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Rigurosidad y excelencia en el transporte de energíaTRANSCRIPT
III Jornadas Técnicas ISA 2010
Rigurosidad y Excelencia en el Transporte de Energía
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Fecha:
III Jornadas Técnicas
ISA 2010
Rigurosidad y Excelencia
en el Transporte de Energía
ANÁLISIS DE SEGURIDAD OPERATIVA
RED DE ENERGÍA DEL PERÚ
10 / 08 / 2010
Juan Sanabria; Alberto Muñante; Hugo Acosta; Daniel Madrid
III Jornadas Técnicas ISA 2010 / Rigurosidad y Excelencia en el Transporte de Energía / © Todos los derechos reservados por Interconexión Eléctrica S.A. E.S.P. 3
Se Planea y Programa la
Operación.
Los Programas se
transforman en acciones
que se realizan en el Día a
Día.
Los mejoramientos se
alcanzan cuando se
estandarizan y se aseguran
resultados sistemáticamente
Se evalúan los
resultados frente a las
metas planteadas.
Programación
Planificación
Ejecución Evaluación
Administración de SOM
Proyectos de mejora
Operación de un sistema eléctrico de potencia (SEP)
PROCESOS
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Plan de ExpansiónHorizonte: 10 años
Programación de la Operación
Largo Plazo
Horizonte: 4 años
Etapas: Mensuales
Mediano PlazoHorizonte: Anual
Etapas: Semanales
Mediano Plazo
Programa Mensual
Corto Plazo
Programa Semanal
Programa Diario
Programación de la Operación
Despacho horario de Generación
Costo implícito de déficit
Configuración del parque generador
Sub-sistemas agregados
Estadísticas hidrológicas
Representación individualizada
Previsión hidrológicas mensuales y semanales
Metas semanales de generación por central
Representación detallada
Estrategias de Operación
Planes de Contingencia
Ley 25844 - RLCE Art. 93° y 95°
Ley 28832 - LEY PARA ASEGURAR EL
DESARROLLO EFICIENTE DE LA
GENERACIÓN ELÉCTRICA Capítulo IV
Ley 25844 - RLCE Art. 94° y 95°
PROGRAMACIÓN DE LA OPERACIÓN
Programa de Operación
Planes de Contingencia
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Un aspecto poco desarrollado en la normativa peruana es el análisis de la SEGURIDAD.
Un nivel de seguridad muy alto se manifiesta en una baja probabilidad de que exista
interrupciones de servicio, aunque el sistema sufra perturbaciones.
El proceso de determinación de los niveles de seguridad implica evaluar:
(1) la capacidad del sistema de satisfacer la demanda ante fallas;
(2) el impacto de las decisiones de los operadores respecto a la entrada y salida de
equipos o cargas importantes;
(3) el efecto de las acciones correctivas contempladas por el operador con el propósito
de mejorar la seguridad.
CALIDADPERFIL ACEPTABLE DE
VALORES DE TENSIÓN Y
FRECUENCIA DE LA POTENCIA
ELÉCTRICA SUMINISTRADA
SEGURIDADTENER BAJA PROBABILIDAD
DE QUE EXISTA DISCONTINUIDAD
DEL SERVICIO ELÉCTRICO
ECONOMÍAMINIMIZAR LOS COSTOS
DE OPERACIÓN DEL SISTEMA
OBJETIVOS DE LA OPERACIÓN DE UN SEP
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SEGURIDAD EN LA PROGRAMACIÓN DE LA
OPERACIÓN
En general, los estudios de análisis de
seguridad consisten en simular la
desconexión de unidades generadoras y
equipos de transmisión para estudiar su
efecto sobre las variables del sistema a partir
de un estado inicial dado, y medir la robustez
del sistema para soportar estas posibles
contingencias. Así, el análisis de seguridad
mide el nivel de reserva del SEP.
Por reserva se debe entender el margen de
diferencia que presentan las variables del
sistema y sus respectivos límites de
operación.
Un SEP nunca opera con seguridad en el
sentido absoluto de la palabra; se debe
programar la operación de manera que se
tenga la mayor seguridad posible.
La seguridad operativa debe ser tratada
desde la Programación de la Operación.
Un aspecto que no es tratado en análisis de
seguridad son los Planes de Contingencia.
Figura. Seguridad en la Programación
SEGURIDAD EN LAPROGRAMACIÓN
DE LA OPERACIÓN
ESTUDIOS DE ANÁLISIS DE
SEGURIDAD OPERATIVA
TENER BAJA PROBABILIDAD DE
QUE EXISTA DISCONTINUIDAD DEL
SERVICIO ELÉCTRICO
PLANES DECONTINGENCIAPARA AQUELLOS CASOS
EXTREMOS QUE NO SON
CUBIERTOS EN EL ANÁLISIS
DE SEGURIDAD
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ANÁLISIS DE SEGURIDAD
0 50 100 150 200 250160
170
180
190
200
210
220
230Curva V-P
X: 164.5
Y: 209.2
Tensión en Paramonga
Tensión en Chimbote
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 560
65
70
75
80
t, sec
Delta,
Gra
dos
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 559.9
59.95
60
60.05
t, sec
f, H
z
+/- 5%
Tensión
Nominal
ESTUDIOS DE ANÁLISIS DE SEGURIDAD OPERATIVA
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¿Es Seguro?
Programación de la Generación y la
Red de Transmisión
Contingencia de
Diseño Normal
¿Es
Contingencia
Extrema?
Modificación del Programa de
Generación y la Red de
Transmisión
Plan de Contingencias
Programa de Operación
Calidad, Seguridad y Economía
NOSI
SI
NO
FIN
Análisis de Contingencias
INICIO
Restricciones Operativas
OPERACIÓN DE UN SEP
CONSIDERANDO PLANES DE CONTINGENCIA
III Jornadas Técnicas
ISA 2010
Rigurosidad y Excelencia
en el Transporte de Energía
ANÁLISIS DEL EVENTO EN EL PERÚ
DESCONEXIÓN DE LA LÍNEA PIURA - CHICLAYO
25 de abril de 2009
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DESCRIPCIÓN DEL EVENTO
04:45h Colapso
del área Norte
Guadalupe
Chiclayo
Piura Talara Zorritos
CH Carhuaquero:
105.8 MW
CT Malacas
TGN4: 15 MW
CH Poechos
15.2 MW
CT Charán
TG1 TG2
CT Malacas
2.32 MW 21.4 MW20.6 MW
61.9 MW
CT Piura
CT Paita
CT Sullana
04:45h Falla “S” y “T” a tierra
rotura de un aislador polimérico
1
2
Fuera de servicio
En servicio
CH Curumuy
15.2 MW
La programación de la operación no tomó en cuenta la seguridad operativa del SEP.
La TGN4 de la C.T. Malacas operaba con 15 MW, por minimización de costos
operativos y como consecuencia de ello el flujo por la línea en el momento del evento
era 61 MW. Esta planta podía operar hasta 88 MW,.
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RECUPERACIÓN DE SUMINISTROS
AFECTADOS EN EL EVENTO
Zorritos y Talara se recuperaron con las plantas térmicas locales
Piura se recuperó luego que fue repuesta la línea L-2238.
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Guadalupe Chiclayo PiuraTalara Zorritos
CH Carhuaquero:
105.8 MW
CT Malacas
TGN4: 0 MW
CH Poechos CH Curumuy
CT Charán : 7.1 MW
MAK1 >> 5:17 h
MAK2 >> 5:18 h
2.32 MW
CT Piura
CT Paita
CT Sullana
Malacas TG1 Malacas TG2: 6.3 MW
TG2 >>5:15 h
A las 05:23, 06:45, 08:20 y 09:49 h se realizaron
intentos fallidos de reposición de la carga de Piura
12:47h
L-2238 E/S
2
3
4
1
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ANÁLISIS DE SEGURIDAD DEL ÁREA GUADALUPE-
CHICLAYO-PIURA-TALARA-ZORRITOS
N° Falla 1Ø-Tierra Con recierre
exitoso
Falla 1Ø-Tierra Con recierre no exitoso
Falla 2Ø-Tierra TGN4 OBS ERAC CASOS
1 L-2238 15 Estable No CASO 25-1/1
2 L-2238 39 Estable No CASO10-1/1
3 L-2238 54 Estable No CASO11-1/1
4 L-2238 69 Estable No CASO12-1/1
5 L-2236 15 Estable Si CASO21-1/1
6 L-2236 39 Estable No CASO22-1/1
7 L-2236 54 Estable No CASO23-1/1
8 L-2236 69 Estable No CASO24-1/1
9 L-2238 15 Inestable Si CASO13-1/1
10 L-2238 39 Estable Si CASO14-1/1
11 L-2238 54 Estable Si CASO15-1/1
12 L-2238 69 Estable No CASO16-1/1
13 L-2248 15 Estable No CASO17-1/1
14 L-2248 39 Estable No CASO18-1/1
15 L-2248 54 Estable No CASO19-1/1
16 L-2248 69 Inestable No CASO20-1/1
17 L-2238 15 Inestable Si CASO1-1/1
20 L-2238 39 Estable Si CASO9-1/1
23 L-2238 54 Estable Si CASO7-1/1
25 L-2238 69 Estable No CASO8-1/1
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ANÁLISIS DE SEGURIDAD DEL ÁREA GUADALUPE-
CHICLAYO-PIURA-TALARA-ZORRITOS
N° Falla 1Ø-Tierra Con recierre
exitoso
Falla 1Ø-Tierra Con recierre no exitoso
Falla 2Ø-Tierra TGN4 OBS ERAC CASOS
1 L-2238 15 Estable No CASO 25-1/1
2 L-2238 39 Estable No CASO10-1/1
3 L-2238 54 Estable No CASO11-1/1
4 L-2238 69 Estable No CASO12-1/1
5 L-2236 15 Estable Si CASO21-1/1
6 L-2236 39 Estable No CASO22-1/1
7 L-2236 54 Estable No CASO23-1/1
8 L-2236 69 Estable No CASO24-1/1
9 L-2238 15 Inestable Si CASO13-1/1
10 L-2238 39 Estable Si CASO14-1/1
11 L-2238 54 Estable Si CASO15-1/1
12 L-2238 69 Estable No CASO16-1/1
13 L-2248 15 Estable No CASO17-1/1
14 L-2248 39 Estable No CASO18-1/1
15 L-2248 54 Estable No CASO19-1/1
16 L-2248 69 Inestable No CASO20-1/1
17 L-2238 15 Inestable Si CASO1-1/1
20 L-2238 39 Estable Si CASO9-1/1
23 L-2238 54 Estable Si CASO7-1/1
25 L-2238 69 Estable No CASO8-1/1
El análisis de seguridad operativa de REP encontró que si la TGN4 de C.T. Malacas
hubiese operado con 39 MW:
El área Piura-Talara-Zorritos se hubiese mantenido estable en forma aislada ante
la desconexión de línea L-2238 por falla.
Solo se habrían producido 22 MW por rechazo de carga por mínima frecuencia,
que hubiesen sido repuestos por la generación disponible en la TGN4 de C.T.
Malacas y la reserva fría del Área Norte.
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ANÁLISIS DE LA APLICACIÓN
DEL PLAN DE CONTINGENCIAS
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Guadalupe Chiclayo PiuraTalara Zorritos
CH Carhuaquero:
105.8 MW
CT Malacas
TGN4: 0 MW
CH Poechos CH Curumuy
CT Charán : 7.1 MW
MAK1 >> 5:17 h
MAK2 >> 5:18 h
2.32 MW
CT Piura
CT Paita
CT Sullana
Malacas TG1 Malacas TG2: 6.3 MW
TG2 >>5:15 h
A las 05:23, 06:45, 08:20 y 09:49 h se realizaron
intentos fallidos de reposición de la carga de Piura
12:47h
L-2238 E/S
2
3
4
1
El Plan de Contingencias no fue efectivo, ya que Piura recién se pudo reponer con la
L-2238 (compensación por mala calidad de aproximadamente 600,000 USD).
El Operador Nacional del Perú no actualizó el Plan de Contingencias de la ciudad de
Piura, pues establecía bloques de carga mayores a los que realmente se podía
conectar en el sistema aislado de Piura generando el colapso de los grupos locales.
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CONCLUSIONES
El análisis de la seguridad operativa es de suma importancia para la continuidad del
servicio eléctrico; por lo que, esta debe ser abordada desde la etapa de la
programación de la operación del sistema eléctrico.
Un SEP nunca opera con seguridad en el sentido absoluto de la palabra; se debe
programar la operación de manera que se tenga la mayor seguridad posible.
El operador nacional del SEP puede establecer que algunas contingencias son
“extremas”, produciendo bajos niveles de seguridad, ya sea porque el diseño del
sistema es poco confiable o porque los costos de la seguridad son muy altos; en estos
casos debe tomar en cuenta los Planes de Contingencia respectivos.
En el caso presentado, si el Operador Nacional del Perú hubiese operado
considerando los criterios de seguridad operativa descritos en el presente artículo,
ante la desconexión de la línea Chiclayo - Piura se hubieran producido únicamente
rechazos de carga por mínima frecuencia de 22 MW, que se hubiesen repuesto en un
tiempo menor a 30 minutos, de acuerdo con el análisis de seguridad realizado por
REP.. Si hubiese decidido que la falla de la L-2238 es una contingencia “extrema” la
aplicación de un adecuado Plan de Contingencia hubiese permitido reponer las cargas
con generación local en menos de una hora..
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Rigurosidad y Excelencia
en el Transporte de Energía