de potencia enfrentan constantes perturbaciones, mitigadas usualmente con estabilizadores (PSS) que amortiguan las oscilaciones de baja frecuencia. Este proyecto propone un PSS basado en control predictivo (PCPSS) que maneja restricciones explícitas y optimiza el rendimiento en un horizonte de predicción, mejorando la robustez ante perturbaciones. Dirigido a sistemas multimáquina, el PCPSS utiliza la teoría de control predictivo con un modelo transitorio no lineal de máquina síncrona discretizado. Validado en el sistema de prueba IEEE-WSCC (3 máquinas, 9 nodos) en tres escenarios de fallas y variaciones operativas, el PCPSS demostró mayor amortiguamiento, menor sobrepaso y tiempo de estabilización, y reducciones en errores absolutos y cuadrados integrales en el tiempo, asegurando una mejor respuesta dinámica y estabilidad del sistema. Electrical power systems face constant disturbances, usually mitigated with stabilizers (PSS) that dampen low-frequency oscillations. This project proposes a predictive control-based PSS (PCPSS) that handles explicit constraints and optimizes performance over a prediction horizon, improving robustness to perturbations. Aimed at multi-machine systems, PCPSS uses predictive control theory with a discretized nonlinear synchronous-machine transient model. Validated on the IEEE-WSCC test system (3 machines, 9 nodes) under three failure scenarios and operational variations, the PCPSS demonstrated increased damping, decreased overshoot and settling time, and reductions in absolute and time integral square errors, ensuring better dynamic response and system stability. Pregrado Ingeniero(a) Electricista Índice General 5 Índice de Tablas 6 Índice de Figuras 7 1. Introducción 8 1.1. Planteamiento del Problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.2. Justificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.3. Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.3.1. Objetivo General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.3.2. Objetivos Específicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.4. Estado del Arte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.4.1. Convencionales de Sistemas de Potencia (CPSS) . . . . . . . . . . . . 11 1.4.2. AI (Artificial Inteligent) y Optimizadores Metaheurísticos . . . . . . . 12 1.4.3. Algoritmos de Control Avanzado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2. Modelizado 15 2.1. Modelo de la Máquina Síncrona . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.2. Determinación del Punto de Equilibrio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.3. Estimador de la Matriz de Admitancias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3. Modelo de Control Predictivo 20 3.1. Aplicaciones y Teoría . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.2. Diseño de PSS Basado en Control Predictivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 4. Sistema de Prueba y Resultados 27 4.1. Estabilizadores del Sistema de Potencia y Regulador Automático de Voltaje . 27 4.1.1. CPSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 4.1.2. IEE2ST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 4.1.3. AVR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 4.2. Indicadores de Rendimiento del Sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 4.3. Caso de Estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4.4. Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4.4.1. Escenario I: Cortocircuito Trifásico a Tierra en el Nodo 7 . . . . . . . 32 4.4.2. Escenario II: Cambio en la Potencia Demandada en el Nodo 5 . . . . 33 4.4.3. Escenario III: Cortocircuito Trifásico en la Línea 7-8 . . . . . . . . . 38 5. Conclusiones y Trabajos Futuros 41 5.1. Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 5.2. Trabajos Futuros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42