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INGENIERÍA DE LA TRANSMISIÓN EN CORRIENTE CONTINUA EN EL CORREDOR ELÉCTRICO PATAGÓNICO 1 Director: Raúl Villar Investigadores: Ricardo Crivicich - Leonardo Casterás Pablo Stemberg - Federico Muiño Celestino García - Fernando Seybold Javier Chincuini - Rubén Dolciotti José Crisanti - Carlos Requena Investigadores Alumnos: Federico Carestía - Mariano Scheinkman Ignacio Chaves – Juan Pablo Catolino Gral. Pacheco, Argentina, 31 de Octubre de 2017

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INGENIERÍA DE LA TRANSMISIÓN EN CORRIENTE CONTINUA EN EL CORREDOR

ELÉCTRICO PATAGÓNICO

1

Director: Raúl Villar

Investigadores: Ricardo Crivicich - Leonardo Casterás Pablo Stemberg - Federico Muiño Celestino García - Fernando Seybold Javier Chincuini - Rubén Dolciotti José Crisanti - Carlos Requena

Investigadores Alumnos: Federico Carestía - Mariano Scheinkman Ignacio Chaves – Juan Pablo Catolino

Gral. Pacheco, Argentina, 31 de Octubre de 2017

Contenido

2

• Introducción • Selección de configuración de polo • Trazas estudiadas • Características climáticas • Estructura soporte • Comparación de franjas de servidumbre • Análisis estático por viento transversal • Análisis dinámico por descarga de hielo • PAT de referencia e inyección de corriente de retorno • Tecnologías HVDC • Estudios eléctricos del proyecto • Simulaciones y resultados • Sistemas HVDC en el mundo • Conclusiones

Introducción

3

Región

Patagónica

Gran potencial

energético

Baja demanda en la

zona

Región

Exportadora

EXCEDENTE

ENERGÉTICO

NECESIDAD DE AMPLIACIÓN

DEL SISTEMA DE TRANSMISIÓN

4

Resumen de proyectos en la región por tipo de generación

Introducción

5

Principales proyectos de generación del SIP, nuevos y existentes

Introducción

Proyecto Potencia

[MW] Tensión

[kV] Estado

C.H. Futaleufú 472 500 En operación

P.E. Del Bicentenario 300 500 En proyecto

P.E. Loma Blanca I-VI 300 500 L.B. IV en operación

P.E. Puerto Madryn 270 500 En construcción

P.E. Malaspina I y II 50+30 132 En construcción

P.E. El Angelito 200 330 En proyecto

P.E. Koluel Kaike I y II 50+25 132 En proyecto

P.E. Los Hércules 97,2 132 En contrucción

C.H. Cepernic 360 500 En proyecto

C.H. Kirchner 950 500 En proyecto

C.T. Río Turbio 240 220 En construcción

6

Centro de Cargas de Generación (CCG) Centro de Cargas de Consumo (CCC)

Introducción

7

Ventajas de transmisión en CC vs. CA

Introducción

• Menor costo total (a partir de cierta potencia y distancia).

• Control del flujo de potencia.

• Mayor estabilidad del sistema.

• No incrementa el nivel de potencia de cortocircuito.

• Menor franja de servidumbre (menor impacto ambiental).

• Interconexión sistemas de distintas frecuencias.

• Menores pérdidas de transmisión.

8

Ventajas de transmisión en CC vs. CA

Introducción

• El rendimiento de una línea de CC, se encuentra íntimamente ligado a la mitigación de sus pérdidas, Joule y Corona, que son función de la configuración del haz de polo. En consecuencia, para encontrar la mejor opción, es necesario evaluar con precisión:

1) PC sensible a los diámetros del conductor y del haz.

2) PJ, función de la densidad de corriente “J” o sección del haz.

• Las configuraciones de menor pérdida anual, para las alternativas de la tensión analizada, (±600kV), fueron obtenidas de la evaluación de 60 configuraciones de polo, combinando arreglos de haces de 2 a 6 subconductores, con 7 diámetros distintos de subconductor.

• Los resultados obtenidos, que se muestran en la siguiente diapositiva, fueron 2 alternativas: de 4 y 5 subconductores/haz, con “Martin” y “Falcon” como subconductores.

Selección de configuración de polo

CABA, Argentina, 13 de Septiembre de 2017 10

17,5

18

18,5

-0,5 0 0,517,5

18

18,5

-0,5 0 0,5

17,5

18

18,5

-0,5 0 0,517,5

18

18,5

-0,5 0 0,5

17,5

18

18,5

-0,5 0 0,5

Designación Alternativa Sección Al/Ac Diámetro ext.

[mm2] [cm]

Peace River Modif 1 364.6/31.9 2.589

Prysm IRAM 2187 2 381.7/49.5 2.700

Prysm IRAM 2187 3 434.3/56.3 2.880

Prysm IRAM 2187 4 549.7/71.3 3.240

Prysm Martin 5 685.4/86.0 3.616

Prysm Falcon 6 805.5/290.2 3.930

Prysm Jorre 7 1274.3/69.7 4.776

Selección de configuración de polo

11

• Con el objeto de que el proyecto pueda ser desarrollado en etapas de inversión, según crezca la demanda de exportación de energía en la región (difícil de estimar con certeza), como se indica en la siguiente diapositiva, las alternativas seleccionadas tienen que ser analizadas para 4 etapas de 300 kV, en correspondencia con la provisión de los edificios de válvulas y equipos asociados.

• Cuando el desarrollo haya alcanzado su máxima prestación y el proyecto alcance su máxima expresión, las etapas definidas, proveerán la flexibilidad necesaria, exigida por el despacho de carga, según la eventual condición requerida por el SADI.

• Este concepto originó la necesidad de analizar las 2 alternativas seleccionadas, en 4 casos que se muestran en la siguiente diapositiva, codificados como:

“Cijkv” (i: sc/haz, j: Tensión de polo, k: diámetro de sc y v: tipo de hg)

Selección de configuración de polo

12

Caso m V [kV] Nombre H de G I [A] P[MW]

C4352 4 300 Martin OPGW 3000 900

C4362 4 300 Falcon OPGW 3000 900

C4152 4 600 Martin OPGW 3000 1800

C4162 4 600 Falcon OPGW 3000 1800

Selección de configuración de polo

13

POTENCIA EXPORTABLE 3000 MW

DISTANCIA DE TRANSMISIÓN 1300 km

Traza estudiada

14

Características climáticas

Zona Estados Climáticos Temp. (°C)

Espesor y densidad del

manguito hielo

B

EI - Tmáx + 45

EII - Tmín - 15

EIII - Tc/viento máx. + 10

EIV - Tc/viento medio - 5

EV - Tmedia + 16

C

EI - Tmáx + 45

EII - Tmín - 10

EIII - Tc/viento máx. + 15

EIV - Tc/viento medio - 5

EV - Tmedia + 16

D

EI - Tmáx + 35

EII - Tmín - 20

EIII - Tc/viento máx. + 10

EIV - Tc/viento medio - 5 10 mm. y

0.9kg/dm3

EV - Tmedia + 8

E

EI - Tmáx + 35

EII - Tmín - 20

EIII - Tc/viento máx. + 10

EIV - Tc/viento medio - 5

EV - Tmedia + 9

Mapa de Zonas Climáticas Reglamentación AEA

Mapa de Isotacas Reglamentación AEA

Cuadro Resumen de Características Climáticas

Reglamentación AEA

15

Estructura soporte

Concepto de Catenaria Invertida

16

Evolución y origen de la Estructura

Estructura soporte

17

Comparación con estructuras de 500kV y 132kv CA

Estructura soporte

18

Vano de viento 530m

Vano gravante 700m

Peso de la estructura 7.1 Tn

Configuración 600kV

Tipo de conductor MARTIN (ACSR)

Sección 685.4mm²

Nº de subconductores 5

Nº de aisladores 2 X 31 (cadena en "V")

Configuración 800kv 800kV

Tipo de conductor FALCON (ACSR)

Sección 805.5mm²

Nº de subconductores 4

Tipo de aislador U190BS (PASO170mm)

Nº de aisladores 2 X 41 (cadena en "V")

Tipo de cable de guardia OPGW (AA/ACS)

Diámetro de la rienda 24mm (140daN/mm²)

Nº de fundaciones de pata 2

Nº de anclajes de rienda 2

Estructura soporte

19

Superficie LCA 42.739 m²

Superficie LCC

31.500 m²

S LCA/S LCC = 1.36

línea 500kv CA vs. línea CC

Comparación de franjas de servidumbre

20

3 x Superficie LCA = 128.217 m² 2 x Superficie LCC = 63.000 m²

3xS LCA / 2xS LCC = 2.03

Sistema 3000 MW 500kV CA vs. Sistema 3000 MW LINEA CC

3 Lineas 500kV CA vs. 2 Polos CC

Comparación de franjas de servidumbre

21

Análisis estático por viento transversal

CALCULO DE LAS CARGAS ACTUANTES DE VIENTO SOBRE LA CATENARIA Y DECLINACION RESULTANTE DEL SISTEMA

EVALUACION DE LAS DISTANCIAS ELECTRICAS RESULTANTES RESPECTO DE LAS RIENDAS DE LA ESTRUCTURA

Hipótesis de carga

22

Análisis dinámico por descarga de hielo

Ecuación Diferencial de la cuerda

Onda Estacionaria Atenuación de la onda Fuerza exterior

Variación de la Catenaria en el tiempo

Análisis de la distancia mínima Conductor – Cable de Guardia

23

Sistema de PAT

• Hay 3 configuraciones de línea: 1) monopolar, 2) homopolar y 3) bipolar.

• 1 y 2 en CON usan el subsuelo como retorno, la 3 lo hace en condición de emergencia.

• Cualquiera sea el caso, para evaluar: pérdidas, corrosión, seguridad eléctrica e impacto ambiental, es necesario determinar el derrotero de la corriente de retorno en el interior del subsuelo terrestre.

• Tres aspectos relevantes: 1) El electrodo.

2) El medio conductor en que se instala.

3) La tierra como medio transporte .

24

Electrodo de PAT

• Además de servir de referencia a tierra, su función más importante en configuración monopolar, es inyectar/extraer la corriente de retorno.

25

Medio conductor en que se instala

• El medio conductor en el que inyecta/extrae la corriente de retorno es la corteza terrestre, de resistividad “c” relativamente baja y forma de cascarón esférico de espesor “hc”, capa con propiedades conductoras aceptables.

26

La tierra como medio de transporte

• La corteza se apoya en una capa (manto), compuesta por grandes bloques de roca primigenia de muy alta resistividad “m>>c” y espesor “hm>>hc”.

• En tal sentido, la corteza puede considerarse un medio volumétrico de transmisión superficial, “aislada” del núcleo de la tierra por el manto.

• El núcleo, básicamente de hierro, 5 a 10% de níquel y otros elementos ligeros (azufre, oxígeno, etc.), se encuentra a temp. del orden de 6700C, con su parte externa en estado líquido y la interna, por la elevada presión, en estado sólido.

• Aunque la “n” del núcleo, en tal condición no es baja, dado su radio de miles de kilómetros (dimensión “ilimitada”), puede considerarse de resistencia nula.

27

La tierra como medio de transporte

• Las resistencia “Re” del electrodo (anillo de radio “re”) y la del área circundante “R0” (de radio crítico “r04re”), se consideran en serie recorridas por el 100% de la corriente de retorno, y se determinan por procedimientos de CIGRE.

• Lo que a efecto de evaluar pérdidas, seguridad eléctrica e impacto ambiental, pasó a constituir un problema, fue la determinación de la resistencia entre electrodos, en el interior del subsuelo terrestre y la distribución de la corriente de retorno inyectada/extraída por estos.

• Este problema está en vía de solución con el desarrollo de un modelo circuital que además de la resistencia de retorno, permite evaluar, con alto grado de certidumbre, a cualquier distancia de los electrodos, los porcentajes de corriente que fluyen por: la corteza, el manto y el núcleo.

28

La tierra como medio de transporte

• Los resultados de este modelo inédito (contrastado), permitirá prevenir problemas de: seguridad eléctrica, corrosión en instalaciones enterradas, impacto ambiental y la evaluación de pérdidas energéticas del retorno por tierra.

• A continuación se muestran resultados para una corriente de retorno “i(0)=3000 A”, correspondiente a áreas de distinta configuración geológica que sirvieron de contraste.

Caso 1: c =4000 Ohm-m, hc = 1000 m,

m =14000 Ohm-m, hm = 30000 m

Caso 2: c =100 Ohm-m, hc = 400 m

m =14000 Ohm-m, hm = 30000 m

Caso 3: c1 =100 Ohm-m, hc1 = 400 m,

c2 =4000 Ohm-m, hc2 = 1000 m,

m =14000 Ohm-m, hm = 30000 m

29

La tierra como medio de transporte DATOS CASO 1

r0 [m] (PIM [1]) 2000

rn [m] (EDM [3]) 100000

v(r0)final tal que v(rn)=0 [V] [11] 3521.5057

R(rn–r0 ) de v(r0)final [Ohms] [12] 1.1738

RESULTADOS NUMERICOS PARCIALES

v(r) [V] [13] ic(r) [A] [13] im(r) [A] [13] in(r) [A] [13]

r0=2000m 3521.51 3000.00 0.00 0.00

r10=10500m 706.73 1668.07 121.59 1331.93

r25=25500m 112.28 516.12 44.51 2483.88

r50=50500m 7.16 59.21 5.52 2940.79

r75=75500m 0.52 6.13 0.59 2993.87

r100=100500m 0.07 0.17 0.10 2999.83

0,00

500,00

1000,00

1500,00

2000,00

2500,00

3000,00

3500,00

4000,00

0 4 8

12

16

20

24

28

32

36

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44

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92

96

10

0

Resultados Gráficos - Caso 1

v(rk)(V) ic(rk)(A) in(rk)(A) im(rk)(A)

30

La tierra como medio de transporte DATOS CASO 2

r0 [m] (PIM [1]) 2000

rn [m] (EDM [3]) 100000

v(r0)final tal que v(rn)=0 [V] [11] 374.5700

R(rn–r0 ) de v(r0)final [Ohms] [12] 0.1249

RESULTADOS NUMERICOS PARCIALES

v(r) [V] [13] ic(r) [A] [13] im(r) [A] [13] in(r) [A] [13]

r0=2000m 374.57 3000.00 0.00 0.00

r10=10500m 171.52 2771.42 29.51 228.58

r25=25500m 85.82 2274.96 34.02 725.04

r50=50500m 34.74 1504.02 26.77 1495.98

r75=75500m 15.21 958.60 17.40 2041.40

r100=100500m 6.30 628.93 9.56 2371.07

0,00

500,00

1000,00

1500,00

2000,00

2500,00

3000,00

3500,00

0 4 8

12

16

20

24

28

32

36

40

44

48

52

56

60

64

68

72

76

80

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88

92

96

10

0

Resultados Gráficos - Caso 2

v(rk)(V) ic(rk)(A) in(rk)(A) im(rk)(A)

31

La tierra como medio de transporte DATOS CASO 3

r0 [m] (PIM [1]) 2000

rk [m] (PCG [2]) 20000

rn [m] (EDM [3]) 100000

v(r0)final tal que v(rn)=0 [V] [11] 624.6278

R(rn–r0 ) de v(r0)final [Ohms] [12] 0.2082

RESULTADOS NUMERICOS PARCIALES

v(r) [V] [13] ic(r) [A] [13] im(r) [A] [13] in(r) [A] [13]

r0=2000m 624.63 3000.00 0.00 0.00

r10=10500m 425.85 2507.25 73.26 492.75

r20=20500m 372.31 1517.22 119.75 1482.78

r21=21500m 349.44 1399.60 117.62 1600.40

r25=25500m 219.32 1008.21 86.95 1991.79

r50=50500m 13.99 115.66 10.78 2884.34

r75=75500m 1.02 11.94 1.16 2988.06

r100=100500m 0.15 0.01 0.23 2999.99

0,00

500,00

1000,00

1500,00

2000,00

2500,00

3000,00

3500,00

0 4 8

12

16

20

24

28

32

36

40

44

48

52

56

60

64

68

72

76

80

84

88

92

96

10

0

Resultados Gráficos - Caso 3

v(rk)(V) ic(rk)(A) in(rk)(A) im(rk)(A)

32

La tierra como medio de transporte

Caso 1 Caso 2 Caso 3

MC [14] EU [15] MC [14] EU [15] MC [14] EU [15]

v(r0)arranque [V] [10] 3723.940

2

- 402.757

8

- 826.912

2

-

v(r0)final de v(rn)=0 [V] [11] 3521.505

7

- 374.570

0

- 624.627

8

-

R(rn–r0 ) [Ohms] [12] 1.1738 0.17* 0.1249 0.12* 0.2082 0.21*

ic(r1)/i(0) [%][16] 96.09 95.50 99.56 99.70 99.25 99.50

ic(r10)/i(0) [%][16] 55.60 60.20 92.38 93.70 83.58 86.30

ic(r50)/i(0) [%][16] 1.97 2.00 50.13 50.30 3.86 3.80

ic(r190)/i(0) [%][16] 0.01 - 20.96 18.00*

Contraste de resultados

Abreviaturas y significados: usados en las tablas 1-2-3 y 4

[1] PIM: Posición de inicio del modelo o radio crítico.

[2] PDG: Posición de cambio geológico en la corteza.

[3] EDM: Extensión del modelo.

[11] Potencial “v(r0)”, valor final ajustado iterativamente, tal que “v(rn)=0”.

[12] R(rn–r0 ) ajustado a v(r0)final [Ohms].

[13] Posición de muestreo en radio “r”.

[14] Modelo de circuito propuesto en este trabajo.

[15] Modelo analítico experimental (Uhlmann, 1975).

[16] ic(r1)/i(0) [%] corriente normalizada.

33

Tecnologías HVDC

Un enlace HVDC requiere de convertidores electrónicos donde se realiza la conversión de la corriente alterna en corriente continua y viceversa. Existen dos tecnologías distintas:

• LCC-Line Conmutated Converters o convertidor

conmutado por la red

• VSC-Voltage Source Converters o convertidor auto-conmutado

Comparación de Transistores de Potencia

34

35

HVDC Convencional – HVDC LCC

• La configuración normal es con un rectificador de 12 pulsos controlado mediante tiristores

• Los tiristores son semiconductores que empiezan a conducir cuando reciben una señal de disparo y la tensión ánodo-cátodo es positiva. El apagado se realiza de forma natural con el paso por cero de la tensión

• Asimismo, por utilizar tiristores, la corriente circula siempre en el mismo sentido, de modo que el cambio en el sentido del flujo de potencia se hace mediante el cambio de polaridad de la tensión en el lado de corriente continua

36

HVDC Convencional – HVDC LCC • Por el tipo de conversión electrónica, inyecta corrientes armónicas en la red

por lo que requiere transformadores de diseño especial y filtros de “11ra” y

“13ra” armónica y un filtro pasa-alto para armónicas “23ra”.

• Por su diseño tiene una capacidad inherente de limitar cortocircuitos en el lado de corriente continua

• En su funcionamiento tiene tres requisitos imprescindibles:

Tensión de alterna: Es la referencia de las válvulas para poder conmutar

Potencia reactiva: El convertidor consume potencia reactiva de la red de alterna, por lo que se debe conectar en una red con suficiente potencia de cortocircuito

Mínimo técnico

37

HVDC Convencional – HVDC LCC

38

HVDC Convencional – HVDC LCC

39

HVDC Convencional – HVDC LCC

40

HVDC Convencional – Detalles de la cuadriválvula

Circuito de control y disparo

(dos tiristores)

Tiristor

Vista inferior

Válvula

96 tiristores o módulos

Quadriválvula

384 tiristores

Unos de los 12 SCR para un pequeño rectificador trifásico de 500 MW y 500 kV

(Inga-Shaba, Zaire)

Convertidor en puente dodecafásico en una Subestación HVDC

41

42

HVDC Convencional – Detalles de instalaciones

Tiristor tipo YST-45 utilizado en las válvulas de tiristores de la estación convertidora de Itaipú y calibrada

para 3.500 V y 3.000 A

Estación convertidora clásica de HVDC

MODO DE OPERACIÓN y CONFIGURACIONES HVDC

43

Ejemplo cantidad de tiristores de FOZ IBIUNA

44

45

Estudios eléctricos

Objetivos

• Verificar el funcionamiento estático y dinámico del sistema.

• Definirlos límites de transporte de los sistemas de transmisión.

• Determinar la necesidad de controles o automatismos adicionales

para garantizar la estabilidad del sistema.

Estudios (Procedimiento Técnico Nº1 CAMMESA).

• Etapa 1. Acceso a la capacidad de transporte y ampliaciones.

• Etapa 2. Diseño técnico de detalle.

• Etapa 3. Diseño y optimización de los sistemas de control.

46

Estudios eléctricos

Funcionamiento Estático

• Flujos de potencia.

• Cortocircuitos.

• Requerimientos de transporte.

Funcionamiento Dinámico

• Simulaciones electromecánicas:

Estabilidad Transitoria.

Pequeñas perturbaciones.

• Simulaciones electromagnéticas:

Sobretensiones de maniobra / descargas atmosféricas.

Resonancia, flicker, armónicos.

47

Estudios eléctricos del proyecto

Configuración adoptada

Desarrollo en etapas de potencia que puedan ser aprovechadas para

el despacho de potencia de la línea, para excedentes de potencia

exportable variables.

Etapa y Configuración

Tensión y Potencia

Proyecto FAC-TCC

Proyecto ING-TCC

1 (monopolar) +400 kV / 900 MW +300 kV / 750 MW

2 (monopolar) +800 kV / 1800 MW +600 kV / 1500 MW

3 (bipolar) +800/-400 kV / 2700 MW +600/-300 kV / 2250 MW

4 (bipolar) ±800 kV / 3600 MW ±600 kV / 3000 MW

48

3 6.400 MVA

1,8

KS

SCR

3 15.000 MVA

4,2

KS

SCR

3K

HVDC

SSCR

P

Choele Choel

Puerto Madryn

Santa Cruz Norte

Río Santa Cruz

Esperanza

COMAHUE GBA

600 MW (50%)

200 MW (25%)

100 MW (12%)

CH Kirchner: 1140 MW CH Cepernic: 600 MW

CT Río Turbio: 240 MW

PE La Deseada: 600 MW PE Saraí: 300 MW PE K. Kaike: 75 MW

PE P. Madryn: 220 MW PE L. Blanca: 200 MW PE Rawson: 80 MW PE Malaspina: 80 MW PE El Angelito: 200 MW 3000 MW

1200 MW (100%)

NGBA

CASO PID FAC-TCC - ANÁLISIS DE UN BIPOLO DE 3.600 MW A ±800 kV

Estudios eléctricos del proyecto

49

3 12.700 MVA

3,7

KS

SCR

3 15.000 MVA

4,2

KS

SCR

3K

HVDC

SSCR

P

CASO PID ING-TCC - ANÁLISIS DE UN BIPOLO DE 3.000 MW A ±600 kV

Estudios eléctricos del proyecto

Choele Choel

Puerto Madryn

Santa Cruz Norte

Río Santa Cruz

Esperanza

COMAHUE GBA

CH Kirchner: 950 MW

CH Cepernic: 360 MW

C T Río Turbio : 24 0 MW

PE Hercules : 100 MW

PE Bicentenario: 100 MW

PE K. Kaike: 75 MW

PE P. Madryn : 220 MW

PE L. Blanca: 200 MW

PE Rawson: 80 MW PE Malaspin a: 80 MW

PE El Angelito: 200 MW

3000 MW

PLOMER

1400 MW (60%)

100 MW (12%)

1700 MW (70%)

2400 MW?

50

Simulaciones y resultados

Caso Simulaciones realizadas en PID FAC-TCC en condiciones N

para línea HVDC y red de transmisión actual sólo con

ampliaciones de líneas de CA

• Recierre monofásico exitoso (RME) LEAT 500 kV

P. Madryn – Choele Choel.

• Falla trifásica simple (3FS) LEAT 500 kV

P. Madryn – Choele Choel.

• Falla y bloqueo HVDC Polo 2.

51

Simulaciones y resultados

Escenarios de simulación

Caso Escenario Alternativa LAT 500 kV

1

Resto Verano 2021

2º línea PY-CL + K2PY

2 + 2º línea ZN-PY

3

+ 3º línea PY-CL + K2/3PY

+ 3º línea ZN-PY

+ 2º línea ZN-RSC + K1/2RSC

4 + 4º línea ZN-PY

5 + Generación ficticia

Choele Choel

P. Madryn

S.C.Norte

R.S.Cruz

La Esperanza

52

Simulaciones y resultados

Caso Escenario Línea HVDC

1

Resto Verano 2021

Monopolo +400 kV

2 Monopolo +800 kV

3 Bipolo +800/-400 kV

4 Bipolo ±800 kV

5 Bipolo ±800 kV +

generación ficticia

Choele Choel

P. Madryn

S.C.Norte

R.S.Cruz

Escenarios de simulación

La Esperanza

53

Simulaciones y resultados

Caso SIP→SADI [MW] Limitante Observaciones

1a 2.020 Carga HVDC y PY-CL Monopolo 400 kV

2a 2.900 Carga HVDC y PY-CL Monopolo 800 kV

3a 3.482 - Bipolo +400/-800 kV

4a 3.500 ZN-RSC o PY-CL Bipolo ±800 kV

5a 4.632 Carga HVDC y PY-CL Bipolo ±800 kV + Gen ficticia

Límites de transmisión en condición N (HVDC)

54

Simulaciones y resultados

Límites de transmisión en condición N (ampliaciones en CA)

Caso SIP→SADI

[MW] Limitante

Observaciones

1b 1.610 Carga PY-ZN 2º línea PY-CL + K2PY

2b 2.382 Carga PY-CL y PY-ZN 2º línea PY-CL + K2PY 2º línea ZN-PY

3b 3.095 Carga PY-ZN y Tensiones

0,97

3º línea PY-CL + K2/3PY 3º línea ZN-PY 2º línea ZN-RSC + K1/2RSC

4b 3.346 - 3º línea PY-CL + K2/3PY 4º línea ZN-PY 2º línea ZN-RSC + K1/2RSC

5b 3.506 Carga PY-CL y Tensiones

0,97

3º línea PY-CL + K2/3PY 4º línea ZN-PY 2º línea ZN-RSC + K1/2RSC Generación ficticia

55

Simulaciones y resultados

Fallas de diseño en los nuevos escenarios

5G RME

5G 3FS

5C RME

5C 3FS

5C 3FD

5H RME

5H 3FS

5H ADI

5B RME

5B 3FS

5B 3FD

7B RME

7B 3FS 5A RME

5A 3FS

5A 3FD

5F RME

5F 3FS

5F ADI

5D RME

5D 3FS

5D 3FD

5J RME

5J 3FS

5J ADI 5I RME

5I 3FS

5I ADI

5L RME

5L 3FS

5L 3FD 5K RME

5K 3FS

5K ADI

5X

5Y

56

Conclusiones

• La alternativa HVDC estudiada en el PID FAC-TCC presenta

comportamiento estático y dinámico aceptable.

• La alternativa HVDC bipolar permite una mayor transmisión de

potencia efectiva al GBA.

• Los nuevos estudios deberán reflejar y verificar los resultados obtenidos

para la configuración del PID FAC-TCC, y ampliar nuevas

conclusiones debido al cambio topológico del sistema.

• Se deberá prestar especial atención al cambio en las fallas de diseño,

las cuales podrían encontrarse ahora en el corredor sur (3ra y 4ta líneas

Comahue – GBA).

Sistemas HVDC en el mundo

57

Instalado al 2016:

Electroductos:

Potencia: 222.858 MW

Longitud: 74.646 km

Estaciones back to back:

Potencia: 26.361 MW

Potencia Total: 249.219 MW

En proyecto/construcción:

Potencia total: 73.530 MW

Longitud: 19.546 km

Sistemas HVDC en el mundo

58

Ranking

por MW Continente Nombre Convertidora 1 Convertidora 2

Longitud Total

(Km)

Tensión

(kV) Potencia (MW) Año inicio

Tipo de

conversión

1 Asia Xiluodo - West Zhejiang China - Xiluodu China - Jinghua 1680 800 8000 2014 Thyr

2 Asia Humeng - Shandong Humeng - China Jinan - China 1600 800 8000 2015 Thyr

3 Asia Jinping - Sunan China - Jinping China - Suzhou 2090 800 7200 2013 Thyr

4 Sudamérica Rio Madeira Brazil, Porto Velho Brazil, Araraquara 2375 600 7100 2013 Thyr

5 Asia Xiangjiaba-Shanghai China - Fulong China - Fengxia 1980 800 6400 2010 Thyr

6 Asia Xiluodo - Guangdong China - Zhaotong China - Conghua 1286 500 6300 2013 Thyr

7 Asia Irkutsk - Beijing Russia - Irkutsk China - Beijing 1800 800 6400 2015 Thyr

8 Asia Nuozhadu - Guangdong China - Nuozhadu China - Jiangmen 1413 800 5000 2013 Thyr

9 Asia Jinsha River II - East China China China 2150 800 6400 2016 Thyr

10 Asia Jiuquan- Xiangtan China - Qiaowan China - Xiangtan 2600 800 6400 2016 Thyr

16 Sudamérica Proyecto FAC-TCC CCG Río Santa Cruz CCC Nueva GBA, Buenos Aires 2000 800 3600 2018 Thyr

23 Sudamérica Proyecto ING-TCC CCG Puerto Madryn CCC Plomer, Buenos Aires 1300 600 3000 2023 Thyr

Ranking

por km Continente Nombre Convertidora 1 Convertidora 2

Longitud

Total

(Km)

Tensión

(kV)

Potencia

(MW) Año inicio

Tipo de

conversión

1 Sudamérica Rio Madeira Brazil, Porto Velho Brazil, Araraquara 2375 600 7100 2013 Thyr

2 Asia Hami - Central China China-Hami China-Zhengzhou 2192 800 6400 2014 Thyr

3 Asia Jinsha River II - East China China China 2150 800 6400 2016 Thyr

4 Asia Jinping - Sunan China - Jinping China - Suzhou 2090 800 7200 2013 Thyr

5 Sudamérica Proyecto FAC-TCC CCG Río Santa Cruz CCC Nueva GBA, Buenos Aires 2000 800 3600 2018 Thyr

5 Asia Xiangjiaba-Shanghai China - Fulong China - Fengxia 1980 800 6400 2010 Thyr

6 Norteamérica Nelson River Bipole 1 Canada - Gillam, Manitoba Canada - Rosser, Manitoba 1835 463.5 1854 1971 Thyr

7 Asia Irkutsk - Beijing Russia - Irkutsk China - Beijing 1800 800 6400 2015 Thyr

8 Asia North-East Agra India - Agra India - Biswanath 1728 800 6000 2016 Thyr

9 África Inga-Shaba Democratic Republic of Congo -

Kolwezi

Democratic Republic of Congo -

Inga 1700 500 560 1982 Thyr

24 Sudamérica Proyecto ING-TCC CCG Puerto Madryn CCC Plomer, Buenos Aires 1300 600 3000 2023 Thyr

59

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