estudio de continuidad de suministro elÉctrico para los sistemas medianos de … · 2020. 10....

ESTUDIO DE CONTINUIDAD DE SUMINISTRO ELÉCTRICO

PARA LOS SISTEMAS MEDIANOS DE

PUNTA ARENAS, PUERTO NATALES,

PORVENIR Y PUERTO WILLIAMS

Índice

Informe Técnico Página 2

Índice

1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................. 3

2. ANTECEDENTES NORMATIVOS ....................................................................... 5

3. METODOLOGÍA EMPLEADA .............................................................................. 6

4. EVALUACIÓN DE ÍNDICES ................................................................................ 7

5. COMENTARIOS FINALES ................................................................................ 18

1 Introducción


1. INTRODUCCIÓN

La Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio para Sistemas Medianos, dictada por la Autoridad en el mes de febrero del año 2006, en adelante, NT de SyCS SM, establece a la empresas Propietarias/Operadoras de Sistemas Medianos, la ejecución de Estudios que permitan realizar la programación del Control de Tensión, el Control de Frecuencia y el PRS, para el conjunto de instalaciones de los Sistemas Medianos, los cuales deberán estar a disposición de la Comisión Nacional de Energía y la Superintendencia. Se entiende por Sistemas Medianos, en adelante SM, a los sistemas eléctricos cuya capacidad instalada de generación es menor de 200 MW y mayor a 1,5 MW. Con esta parcialización de los sistemas, los estudios se efectuarán para los Sistemas Eléctricos de propiedad de EDELMAG: Punta Arenas, Puerto Natales, Porvenir y Puerto Williams. En términos específicos las exigencias de la NT de SyCS SM establece la ejecución de los siguientes estudios:

o EDAC: Deberá determinar el nivel óptimo y localización de desconexión de

carga. El objetivo es evitar colapso por frecuencia y tensión con la activación de esquemas de desconexión para estados de operación distinto del Estado Normal.

o Control de Frecuencia y Determinación de Reservas: Tiene por objeto

efectuar una verificación del cumplimiento de los estándares SyCS establecidos en el Capítulo Nº 5. En particular debe determinarse un porcentaje de reserva óptimo que se utilizará para efectuar la asignación de la reserva entre las unidades generadoras participantes del CPF y del CSF.

o Control de Tensión y Requerimientos de Potencia Reactiva: Tiene por

objeto efectuar una verificación del cumplimiento de los estándares de SyCS establecidos en el Capítulo Nº 5, además de determinar el perfil óptimo de tensiones y los requerimientos de potencia reactiva para las Instalaciones Transmisión, con resolución semestral para un horizonte de operación de 48 meses.

o Restricciones en Instalaciones de Transmisión: Se debe identificar las

potencias máximas que se pueden transmitir por las líneas de transmisión que la Empresa identifique como críticas para garantizar frente a la ocurrencia de las contingencias indicadas que se establecen en el Artículo 5-36 de la presente NT.

o Estudio de PRS: El objetivo del PRS es que con posterioridad a un Apagón

Total o Apagón Parcial, sea posible establecer los mecanismos que permitan de una manera segura y organizada, restablecer el suministro eléctrico en todas las Islas Eléctricas afectadas en el menor tiempo posible, considerando las Cargas Críticas. Los Estudios se realizarán con una periodicidad de cada cuatro años, salvo que se estime necesario un tiempo para su actualización parcial o completa.

1 Introducción


o Estudio de Continuidad: Determinar los índices de continuidad FMIK y TTIK del SM, para un horizonte de operación de 12 meses.

o Verificación de Coordinación de Protecciones: Tiene por objeto

confirmar que el desempeño de los relés de protección de las líneas de transmisión, transformadores de potencia y unidades generadoras cumple con las exigencias de SyCS establecidas en la presente NT.

El estudio que se aborda en este informe corresponde al Estudio de Continuidad de Suministro.

2 Antecedentes Normativos


2. ANTECEDENTES NORMATIVOS

El presente Informe Técnico describe la metodología de desarrollo y los resultados del Estudio de Continuidad de Suministro, la definición de los índices de continuidad por evaluar se encuentra establecida en los siguientes artículos de la NT de SyCS SM: Artículo 5-50 La Calidad del Suministro del SM se evaluará a través de la frecuencia de las interrupciones, la potencia interrumpida en cada una de ellas y el tiempo total de las interrupciones. Artículo 5-51 Las interrupciones que afecten a las Instalaciones de Generación y/o de Transmisión, y que tengan su origen en dichas instalaciones, deberán ser medidas por los índices de continuidad FMIK y TTIK. Se considerará instalación afectada a toda aquella cuya salida de servicio produzca la interrupción del flujo de potencia establecido a través de ésta.

kVAinst

kVAfs

FMIK

n

1i

i

kVAinst

TfskVAfs

TTIK

n

1i

ii

en donde, kVAfsi :Potencia interrumpida en el Punto de Conexión, expresada en [kVA]. En los casos en que no exista equipamiento de transformación, se computará la potencia que estaba siendo transportada antes de la interrupción a través de la instalación afectada. De no resultar posible su determinación se considerará igual a la potencia máxima transportada por la instalación afectada en el período controlado. kVAinst :Potencia instalada en el Punto de Conexión, expresada en [kVA]. En los casos en que no exista equipamiento de transformación se considerará igual a la potencia máxima transportada por la instalación afectada en el período controlado. Tfsi: Tiempo de duración de cada interrupción. n :Número de interrupciones en el período. Lo anterior implica que para evaluar dichos indicadores, sólo se deben considerar aquellos elementos de generación y transmisión (los que correspondan en cada sistema eléctrico) que, efectivamente provoquen la interrupción del suministro eléctrico. Esto a su vez, recae en la necesidad de considerar la realidad de cada uno de los sistemas eléctricos de Punta Arenas, Puerto Natales, Porvenir y Puerto Williams, estos últimos tres son sistemas uninodales.

3 Metodología Empleada


3. METODOLOGÍA EMPLEADA

Dada la simplicidad que presentan los sistemas eléctricos estudiados, siendo el de Punta Arenas el de mayor complejidad al contar con dos nodos de generación y consumos (Tres Puentes y Punta Arenas), no se estima necesario el uso de métodos analíticos más elaborados para determinar el grado de confiabilidad de los sistemas. Habida consideración de ello, en términos generales la metodología empleada incluye hacer uso de la información estadística mensual, que EDELMAG contabiliza en materia de continuidad del suministro eléctrico, es decir la información histórica de las fallas y la pérdida de suministro eléctrico asociada, tanto en frecuencia como en su duración. Considerando las características simples y reducidas de los sistemas de generación y transmisión de Punta Arenas, Puerto Natales, Porvenir y Puerto Williams, el estudio de continuidad se encuentra bastante limitado en cuanto a los elementos cuyo comportamiento –de falla- se busca caracterizar estadísticamente. En efecto, en dichos sistemas los elementos afectos a fallas y que por ende pueden implicar interrupción de suministro y consecuentemente afectar los índices FMIK y TTIK, son sólo los generadores y una única línea de transmisión de 66 kV para el sistema de Punta Arenas, mientras que para los otros tres sistemas de Porvenir, Puerto Natales y Puerto Williams, sólo la falla de los generadores debe ser contabilizada para la determinación de los citados indicadores de continuidad. Se incluye aquí la falla de otros elementos que afectan directamente a los generadores (o el circuito), como son la indisponibilidad forzada de los equipos de maniobra respectivos. Habida consideración de estas premisas respecto de los equipos que impactan o afectan el suministro eléctrico de la zona, se destaca que la información histórica recopilada por EDELMAG sobre la materia refleja ello, separando primeramente los eventos externos (por ejemplo provenientes del sistema de distribución) de los internos, además de identificar los elementos afectados y las consecuencias que produjeron sobre el suministro eléctrico. Toda esta información, se estima, permite generar adecuadamente los indicadores de continuidad pertinentes. Finalmente, se destaca que el presente estudio comienza en Enero 2016 y se extiende por 12 meses hasta Diciembre 2016.

4 Evaluación de Índices


4. EVALUACIÓN DE ÍNDICES 4.1 Adaptaciones a la Metodología Tal cual se ha indicado, el cálculo de FMIK y de TTIK hará uso de la información recopilada mes a mes por la empresa EDELMAG para sus cuatro sistemas eléctricos: Punta Arenas, Puerto Natales, Porvenir y Puerto Williams. A la fecha esta documentación histórica y estadística de fallas contiene datos desde Enero 2005 hasta Diciembre 2015, una muestra histórica de 132 meses. 4.2 Resultados Numéricos A objeto de desarrollar el estudio de continuidad de los sistemas de Punta Arenas, Puerto Natales, Porvenir y Puerto Williams, se han calculado estos indicadores haciendo una proyección estadística de ellos. En efecto, la información histórica recopilada a la fecha trae consigo, aunque no explícitamente, la siguiente data:

Escenarios operacionales variados donde ocurrieron contingencias, las cuales en algunos casos afectaron la continuidad del suministro eléctrico. En otras palabras hay diversas combinaciones de abastecimiento, es decir perfiles de despacho y demanda.

La forma como las fallas (de naturaleza aleatorias) afectaron la continuidad del suministro y por ende los índices, tiene implícitamente considerado el criterio de seguridad imperante en cada sistema de EDELMAG.

Ocurrencia de diversas contingencias con origen en el sistema de generación y/o transmisión, las cuales afectan en mayor o menor medida la continuidad del suministro eléctrico. Esto refleja, en parte, la aleatoriedad de las fallas y su probabilidad de ocurrencia.

Se ha medido efectivamente los montos de potencia desconectada y la duración que han tenido las fallas.

Los índices se han medido acorde con las exigencias dispuestas sobre la materia, es decir los mismos indicadores señalados en la NT de SyCS.

Contiene las actuales prácticas en materia control de tensión, frecuencia y reserva operacional, según las directrices establecidas en la NT de SyCS.

Habida consideración de esto, se estima que la información contenida en esta recopilación estadística cubre adecuadamente los requisitos para determinar estos indicadores. En concreto se ha asumido que existe una correlación positiva alta entre los indicadores mensuales pasados, presentes y futuros con lo cual el indicador de un determinado mes del futuro, es una función directa de sus predecesores. Los resultados se presentan a continuación.



Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Sept. Octubre Noviem. Diciem.

INDICE FMIK 2,53 2,57 3,07 3,39 3,04 3,12 3,01 3,16 3,00 2,74 2,29 2,15

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

Vec

esÍNDICES FMIK GENERACIÓN

PUNTA ARENAS

Figura 1A: Proyección de Indicador FMIK para la Barra Punta Arenas 2016




INDICE TTIK 0,77 0,78 1,06 1,29 1,11 1,15 1,10 1,15 1,13 1,15 0,96 0,90

0,0

0,5

1,0

1,5

Ho

ras

ÍNDICES TTIK GENERACIÓNPUNTA ARENAS

Figura 1B: Proyección de Indicador TTIK para la Barra Punta Arenas 2016




INDICE FMIK 1,61 1,61 2,51 2,92 3,13 3,18 3,19 3,18 3,24 3,73 3,16 2,63

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

Vec


TRES PUENTES

Figura 2A: Proyección de Indicador FMIK para la Barra Tres Puentes 2016




INDICE TTIK 0,47 0,44 0,62 1,18 1,20 1,24 1,23 1,23 1,26 1,36 1,18 1,08

0,0

0,5

1,0

1,5

Ho

ras

ÍNDICES TTIK GENERACIÓNTRES PUENTES

Figura 2B: Proyección de Indicador TTIK para la Barra Tres Puentes 2016




INDICE FMIK 1,96 1,72 1,92 2,02 1,90 1,97 1,99 1,96 2,16 2,36 1,42 1,48

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

Vec


PUERTO NATALES

Figura 3A: Proyección de Indicador FMIK para la Barra Puerto Natales 2016




INDICE TTIK 0,59 0,54 0,62 0,64 0,62 0,66 0,67 0,66 0,66 0,68 0,34 0,34

0,0

0,5

1,0

1,5

Ho

ras

ÍNDICES TTIK GENERACIÓNPUERTO NATALES

Figura 3B: Proyección de Indicador TTIK para la Barra Puerto Natales 2016




INDICE FMIK 0,79 0,79 1,11 1,02 0,99 1,15 1,24 1,28 1,01 0,97 0,95 0,95

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

Vec


PORVENIR

Figura 4A: Proyección de Indicador FMIK para la Barra Porvenir 2016




INDICE TTIK 0,17 0,17 0,21 0,22 0,19 0,45 0,46 0,47 0,41 0,40 0,39 0,39

0,0

0,5

1,0

1,5

Ho

ras

ÍNDICES TTIK GENERACIÓNPORVENIR

Figura 4B: Proyección de Indicador TTIK para la Barra Porvenir 2016




INDICE FMIK 1,16 1,04 0,80 0,55 0,55 0,45 0,49 0,48 0,47 0,49 0,56 0,55

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

Vec

es

ÍNDICES FMIK GENERACIÓNPUERTO WILLIAMS

Figura 5A: Proyección de Indicador FMIK para la Barra Puerto Williams 2016




INDICE TTIK 0,90 0,87 0,52 0,30 0,19 0,09 0,10 0,10 0,11 0,13 0,13 0,13

0,0

0,5

1,0

1,5

Ho

ras

ÍNDICES TTIK GENERACIÓNPUERTO WILLIAMS

Figura 5B: Proyección de Indicador TTIK para la Barra Puerto Williams 2016

5 Comentarios Finales


5. COMENTARIOS FINALES Se ha utilizado una metodología simplificada que contiene los principales elementos, que los estudios de continuidad deben abordar para los sistemas de Punta Arenas, Puerto Natales, Porvenir y Puerto Williams. De esta forma y empleando información estadística de fallas y su duración, según registros históricos y acumulados de pérdida de continuidad de suministro, se ha estimado los índices FMIK y TTIK para los próximos doce meses. Se reitera que los indicadores logrados, si bien son referenciales, hacen uso de la actual práctica operacional del sistema y lo más importante, buscan reflejar la realidad (características técnicas y económicas) de cada sistema en particular.

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