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Propuesta de Nuevo Esquema de Separación de Áreas (ESA) Colombia - Ecuador para Mejoramiento de esta Interconexión y
Seguridad del SIN
Hernán Mauricio Sánchez; Moisés LarrarteXM
Antecedentes en la interconexión. Cambios en los límites operativos
Posición del
esquema
Reajuste del umbral de sobre
potencia en sentido Colombia
hacia Ecuador. [MW]
Temporización.
[ms]
1 290 150
2 390 150
3 490 150
Capacidad de la interconexión (4 circuitos Jamondino –
Pomasqui 220 kV): Aproximadamente 1000 MW
2016Colombia Ecuador: -450 MW a 420 MW
Limitantes de red (N-1) y Oscilaciones
de Enero a Febrero de 2017Colombia Ecuador: 0 MW
Limitante: ESA
A partir de marzo de 2017Colombia Ecuador: -300 MW a 200 MW
Limitante: ESA y Red Cauca - Nariño
ESASIEMENS 7UM62SEL 351
Condiciones críticas
Condición limitante Efecto
Desconexión de una unidad de Coca Codo Sinclair
Se evidencian oscilaciones de potencia poco amortiguadas y bajas tensiones en la red de Cauca - Nariño y Caquetá. Esta contingencia
define los límites de intercambio de Colombia hacia Ecuador
Contingencia de Jamondino -Catambuco 115 kV y Jamondino -
Pasto 115 kV
Se evidencian sobrecargas en la red de 115 kV de Nariño. Define el límite de importación en
demanda máximaDesconexión de la interconexión
Colombia - Ecuador por actuación del ESA
Se evidencia actuación del EDAC en el sistema colombiano. Define el límite de importación en
demanda mínima
Salida de la planta de generación de Coca Codo Sinclair (1500 MW)
Se debe procurar por una actuación adecuada del ESA, con el que se debe evitar que dicho
evento genere riesgos en la red colombiana. Esta contingencia define de manera simultánea, el
límite de intercambio con la definición de propuestas al ESA
Antecedentes en la interconexión. Finales 2016 y 2017
Conclusiones – Primeros Análisis
• El límite de transferencia actualmente seencuentra restringido por las falencias del ESA
• Los reajustes actualmente operativos hacen muysensible al ESA haciéndolo propenso a actuar demanera innecesaria.
• Algunos de los eventos que en realidadrepresentan peligro para el país no sondetectados.
“El ESA actual tiene baja selectividad”
Han ocurrido eventos con alto riesgo de
colapso de tensión en el sur de Colombia
CCS: Cocacodo Sinclair
8 un. de 187.5MW = 1500 MW
Análisis preliminares - (Evento 30 Nov.)
Impacto: Contingenciasen cascada en la red de230kV y 115kV del sur
de Colombia
Propuesta de corto plazo - ESA
Propuesta de largo plazo – ESA Basada en MFS
Tpick = 0.8 sI_Col > 300 MW
I_Col < 285 MW
Set
Reset
Colombia --> Ecuador: -200 MW < Exp < 10 MW
ORTpick = 0.5 sFrec < 58.2 Hz
Tpick = 0.5 sU_Col < 0.85 pu
Tpick = 0.8 s
I_Col > 150 MW
I_Col < 143 MW
Set
Reset
Colombia --> Ecuador: Exp < -200 MW
Tpick = 2 s
I_Col > 650 MW
I_Col < 618 MW
Set
Reset
Colombia --> Ecuador: Exp > 10 MW
Jamondino 230 kV Pomasqui 230 kV
dθ/dt > 500 °/s
U_Coll < 0.8 pu
Tpick = 0 s
Tpick = 0 s&
ξ < 2%
Modo 0.5 Hz
Tpick = 10 s
S
Esquema de pruebas a nueva lógica usando el SSTR - Sistema de
Simulación en Tiempo Real
C37.118
Disparos (GOOSE, I/O)
PMU1
PMU2
SEL AXION
PMU
Target OPAL RT
Omicron CMS 356
ESA: Definición de umbrales lógica basada en MFS
0.88 p.uDefinición de umbral de
baja tensión
Tiempo [s]
Vo
lta
je[s
ec]
Definición de umbral de
derivada de ángulo
Propuestas elaborada apartir de 228 casos dondese analizan diferenteseventos en múltiplesescenarios de demanda, ytransferencia
Tiempo [s]
VA
ng
.[º
/se
c]
500 º/sec
ESA: Resultados de pruebas
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
0 0 0 0 0 245 245 245 245 245 305 305 305 305 305 350 350 350 350 350 380 380 380 380 380 390 390 390 390 390
3U 4U 5U 6U 7U 3U 4U 5U 6U 7U 3U 4U 5U 6U 7U 3U 4U 5U 6U 7U 3U 4U 5U 6U 7U 3U 4U 5U 6U 7U
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Tiempo Actuación Reles de Colombia
Tiempo de Actuación Nueva Propuesta Vmag & dAng/dt
Tiempo Actuación Z Caudrilateral
Tiempo de Actuación Logica Actual (Ajustes anteriores al evento del 30/nov/2016
Intercambio Colombia – Ecuador (MW)
Evento (# de un. Perdidas en CCS)
# del Caso
Pérdidas de generación entre 374 [MW] y 1309 [MW]
Nuevo Esquema de Separación de Áreas y su impacto en el intercambio Colombia - Ecuador
Importación Colombia desde Ecuador
Condición Máxima (MW) Media (MW) Mínima (MW)Actual 300 300 300
Con nuevo ESA propuesto sin Mocoa 230 kV* 300 350 320Exportación Colombia hacia Ecuador
Condición Máxima (MW) Media (MW) Mínima (MW)Actual 200 200 200
Con nuevo ESA propuesto sin Mocoa 230 kV* 360 380 380
En conclusión, con las nuevas lógicas propuestas en Jamondino 230 kV (sin Mocoa 230 kV):Importación: Aumentaría de 300 MW a 320 MW (en promedio)Exportación: Aumentaría de 200 MW a 375 MW (en promedio)
* Actualmente, se tiene indisponible la subestación Mocoa 230 kV
Nuevo Esquema de pruebas a nueva lógica usando el SSTR - Sistema de
Simulación en Tiempo Real
Disparos (GOOSE, I/O)
PMU1
Switch de red
C37.118
Disparos (GOOSE, I/O)
Red Completa
Colombia - Ecuador en
simulación RMS
Ventajas• Permite probar el desempeño de todo el HW incluidos los sistemas de comunicaciones• Permite conocer en HIL en RT como se comporta la red después de los eventos y los
disparos, considerando las dinámicas completas de la red
PMU2
Relé + Controlador industrial
Necesidades para maximizar el intercambio binacional
1Gestión con INTERCOLOMBIA, EEB, CENACE y TRANSELECTRIC para el levantamiento de información en
sitio (S/E Jamundino y Pomasqui 230 kV)
2• Actualizar los estudios eléctricos binacionales
• Estudiar alternativas operativas para reducir o eliminar las restricciones de red de Cauca - Nariño
3 • Diseño conceptual del nuevo ESA
• Seleccionar harware y programar las funciones de protección
4 • Realizar pruebas de laboratorio en múltiples escenarios
• Instalar nuevo ESA y realizar pruebas en campo
5
• Operar el nuevo ESA con disparos abiertos en paralelo al ESA Actual durante un periodo de evaluación
• Evaluar su desempeño y realizar reajustes si es del caso
• Conectar disparos y operar con el nuevo ESA
Conclusiones
• El intercambio Colombia – Ecuador se debe mantener entre -300 MW a+200 MW en el sentido Colombia hacia Ecuador, hasta que se encuentrenen operación, esquemas complementarios al ESA actual.
• Se debe desarrollar un proyecto, entre XM – CENACE – Agentestransmisores que correspondan, para la actualización del Esquema deSeparación de Áreas en Jamondino 230 kV y Pomasqui 230 kV que seamás robusto e incremente la flexibilidad en el intercambio Colombia –Ecuador.
• Se debe trabajar el paralelo en estrategias de corto y largo plazo paraeliminar las restricciones al intercambio asociadas a la red de Cauca –Nariño para encontrar una solución integral.
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