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2

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

ANÁLISIS EN ESTADO ESTABLE DE TIEMPOS DE ARRANQUE, VELOCIDAD DE TOMA DE CARGA Y VARIACIÓN DE POTENCIA REACTIVA DE LAS PRINCIPALES UNIDADES DE GENERACIÓN DEL SISTEMA NACIONAL INTERCONECTADO ECUATORIANO

PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO ELÉCTRICO EN LA ESPECIALIZACIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE

POTENCIA

DANNY GABRIEL LARA MORENO

dannyglm3103@yahoo.com

DIRECTOR: ING. LUIS ELÍAS TAPIA CALVOPIÑA MSc. luis.tapia@epn.edu.ec

Quito, septiembre 2012

I

DECLARACIÓN Yo DANNY GABRIEL LARA MORENO, declaro bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentada para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento. A través de la presente declaración cedo mis derechos de propiedad intelectual correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normatividad institucional vigente.

___________________________

Danny Gabriel Lara Moreno

II

CERTIFICACIÓN Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por DANNY GABRIEL LARA MORENO, bajo mi supervisión.

______________________________

ING. LUIS TAPIA CALVOPIÑA MSc. DIRECTOR DEL PROYECTO

III

AGRADECIMIENTO A Dios, quien me ha permitido llegar hasta este momento de mi vida y es quien me da la fuerza cada día para seguir adelante. A mis padres, quienes con su apoyo incondicional y sacrificios hicieron posible completar mi carrera. A mis hermanas quienes han sido siempre un ejemplo de superación y me han brindado su apoyo y comprensión en todo momento. A mi esposa e hijos, quienes han sufrido junto a mí los desvelos y han sido mi apoyo y mis fuerzas durante la elaboración de este proyecto. A mi director Ing. Luis Tapia quien ha sido mi guía y consejero y me ha compartido sus conocimientos y experiencia durante el desarrollo de esta tesis.

IV

DEDICATORIA A mi esposa María Belén y a mis hermosos hijos Gabriel y Cristian, mi razón para luchar cada día.

V

RESUMEN

Este proyecto de titulación presenta el análisis de las principales centrales de

generación a fin de determinar sus tiempos de arranque y velocidad de toma de

carga y las variaciones de potencia reactiva ante disturbios en el sistema nacional

interconectado, tomando como base para este análisis, eventos reales que han

sucedido en el sistema nacional, cuya información se pudo extraer de los

servidores históricos de tiempo real del EMS del CENACE.

Se escogió eventos al azar y con la información obtenida se determino los

parámetros reales de tiempo de arranque y velocidad de toma de carga de las

unidades analizadas, así como la relación real entre su variación de potencia

reactiva y los voltajes en las barras asociadas al generador, ante eventos en el

SNI que modificaran la topología de la red.

Los resultados se presentan en forma detallada y son comparados con los datos

declarados por las diferentes centrales al CENACE, de este análisis se desprende

varias conclusiones que se detallan en el capítulo 5.

De esta manera esta tesis determina el comportamiento real de las centrales

analizadas y se convierte en una herramienta fundamental, tanto para el

afinamiento de las diferentes bases de datos de la corporación CENACE, y se

convierte en el punto de partida para futuros análisis en el sistema nacional

interconectado que involucren el comportamiento real de las centrales de

generación en el mismo.

VI

ÍNDICE DE CONTENIDOS

DECLARACIÓN…………………………………………………………………………...I

CERTIFICACIÓN…………………………………………………………………………II

AGRADECIMIENTO…………………………………………………………………….III

DEDICATORIA…………………………………………………………………………..IV

RESUMEN………………………………………………………………………………...V

CAPITULO 1....................................................................................................................................1

1.1 INTRODUCCIÓN ..............................................................................................................1

1.2 OBJETIVOS......................................................................................................................1

1.2.1 OBJETIVO GENERAL ..........................................................................................1

1.2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS ..................................................................................1

1.3 ALCANCE ........................................................................................................................2

1.4 JUSTIFICACIÓN................................................................................................................2

CAPITULO 2................................................................................................................................. XII

2.1 INTRODUCCIÓN....................................................................................................................4

2.2 SISTEMA NACIONAL INTERCONECTADO..........................................................................4

2.2.1 FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA NACIONAL INTERCONECTADO ..........4

2.2.2 INFRAESTRUCTURA DEL SISTEMA NACIONAL INTERCONECTADO. .......5

2.2.2.1 Generación de Energía Eléctrica..............................................................................5

2.2.2.2 Transmisión de Energía Eléctrica. ...........................................................................6

2.2.2.3 Distribución de Energía Eléctrica. ...........................................................................6

2.2.3 TIPOS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA EN EL ECUADOR................................8

2.2.3.1 Solar .......................................................................................................................8

2.2.3.2 Geotérmica. ............................................................................................................9

2.2.3.3 Hidráulica. ..............................................................................................................9

2.2.3.4 Combustibles fósiles. ..............................................................................................9

2.3 VELOCIDAD DE TOMA DE CARGA Y TIEMPO DE ARRANQUE DE LOS GENERADORES. ......9

VII

2.3.1 Velocidad de toma de carga.....................................................................................9

2.3.2 Tiempo de arranque de los generadores. ..................................................................9

2.3.3 Potencia ................................................................................................................10

2.3.3.1 Potencia aparente ..................................................................................................10

2.3.3.2 Potencia activa ......................................................................................................10

2.3.3.3 Potencia reactiva. ..................................................................................................11

2.4 FUNCIONAMIENTO DE LOS SISTEMAS INFORMÁTICOS A USARSE EN EL PRESENTE

PROYECTO ...............................................................................................................................11

2.4.1 SISTEMA BOSNI (Bitácora Operativa del Sistema Nacional Interconectado)...............11

2.4.1.1 Registro de Novedades..........................................................................................12

2.4.1.2 Reporte de Novedades del Sistema Bosni ..............................................................13

2.4.1.3 Sistema Network Manager. ...................................................................................14

2.4.1.4 Sistema de supervisión, control y adquisición de datos. .........................................14

2.4.1.5 Funciones de aplicación de análisis de red. ............................................................14

2.4.1.5.1 Procesador de Topología de Red. ................................................................15

2.4.1.5.2 Procesador de Estado de Equipos. ..............................................................15

2.4.1.5.3 Estimador de estado. .....................................................................................15

2.4.1.5.4 Flujo de Potencia del Operador. ...................................................................15

2.4.1.5.5 Flujo Óptimo de Potencia. .............................................................................15

2.4.1.5.6 Análisis de contingencia. ...............................................................................15

2.4.1.6 Control Automático de Generación .......................................................................16

2.4.1.7 Interfaz Humano-Máquina ....................................................................................16

2.4.1.8 Sistema de almacenamiento y recuperación de la información. ..............................16

2.4.1.9 Aplicación HIS (Histórico)...................................................................................16

2.5 MÉTODO DE LOS MÍNIMOS CUADRADOS. ....................................................................16

CAPITULO 3..................................................................................................................................19

3.1 ADQUISICIÓN DE INFORMACIÓN DEL SISTEMA HISTORICO DEL CENACE .......................19

VIII

3.2 ANÁLISIS DE DATOS EN TIEMPO REAL Y OBTENCIÓN DE LOS PARÁMETROS

MENCIONADOS........................................................................................................................21

3.2.1 DETERMINACIÓN DE DATOS PARA ANÁLISIS DE TIEMPO DE ARRANQUE, VELOCIDAD DE TOMA DE CARGA Y VARIACIÓN DE REACTIVOS

ANTE EVENTOS PRODUCIDOS EN EL SISTEMA NACIONAL INTERCONECTADO .21

3.2.1.1 Tiempo de arranque. .............................................................................................21

3.2.1.1.1 CELEC EP – HIDROPAUTE: Central Paute – Fase AB....................................21

3.2.1.1.2 CELEC EP – HIDROPAUTE: Central Paute – Fase C......................................22

3.2.1.1.3 CELEC EP – HIDROAGOYÁN: Central Agoyán...............................................23

3.2.1.1.4 CELEC EP – HIDROAGOYÁN: Central Pucara. ..............................................24

3.2.1.1.5 HIDRONACIÓN: Central Marcel Laniado de Wind. .........................................25

3.2.1.1.6 ELECTROQUIL S.A.: Central Electroquil.........................................................26

3.2.1.1.7 CELEC EP. TERMOGAS MACHALA: Central Machala Gas. ...........................26

3.2.1.1.8 HIDROPASTAZA EP: Central San Francisco. ..................................................27

3.2.1.1.9 INTERVISA TRADE: Central Victoria...............................................................28

3.2.1.1.10 CELEC EP – ELECTROGUAYAS: Centrales Gonzalo Zevallos y Trinitaria. .29

3.2.1.1.11 CELEC EP – TERMOESMERALDAS: Central Esmeraldas. ..........................30

3.2.1.2 Velocidad de toma de carga...................................................................................30

3.2.1.2.1 CELEC EP – HIDROPAUTE: Central Paute – Fase AB....................................30

3.2.1.2.2 CELEC EP – HIDROPAUTE: Central Paute – Fase C......................................33

3.2.1.2.3 CELEC EP – HIDROAGOYÁN: Central Agoyán...............................................35

3.2.1.2.4 CELEC EP – HIDROAGOYÁN: Central Pucará. ..............................................38

3.2.1.2.5 HIDRONACIÓN: Central Marcel Laniado de Wind. .........................................40

3.2.1.2.6 ELECTROQUIL S.A.: Central Electroquil.........................................................42

3.2.1.2.7 CELEC EP – ELECTROGUAYAS: Central Gonzalo Zevallos............................45

3.2.1.2.8 CELEC EP – ELECTROGUAYAS: Central Trinitaria. ......................................47

3.2.1.2.9 CELEC EP – TERMOESMERALDAS: Central Esmeraldas...............................50

3.2.1.2.10 CELEC EP. TERMOGAS MACHALA: Central Machala Gas. .......................52

IX

3.2.1.2.11 HIDROPASTAZA EP: Central San Francisco................................................55

3.2.1.2.12 INTERVISA TRADE: Central Victoria. ..........................................................57

3.2.1.3 Variación de potencia reactiva ante maniobras o disturbios en el S.N.I. .................61

3.2.1.3.1 CELEC EP – HIDROAGOYÁN: Central Agoyán...............................................61

3.2.1.3.2 CELEC EP – HIDROPAUTE: Central Paute. ...................................................66

3.2.1.3.3 CENTRAL PUCARA .........................................................................................71

3.2.1.3.4 HIDRONACIÓN: Central Marcel Laniado de Wind. .........................................75

3.2.1.3.5 CELEC EP – ELECTROGUAYAS: Central Gonzalo Zevallos............................79

3.2.1.3.6 Centrales Trinitaria y Victoria 2 .......................................................................83

3.2.1.3.7 CELEC EP – TERMOESMERALDAS: Central Esmeraldas...............................86

3.2.1.3.8 CELEC EP. TERMOGAS MACHALA: Central Machala Gas. ...........................89

3.2.1.3.9 HIDROPASTAZA EP: Central San Francisco. ..................................................93

3.2.1.3.10 ELECTROQUIL S.A.: Central Electroquil. ....................................................97

3.2.2 ANÁLISIS DE DATOS PARA DETERMINAR LA CONFIABILIDAD DE LAS

UNIDADES DE GENERACIÓN DEL S.N.I......................................................................100

3.2.2.1.1 Centrales de generación del S.N.I....................................................................101

3.2.2.1.2 CELEC EP – ELECTROGUAYAS: Centrales Gonzalo Zevallos y Central

Trinitaria. 102

3.2.2.1.3 CELEC EP – TERMOESMERALDAS: Central Esmeraldas.............................103

CAPITULO 4.................................................................................................................................104

4.1 INTRODUCCIÓN ..........................................................................................................104

4.1.1 TIEMPO DE ARRANQUE Y VELOCIDAD DE TOMA DE CARGA. ..............104

4.1.1.1 Tiempo de arranque. ...........................................................................................104

4.1.1.2 Velocidad de toma de carga.................................................................................106

4.1.1.3 Variación de potencia reactiva ante maniobras o disturbios en el S.N.I. ...............109

4.1.1.3.1. CELEC EP – HIDROAGOYAN. ......................................................................109

4.1.1.3.2. CELEC EP – HIDROPAUTE. .........................................................................110

4.1.1.3.3. CELEC EP – PUCARA ...................................................................................111

X

4.1.1.3.4. CELEC EP – HIDRONACION. .......................................................................111

4.1.1.3.5. CELEC EP – GONZALO ZEVALLOS..............................................................112

4.1.1.3.6. CENTRALES TRINITARIA Y VICTORIA.........................................................113

4.1.1.3.7. CELEC EP – TERMO ESMERALDAS.............................................................113

4.1.1.3.8. CELEC EP – TERMOGAS MACHALA............................................................114

4.1.1.3.9. CELEC EP – SAN FRANCISCO......................................................................115

4.1.1.3.10. CELEC EP – ELECTROQUIL.........................................................................115

4.1.1.4 Confiabilidad de las unidades del Sistema Nacional Interconectado. ....................116

4.1.1.4.1. CELEC EP – HIDROPAUTE: Central Paute – Unidad 1. ...............................116

4.1.1.4.2. CELEC EP – HIDROPAUTE: Central Paute – Unidad 2. ...............................117

4.1.1.4.3. CELEC EP – HIDROPAUTE: Central Paute – Unidad 3. ...............................117

4.1.1.4.4. CELEC EP – HIDROPAUTE: Central Paute – Unidad 4. ...............................117

4.1.1.4.5. CELEC EP – HIDROPAUTE: Central Paute – Unidad 5. ...............................118

4.1.1.4.6. CELEC EP – HIDROPAUTE: Central Paute – Unidad 6. ...............................118

4.1.1.4.7. CELEC EP – HIDROPAUTE: Central Paute – Unidad 7. ...............................118

4.1.1.4.8. CELEC EP – HIDROPAUTE: Central Paute – Unidad 8. ...............................119

4.1.1.4.9. CELEC EP – HIDROPAUTE: Central Paute – Unidad 9. ...............................119

4.1.1.4.10. CELEC EP – HIDROPAUTE: Central Paute – Unidad 10. .............................119

4.1.1.4.11. CELEC EP – HIDROAGOYÁN: Central Agoyán – Unidad 1...........................120

4.1.1.4.12. CELEC EP – HIDROAGOYÁN: Central Agoyán – Unidad 2...........................120

4.1.1.4.13. CELEC EP – HIDROAGOYÁN: Central Pucara – Unidad 1. ..........................120

4.1.1.4.14. CELEC EP – HIDROAGOYÁN: Central Pucara – Unidad 2. ..........................121

4.1.1.4.15. HIDRONACIÓN: Central Marcel Laniado de Wind – Unidad 1. .....................121

4.1.1.4.16. HIDRONACIÓN: Central Marcel Laniado de Wind – Unidad 2. .....................121

4.1.1.4.17. HIDRONACIÓN: Central Marcel Laniado de Wind – Unidad 3. .....................122

4.1.1.4.18. ELECTROQUIL S.A.: Central Electroquil – Unidad 1.....................................122

4.1.1.4.19. ELECTROQUIL S.A.: Central Electroquil – Unidad 2.....................................122

4.1.1.4.20. ELECTROQUIL S.A.: Central Electroquil – Unidad 3.....................................122

XI

4.1.1.4.21. ELECTROQUIL S.A.: Central Electroquil – Unidad 4.....................................123

4.1.1.4.22. CELEC EP. TERMOGAS MACHALA: Central Machala Gas – Unidad 1. .......123

4.1.1.4.23. CELEC EP. TERMOGAS MACHALA: Central Machala Gas – Unidad 2. .......123

4.1.1.4.24. HIDROPASTAZA EP: Central San Francisco – Unidad 1. ..............................124

4.1.1.4.25. HIDROPASTAZA EP: Central San Francisco – Unidad 2. ..............................124

4.1.1.4.26. INTERVISA TRADE: Central Victoria.............................................................124

4.1.1.4.27. CELEC EP – ELECTROGUAYAS: Centrales Gonzalo Zevallos, Central Trinitaria. ……………………………………………………………………………………………125

4.1.1.4.28. CELEC EP – TERMOESMERALDAS: Central Esmeraldas.............................125

CAPITULO 5.................................................................................................................................128

5.1 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES DEL PROYECTO. .............................................129

5.1.1 CONCLUSIONES. .............................................................................................129

5.1.2 RECOMENDACIONES………………………………………... .........................130

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS……………………….……………………….…………..131

ANEXOS…………………………….……………………….……………………….…………..132

XII

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1 Funcionamiento del Sistema Nacional Interconectado ...............................................4

Ilustración 2 Tipo de funcionamiento de energía del S.N.T. ............................................................5

Ilustración 3 Distribución de generación el S.N.I.............................................................................5

Ilustración 4 Áreas de concesión de las empresas distribuidoras ....................................................7

Ilustración 5 Esquema general del Sistema Nacional Interconectado..............................................8

Ilustración 6 Relación entre potencia activa, reactiva y aparente .................................................10

Ilustración 7 Pantalla del sistema BOSNI del CENACE....................................................................11

Ilustración 8 Pantalla para creación de nuevo evento en el sistema BOSNI del CENACE................12

Ilustración 9 Pantalla para ingreso de novedades en el sistema BOSNI del CENACE......................13

Ilustración 10 Pantalla para extracción de bitácora en el sistema BOSNI del CENACE....................13

Ilustración 11 Pantalla con resultado de extracción de bitácora en el sistema BOSNI del CENACE.14

Ilustración 12 Sistema PI del CENACE ...........................................................................................19

Ilustración 13 Menú del sistema PI del CENACE............................................................................20

Ilustración 14 Pantalla de extracción de información sistema PI del CENACE................................20

Ilustración 15 Pantalla con resultados de información sistema PI del CENACE..............................21

Ilustración 16 Evento 23/04/2010 ................................................................................................31

Ilustración 17 Evento 21/06/2010 ................................................................................................31

Ilustración 18 Evento 27/08/2011 ................................................................................................32

Ilustración 19 Evento 05/04/2010 ................................................................................................33

Ilustración 20 Evento 20/11/2010 ................................................................................................34

Ilustración 21 Evento 15/08/2011 ................................................................................................34

Ilustración 22 Evento 10/05/2010 ................................................................................................36

Ilustración 23 Evento 05/12/2010 ................................................................................................36

Ilustración 24 Evento 26/06/2011 ................................................................................................37

Ilustración 25 Evento 15/03/2011 ................................................................................................38

Ilustración 26 Evento 08/04/2011 ................................................................................................39

XIII

Ilustración 27 Evento 07/07/2011 ................................................................................................39

Ilustración 28 Evento 10/05/2010 ................................................................................................41

Ilustración 29 Evento 05/05/2011 ................................................................................................41

Ilustración 30 Evento 16/08/2011 ................................................................................................43

Ilustración 31 Evento 17/02/2011 ................................................................................................43

Ilustración 32 Evento 09/02/2011 ................................................................................................44

Ilustración 33 Evento 26/07/2011 ................................................................................................45

Ilustración 34 Evento 09/08/2011 ................................................................................................46

Ilustración 35 Evento 06/09/2011 ................................................................................................46

Ilustración 36 Evento 19/07/2011 ................................................................................................48

Ilustración 37 Evento 08/08/2011 ................................................................................................48

Ilustración 38 Evento 10/08/2011 ................................................................................................49

Ilustración 39 Evento 16/02/2011 ................................................................................................50

Ilustración 40 Evento 08/05/2011 ................................................................................................51

Ilustración 41 Evento 11/07/2011 ................................................................................................51

Ilustración 42 Evento 19/09/2011 ................................................................................................53

Ilustración 43 Evento 07/07/2011 ................................................................................................53

Ilustración 44 Evento 05/09/2011 ................................................................................................54

Ilustración 45 Evento 17/04/2011 ................................................................................................55

Ilustración 46 Evento 30/05/2011 ................................................................................................56

Ilustración 47 Evento 18/07/2011 ................................................................................................56

Ilustración 48 Evento 29/04/2011 ................................................................................................58

Ilustración 49 Evento 15/08/2011 ................................................................................................58

Ilustración 50 Evento 29/08/2011 ................................................................................................59

XIV

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1 Áreas de concesión de las Empresas Eléctricas Distribuidoras ...........................................6

Tabla 2 Cobertura de servicio de energía eléctrica a diciembre de 2010.........................................7

Tabla 3 Tabla de Datos central Paute – Fase AB............................................................................21

Tabla 4 Tabla de Datos central Paute – Fase C ..............................................................................22

Tabla 5 Tabla de datos central Agoyán .........................................................................................23

Tabla 6 Tabla de datos central Pucará ..........................................................................................24

Tabla 7 Tabla de datos central Marcel Laniado.............................................................................25

Tabla 8 Tabla de datos central Electroquil ....................................................................................26

Tabla 9 Tabla de datos central Machala Gas.................................................................................26

Tabla 10 Tabla de datos central San Francisco..............................................................................27

Tabla 11 Tabla de datos central Victoria.......................................................................................28

Tabla 12 Tabla de datos central Gonzalo Cevallos y Trinitaria .......................................................29

Tabla 13 Tabla de datos central Esmeraldas .................................................................................30

Tabla 14 Eventos central Paute Fase AB .......................................................................................32

Tabla 15 Eventos central Paute Fase C .........................................................................................35

Tabla 16 Eventos central Agoyán..................................................................................................37

Tabla 17 Eventos central Pucará...................................................................................................40

Tabla 18 Eventos central Marcel Laniado .....................................................................................42

Tabla 19 Eventos central Electroquil.............................................................................................44

Tabla 20 Eventos central Gonzalo Cevallos...................................................................................47

Tabla 21 Eventos central Trinitaria ...............................................................................................49

Tabla 22 Eventos central Esmeraldas............................................................................................52

Tabla 23 Eventos central Machala Gas .........................................................................................54

Tabla 24 Eventos central San Francisco ........................................................................................57

Tabla 25 Eventos central Victoria .................................................................................................59

Tabla 26 Evento 1: 14 de abril del 2011, 21: 17 ............................................................................61

XV

Tabla 27 Evento 2: 13 de abril del 2011, 21: 17 ............................................................................62

Tabla 28 Evento 3: 11 de abril del 2011, 17: 13 ............................................................................62

Tabla 29 Evento 4: 8 de abril del 2011, 05: 59 ..............................................................................63

Tabla 30 Evento 5: 08 de abril del 2011, 09: 17 ............................................................................63

Tabla 31 Evento 6: 10 de abril del 2011, 10: 25 ............................................................................64

Tabla 32 Evento 7: 28 de mayo del 2011, 06:51............................................................................64

Tabla 33 Evento 8: 16 de junio del 2011, 12: 32............................................................................65

Tabla 34 Evento 9: 11 de abril del 2011, 11: 04 ............................................................................65

Tabla 35 Evento 1: 04 de mayo del 2011, 15:37............................................................................66

Tabla 36 Evento 2: 04 de octubre del 2011, 5:40 ..........................................................................67

Tabla 37 Evento 3: 09 de octubre del 2011, 07:31 ........................................................................67

Tabla 38 Evento 4: 22 de octubre del 2011, 14:30 ........................................................................68

Tabla 39 Evento 5: 29 de mayo del 2011, 16:07............................................................................69

Tabla 40 Evento 6: 9 de octubre del 2011, 07:31 ..........................................................................69

Tabla 41 Evento 7: 04 de mayo del 2011, 05:37............................................................................70

Tabla 42 Evento 8: 19 de octubre del 2011, 22: 12 .......................................................................71

Tabla 43 Evento 1: 13 de abril de 2011, 20:21 ..............................................................................71

Tabla 44 Evento 2: 18 de agosto de 2011, 05:33...........................................................................72

Tabla 45 Evento 3: 05 de septiembre de 2011, 18:39 ...................................................................72

Tabla 46 Evento 4: 22 de abril del 2011, 21:18 .............................................................................73

Tabla 47 Evento 5: 13 de febrero de 2011, 07:11 .........................................................................73

Tabla 48 Evento 6: 28 de marzo de 2011, 16:59 ...........................................................................74

Tabla 49 Evento 7: 13 de abril de 2011, 20:45 ..............................................................................74

Tabla 50 Evento 8: 9 de abril de 2011, 18:31 ................................................................................75

Tabla 51 Evento 1: 25 de octubre de 2011, 21:15 .........................................................................75

Tabla 52 Evento 2: 29 de noviembre de 2011, 22:03 ....................................................................76

Tabla 53 Evento 3: 05 de diciembre de 2011, 22:11......................................................................76

XVI

Tabla 54 Evento 4: 12 de diciembre del 2011, 22:20.....................................................................77

Tabla 55 Evento 5: 14 de diciembre de 2011, 20:34......................................................................77

Tabla 56 Evento 6: 17 de diciembre de 2011, 06:29......................................................................78

Tabla 57 Evento 7: 25 de diciembre de 2011,22:12 ......................................................................78

Tabla 58 Evento 8: 11 de enero de 2012, 06:23 ............................................................................79

Tabla 59 Evento 1: 29 de febrero de 2012, 07:56 .........................................................................79

Tabla 60 Evento 2: 31 de octubre de 2011, 21:30 .........................................................................80

Tabla 61 Evento 3: 03 de marzo de 2012, 08:53 ...........................................................................80

Tabla 62 Evento 4: 27 de enero de 2012, 07:39 ............................................................................81

Tabla 63 Evento 5: 21 de febrero de 2012, 05:34 .........................................................................81

Tabla 64 Evento 6: 23 de noviembre de 2011, 09:09 ....................................................................82

Tabla 65 Evento 7: 15 de marzo de 2011,06:11 ............................................................................82

Tabla 66 Evento 8: 05 de octubre de 2011, 06:08 .........................................................................83

Tabla 67 Evento 1: 27 de noviembre de 2011, 18:47 ....................................................................83

Tabla 68 Evento 2: 26 de noviembre de 2011, 18:47 ....................................................................84

Tabla 69 Evento 3: 31 de octubre de 2011, 21:30 .........................................................................84

Tabla 70 Evento 4: 01 de noviembre de 2011, 20:33 ....................................................................85

Tabla 71 Evento 5: 01 de noviembre de 2011, 22:45 ....................................................................85

Tabla 72 Evento 1: 22 de octubre de 2011, 2:35...........................................................................86

Tabla 73 Evento 2: 15 de octubre de 2011, 6:16 ..........................................................................86

Tabla 74 Evento 3: 19 de octubre de 2011, 18:21 .........................................................................87

Tabla 75 Evento 4: 04 de diciembre de 2011, 07:26......................................................................87

Tabla 76 Evento 5: 04 de diciembre de 2011, 15:39......................................................................88

Tabla 77 Evento 6: 05 de noviembre de 2011, 07:34 ....................................................................88

Tabla 78 Evento 7: 05 de noviembre de 2011, 13:27 ....................................................................89

Tabla 79 Evento 1: 04 de marzo de 2011, 14:06 ...........................................................................89

Tabla 80 Evento 2: 6 de febrero 2011, 6:57 .................................................................................90

XVII

Tabla 81 Evento 3: 27 de junio de 2011, 07:27 .............................................................................90

Tabla 82 Evento 4: 30 de junio de 2011, 11:19 .............................................................................91

Tabla 83 Evento 5: 10 de abril de 2011, 03:04 ..............................................................................91

Tabla 84 Evento 6: 26 de octubre de 2011, 12:14 .........................................................................92

Tabla 85 Evento 7: 21 de septiembre de 2011, 15:29 ...................................................................92

Tabla 86 Evento 1: 08 de abril de 2011, 21:32 ..............................................................................93

Tabla 87 Evento 2: 8 de mayo 2011, 5:59 ....................................................................................93

Tabla 88 Evento 3: 28 de mayo de 2011, 06:51 ............................................................................94

Tabla 89 Evento 4: 28 de mayo de 2011, 16:20 ............................................................................94

Tabla 90 Evento 5: 18 de agosto de 2011, 05:54...........................................................................95

Tabla 91 Evento 6: 13 de agosto de 2011, 8:15.............................................................................95

Tabla 92 Evento 7: 13 de agosto de 2011, 1:21.............................................................................96

Tabla 93 Evento 8: 17 de agosto de 2011, 2:34.............................................................................96

Tabla 94 Evento 1: 06 de septiembre de 2011, 16:10 ...................................................................97

Tabla 95 Evento 2: 05 de noviembre de 2011, 22:58 ...................................................................97

Tabla 96 Evento 3: 27 de agosto de 2011, 23:51...........................................................................98

Tabla 97 Evento 4: 21 de noviembre de 2011, 21:30 ....................................................................98

Tabla 98 Evento 5: 01 de noviembre de 2011, 20:33 ....................................................................99

Tabla 99 Evento 6: 03 de noviembre de 2011, 18:21 ....................................................................99

Tabla 100 Evento 7: 24 de octubre de 2011, 18:24 .....................................................................100

Tabla 101 Eventos de arranque no exitosos de las centrales de generación................................102

Tabla 102 Tabla comparativa entre valores declarados y reales de tiempo de arranque.............104

Tabla 103 Tabla de valores reales de tiempo de arranque en orden ascendente........................105

Tabla 104 Tabla de tiempo de arranque centrales con mayor desvío de los declarado..............105

Tabla 105 Tabla de tiempo de arranque de centrales con valores reales menores a los declarados

..................................................................................................................................................106

Tabla 106 Tabla comparativa ente valores reales y los declarados de velocidad de toma de carga

..................................................................................................................................................107

XVIII

Tabla 107 Tabla de valores reales de velocidad de toma de carga en orden descendente..........107

Tabla 108 Tabla de velocidad de toma de carga de centrales con valores reales menores a los

declarados .................................................................................................................................108

Tabla 109 Tabla de velocidad de toma de carga de centrales con valores reales menores a los

declarados .................................................................................................................................109

Tabla 110 Tabla de eventos central Agoyán..............................................................................110

Tabla 111 Tabla de eventos central Paute .................................................................................110

Tabla 112 Tabla de eventos central Pucará................................................................................111

Tabla 113 Tabla de eventos central Hidronación .......................................................................112

Tabla 114 Tabla de eventos central Gonzalo Zevallos ................................................................112

Tabla 115 Tabla de eventos centrales Victoria y Trinitaria .........................................................113

Tabla 116 Tabla de eventos central Termoesmeraldas ..............................................................114

Tabla 117 Tabla de eventos central Machala Gas......................................................................114

Tabla 118 Tabla de eventos central San Francisco .....................................................................115

Tabla 119 Tabla de eventos central Electroquil..........................................................................116

Tabla 120 Tabla de resultados de confiabilidad central Paute – Unidad 1 .................................117

Tabla 121 Tabla de resultados de confiabilidad central Paute – Unidad 2 ..................................117

Tabla 122 Tabla de resultados de confiabilidad central Paute – Unidad 3 ..................................117

Tabla 123 Tabla de resultados de confiabilidad central Paute – Unidad 4 .................................118

Tabla 124 Tabla de resultados de confiabilidad central Paute – Unidad 5 ..................................118

Tabla 125 Tabla de resultados de confiabilidad central Paute – Unidad 6 ..................................118

Tabla 126 Tabla de resultados de confiabilidad central Paute – Unidad 7 .................................119

Tabla 127 Tabla de resultados de confiabilidad central Paute – Unidad 8 .................................119

Tabla 128 Tabla de resultados de confiabilidad central Paute – Unidad 9 .................................119

Tabla 129 Tabla de resultados de confiabilidad central Paute – Unidad 10 ................................119

Tabla 130 Tabla de resultados de confiabilidad central Agoyán – Unidad 1...............................120

Tabla 131 Tabla de resultados de confiabilidad central Agoyán – Unidad 2..............................120

Tabla 132 Tabla de resultados de confiabilidad central Pucará – Unidad 1...............................120

XIX

Tabla 133 Tabla de resultados de confiabilidad central Pucará – Unidad 2................................121

Tabla 134 Tabla de resultados de confiabilidad central Marcel Laniado – Unidad 1..................121

Tabla 135 Tabla de resultados de confiabilidad central Marcel Laniado – Unidad 2..................121

Tabla 136 Tabla de resultados de confiabilidad central Marcel Laniado – Unidad 3 ..................122

Tabla 137 Tabla de resultados de confiabilidad central Electroquil – Unidad 1..........................122

Tabla 138 Tabla de resultados de confiabilidad central Electroquil – Unidad 2..........................122

Tabla 139 Tabla de resultados de confiabilidad central Electroquil – Unidad 3.........................123

Tabla 140 Tabla de resultados de confiabilidad central Electroquil – Unidad 4.........................123

Tabla 141 Tabla de resultados de confiabilidad central Gas Machala– Unidad 1 .......................123

Tabla 142 Tabla de resultados de confiabilidad central Gas Machala– Unidad 2 ......................123

Tabla 143 Tabla de resultados de confiabilidad central San Francisco – Unidad 1 .....................124

Tabla 144 Tabla de resultados de confiabilidad central San Francisco – Unidad 2 ....................124

Tabla 145 Tabla de resultados de confiabilidad central Victoria ...............................................124

Tabla 146 Tabla general de resultados de confiabilidad.............................................................125

1

CAPITULO 1

1.1 INTRODUCCIÓN

El presente proyecto de titulación permitirá evaluar, con información adquirida en tiempo real a través los registros históricos del sistema de almacenamiento y adquisición de datos - HIS del sistema Network Manager del centro de control de operación del CENACE, y mediante la aplicación del método de los mínimos cuadrados, los parámetros de tiempo de arranque, velocidad de toma de carga y la variación de potencia reactiva en la generación, ante la presencia de maniobras en el Sistema Nacional Interconectado y comparar la información obtenida con los valores que se tienen al considerar la información entregada por las diferentes generadoras, lo que permitirá a los operadores del Centro Nacional de Control de Energía tomar decisiones adecuadas y de mayor exactitud en momentos de emergencia, al conocer cuáles son las unidades más rápidas en su respuesta ante posibles contingencias o falta de reserva de generación. Además esta información permitirá afinar el módulo estimador de estado del EMS del CENACE que es la principal herramienta del simulador de entrenamiento para operadores.

1.2 OBJETIVOS

1.2.1 OBJETIVO GENERAL

• Comparar los parámetros técnicos, tiempos de arranque y velocidad de toma de carga, declarados por las centrales CELEC E.P. Hidropaute, CELEC E.P. Hidroagoyán centrales Agoyán y Pucara, Hidronación, Electroquil, CELEC E.P. Electroguayas centrales Gonzalo Zevallos y Trinitaria, CELEC E.P. Termoesmeraldas, CELEC E.P. Machala Gas, Hidropastaza E.P. San Francisco e Intervisa Trade – Victoria, con la información de tiempo real obtenida del sistema de supervisión EMS del CENACE; y la variación de potencia reactiva ante maniobras o disturbios en el Sistema Nacional Interconectado.

1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Determinar tiempos de arranque, velocidad de toma de carga y variación de potencia reactiva ante maniobras o disturbios en el S.N.I de las unidades de generación analizadas, utilizadas en la operación en tiempo real del S.N.I.

2

• Comparación de los datos obtenidos de tiempo de arranque y velocidad de toma de carga, con los valores declarados por las diferentes centrales de generación.

• Establecer la confiabilidad de las unidades analizadas del S.N.I. referente a los parámetros declarados: tiempos de arranque y velocidad de toma de carga.

• Determinar un orden de prioridad de las unidades de generación

considerando la rapidez en arranque y toma de carga, parámetro necesario en la operación de tiempo real ante posibles contingencias del S.N.I. que involucren falta de reserva de generación en el sistema.

1.3 ALCANCE

Este trabajo está enfocado a determinar los tiempos de arranque y velocidad de toma de carga con los datos en tiempo real, tomados del EMS del CENACE y comparar con los datos declarados por las diferentes centrales analizadas; CELEC E.P. Hidropaute, CELEC E.P. Hidroagoyán, centrales Agoyán y Pucará, Hidronación, Electroquil, CELEC E.P. Electroguayas centrales Gonzalo Zevallos y Trinitaria, CELEC E.P. Termoesmeraldas, CELEC E.P. Machala Gas, Hidropastaza E.P. San Francisco e Intervisa Trade – Victoria. y, determinar adicionalmente cual es la variación de potencia reactiva ante maniobras o disturbios en el sistema nacional de las principales unidades de generación.

1.4 JUSTIFICACIÓN

El CENACE dispone de un simulador de entrenamiento para operadores, el cual constantemente debe ser afinado y actualizado conforme los continuos cambios del sistema eléctrico de potencia. Es necesario para una real simulación de maniobras y contingencias del sistema que los tiempos de arranque y toma de carga de las principales unidades del S.N.I., así como las respuestas automática de potencia reactiva de los generadores ante perturbaciones en el sistema, sean los más cercanos a la realidad. Esto ha impulsado la elaboración de este proyecto de titulación, a fin de determinar estadísticamente los parámetros antes mencionados en base a los registros históricos de la sala de control del CENACE, estos parámetros permitirán determinar la confiabilidad de las unidades, una mejor coordinación de la operación en tiempo real y principalmente realizar un afinamiento y actualización en el modelo de simulación del S.N.I. así como homologar las

3

diferentes bases de datos que dispone el CENACE tal como DigSilent, sistema de tiempo real y simulador de entrenamiento y capacitación de operadores.

Este proyecto también permitirá a los operadores de la sala de control del CENACE disponer de información real de la operación de las unidades de generación, lo que redundará en una mejor coordinación de la operación en tiempo real, también facilitará la toma de decisiones en momentos de emergencia, al conocer cuáles son las unidades más rápidas en su respuesta ante posibles contingencias o falta de reserva de generación.

4

CAPITULO 2

2.1 INTRODUCCIÓN

Este capítulo resume la base teórica de este proyecto y considera el Manejo y estructura del Sistema Nacional Interconectado, los tipos de Generación que existen en el Ecuador, el funcionamiento del Sistema EMS del CENACE y el método de los mínimos cuadrados.

2.2 SISTEMA NACIONAL INTERCONECTADO1

2.2.1 FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA NACIONAL INTERCONECTADO

El Sistema Nacional Interconectado del Ecuador, como de todos los países del mundo, basa su abastecimiento de energía en tres grandes bloques, la generación, la transmisión y la distribución, el uso eficiente de estos sistemas permite que el usuario final pueda obtener un servicio de calidad con altos niveles de confiabilidad y seguridad.

Cada uno de estos bloques cumple una función específica en la cadena que permite llevar energía eléctrica en todo el país, para hacerlo de modo eficiente, tanto técnica como económicamente; con este fin en el país se cuenta con el Centro Nacional de Control de Energía (CENACE).

Todas las empresas que forman parte del Sistema Nacional Interconectado se encuentran reguladas por el Consejo Nacional de Electrificación. (CONELEC).

Ilustración 1 Funcionamiento del Sistema Nacional Interconectado

1 Tomado del Resumen Estadístico del CONELEC correspondiente al año 2010.

5

2.2.2 INFRAESTRUCTURA DEL SISTEMA NACIONAL INTERCONECTADO.

El Sistema Nacional Interconectado tiene como parte de su estructura, considerada al 31 de diciembre de 2012, lo siguiente:

2.2.2.1 Generación de Energía Eléctrica. En nuestro país se cuenta con varias centrales de generación que tienen un potencia bruta de 5142,68Mw, de los cuales 4387, 82 es decir un 85,32% es generación que se encuentra incorporada al Sistema Nacional Interconectado y 754,86, es decir el 14,68% es utilizada para su propio consumo.

Ilustración 2 Tipo de funcionamiento de energía del S.N.T.

A continuación se presenta la distribución de la Generación del país, de acuerdo al tipo de generación:

Ilustración 3 Distribución de generación el S.N.I.

6

2.2.2.2 Transmisión de Energía Eléctrica.

Para llevar la generación producida en las centrales hasta las empresas distribuidoras se cuenta con el Sistema Nacional de Transmisión cuya infraestructura es la siguiente:

• 15 subestaciones 230/138/69 kV.

• 21 subestaciones 138/69 kV.

• 7,369 MVA de transformación

• 1,833km de líneas de transmisión de 230 kV.

• 1,702km de líneas de transmisión de 138 kV (115 km a 69 kV).

2.2.2.3 Distribución de Energía Eléctrica.

La distribución de energía del Ecuador es responsabilidad de varias empresas distribuidoras, cada una de estas con su propia área de concesión. En el siguiente cuadro se puede apreciar las diferentes Empresas Eléctricas Distribuidoras, las provincias que abarcan y los Km2 de área de concesión correspondiente.

Tabla 1 Áreas de concesión de las Empresas Eléctricas Distribuidoras

7

El área de concesión de las empresas distribuidoras de acuerdo a su ubicación en el país con el porcentaje de pérdidas que éstas presentan, se muestran en el gráfico adjunto.

Ilustración 4 Áreas de concesión de las empresas distribuidoras

El porcentaje de cobertura de las diferentes distribuidoras se indica en el cuadro adjunto.

Tabla 2 Cobertura de servicio de energía eléctrica a diciembre de 2010

8

Ilustración 5 Esquema general del Sistema Nacional Interconectado

2.2.3 TIPOS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA EN EL ECUADOR

2.2.3.1 Solar

Los generadores eléctricos solares transforman los rayos solares en energía eléctrica, que permite abastecer varias formas de uso. La energía producida por los módulos fotovoltaicos, es controlada por un regulador de carga.

Los generadores eléctricos eólicos funcionan con la fuerza que el viento. Usan los denominados “molinos de vientos”. Este movimiento de rotación es transmitido al

9

eje del generador eléctrico, el cual transforma la energía mecánica de rotación en energía eléctrica. Los molinos se ubican en “parques eólicos”. Las aspas pueden estar vertical u horizontalmente.

2.2.3.2 Geotérmica.

Las centrales geotérmicas funcionan a través del calentamiento de un líquido que alcanza una gran temperatura, a través del Magma existente en el interior de los volcanes, que se destina a producir vapor con el que se da impulso a la turbina, que a su vez mueve un generador eléctrico.

2.2.3.3 Hidráulica.

Son centrales hidroeléctricas las que producen esta electricidad, y están puesta en lugares donde las aguas fluyan con mucha fuerza. Se utiliza la energía del agua moviendo turbinas, las cuales deben mover grandes volúmenes de agua salada o dulce usando la energía potencial de la caída de agua.

2.2.3.4 Combustibles fósiles.

Produce electricidad a partir de la combustión de: Gas, Petróleo o Carbón. En este caso se quema el combustible para calentar calderas de agua y producir vapor de agua, éste vapor a alta presión es disparado contra las aspas de grandes generadores, moviéndolos y produciendo la energía mecánica necesaria para convertirla posteriormente en energía eléctrica.

2.3 VELOCIDAD DE TOMA DE CARGA Y TIEMPO DE ARRANQUE DE LOS GENERADORES.

2.3.1 Velocidad de toma de carga.

Es la máxima velocidad de toma de carga de la unidad o planta, con la cual la unidad puede incrementar su generación por unidad de tiempo, para cada tipo de ciclo y configuración de planta y considerando los estados para arranques en frío, tibio o caliente. La velocidad de toma de carga puede estar definida para diferentes intervalos de potencia de la unidad o planta. (MW/min)

2.3.2 Tiempo de arranque de los generadores.

Se denomina tiempo de arranque al régimen transitorio en el que se eleva la velocidad del mismo desde el estado del generador detenido hasta el del generador, girando a la velocidad de régimen permanente.

10

El conjunto que se pone en marcha es inercial y disipativo, incluyendo en este último concepto a las cargas útiles, pues consumen energía.

2.3.3 Potencia

2.3.3.1 Potencia aparente

Ilustración 6 Relación entre potencia activa, reactiva y aparente

La potencia compleja de un circuito eléctrico de corriente alterna (cuya magnitud se conoce como potencia aparente y se identifica con la letra S), es la suma (vectorial) de la potencia que disipa dicho circuito y se transforma en calor o trabajo (conocida como potencia promedio, activa o real, que se designa con la letra P y se mide en vatios (W)) y la potencia utilizada para la formación de los campos eléctrico y magnético de sus componentes, que fluctuará entre estos componentes y la fuente de energía (conocida como potencia reactiva, que se identifica con la letra Q y se mide en voltamperios reactivos (var)). La magnitud de la potencia aparente es S^2 = P^2 + Q^2.

La fórmula de la potencia aparente es:

2.3.3.2 Potencia activa

Es la potencia que representa la capacidad de un circuito para realizar un proceso de transformación de la energía eléctrica en trabajo. Los diferentes dispositivos eléctricos existentes convierten la energía eléctrica en otras formas de energía tales como: mecánica, lumínica, térmica, química, etc. Esta potencia es, por lo tanto, la realmente consumida por los circuitos y, en consecuencia, cuando se habla de demanda eléctrica, es esta potencia la que se utiliza para determinar dicha demanda.

Se designa con la letra P y se mide en vatios (W). De acuerdo con su expresión, la ley de Ohm y el triángulo de impedancias:

11

Resultado que indica que la potencia activa depende de los elementos resistivos.

2.3.3.3 Potencia reactiva.

Esta potencia no tiene tampoco el carácter realmente de ser consumida y sólo aparecerá cuando existan bobinas o condensadores en los circuitos. La potencia reactiva tiene un valor medio nulo, por lo que no produce trabajo efectivo. Se mide en voltamperios reactivos (var) y se designa con la letra Q.

A partir de su expresión,

Lo que reafirma en que esta potencia es debida únicamente a los elementos reactivos.

2.4 FUNCIONAMIENTO DE LOS SISTEMAS INFORMÁTICOS A USARSE EN EL PRESENTE PROYECTO

2.4.1 SISTEMA BOSNI (Bitácora Operativa del Sistema Nacional Interconectado).

Es un sistema adaptado a las necesidades del Centro Nacional de Control de Energía, éste es llenado por los operadores que trabajan en el Centro Nacional de Control de Energía.

Ilustración 7 Pantalla del sistema BOSNI del CENACE

12

En el sistema BOSNI se registran todos los eventos que se producen en el Sistema Nacional Interconectado de forma manual y automática, eventos que deben ser almacenados previamente se validan por los operadores del CENACE.

2.4.1.1 Registro de Novedades

Una vez abierta la aplicación se presenta una pantalla en la que se encuentran las últimas novedades registradas hasta el momento.

Una vez en la pantalla, se debe escoger el tipo de evento ya sea Generación, Líneas de Transmisión, Subestaciones, Distribución, Grandes Consumidores, Interconexiones Internacionales, Redespachos y Funcionamiento del AGC.

Ilustración 8 Pantalla para creación de nuevo evento en el sistema BOSNI del CENACE

En la pantalla existe una fila con la leyenda “CREAR NUEVO EVENTO” al seleccionar esta fila se abre una nueva pantalla en la que se debe ingresar mediante selección la novedad presentada y una vez se han completado los datos, estos deben ser guardados.

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Ilustración 9 Pantalla para ingreso de novedades en el sistema BOSNI del CENACE

2.4.1.2 Reporte de Novedades del Sistema Bosni Dentro del Sistema BOSNI existe un aplicativo en entorno Excel que permite extraer de la bitácora las novedades incluidas en ésta, bajo determinados criterios de búsqueda ya establecidos en la aplicación.

Ilustración 10 Pantalla para extracción de bitácora en el sistema BOSNI del CENACE

Una vez escogidos los criterios de búsqueda se genera un reporte en Excel con toda la información solicitada.

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Ilustración 11 Pantalla con resultado de extracción de bitácora en el sistema BOSNI del CENACE

2.4.1.3 Sistema Network Manager.

Este software es un Sistema de Gestión de Energía, en inglés, EMS (Energy Management System) cuyas función principal es que el usuario tenga información de forma centralizada a pesar de que ésta se encuentre distribuida geográficamente en varias regiones.

El sistema NETWORK MANAGER, del tipo RANGER, por su naturaleza es un sistema que debe funcionar las 24 horas del día, los 365 días del año y mantener una disponibilidad mensual total del sistema de al menos el 99.98%.

Las funciones principales del sistema NETWORK MANAGER son las siguientes:

2.4.1.4 Sistema de supervisión, control y adquisición de datos. También conocido como SCADA por sus siglas en inglés SCADA (Supervisory Control and Data Adquisition) se usa para recolectar, en tiempo real, toda la información del Sistema Nacional Interconectado que se encuentra distribuida geográficamente en todas las subestaciones y centrales de generación lo que le permite al operador supervisar y controlar el sistema mediante la presentación de estados de equipos y alarmas.

2.4.1.5 Funciones de aplicación de análisis de red.

Estas funciones permiten presentar el estado más probable de los equipos del Sistema Nacional Interconectado utilizando la información proveniente del

15

sistema, así como para realizar estudios eléctricos, estudios de contingencias y optimización de los recursos.

Las funciones de aplicación del sistema NETWORK MANAGER son las siguientes:

2.4.1.5.1 Procesador de Topología de Red.

Permite, tanto en tiempo real como en modo estudio, establecer la topología del modelo de la red de potencia basado en la información de estado de interruptores y seccionadores.

2.4.1.5.2 Procesador de Estado de Equipos.

Establece la configuración primaria del modelo de la red del sistema de energía resultante de cualquier cambio de estado en interruptores y seccionadores.

2.4.1.5.3 Estimador de estado.

Determina el estado más probable del sistema eléctrico de potencia, mediante la provisión de un vector de estado que sirve como base para estimar las mediciones de potencia activa, reactiva y voltajes en todo el SEP. El Estimador de Estado utiliza la información de conectividad del sistema provista por el procesador de topología conjuntamente con las mediciones analógicas provenientes del sistema SCADA e ingresos manuales realizados por el operador.

2.4.1.5.4 Flujo de Potencia del Operador.

Es una función de estudio de modo interactivo la cual permite al operador analizar diferentes condiciones de operación del SEP incluyendo la conexión y desconexión de elementos del sistema de potencia, tales como líneas, transformadores y generadores.

2.4.1.5.5 Flujo Óptimo de Potencia.

Es una función que permite determinar las variables de control óptimas del sistema eléctrico de potencia considerando restricciones dadas por la operación del sistema, y de esta manera tener la posibilidad de llevar a cabo un despacho óptimo de generación.

2.4.1.5.6 Análisis de contingencia.

Es una función utilizada por el operador para conocer cuál sería el estado del sistema de potencia ante una posible contingencia (salida intempestiva de un generador, línea de transmisión, transformador, etc.) partiendo del estado actual del SEP. Esta función utiliza la información del Estimador de Estado.

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2.4.1.6 Control Automático de Generación

Permite mantener la frecuencia del Sistema Nacional Interconectado.

2.4.1.7 Interfaz Humano-Máquina

Presenta a los usuarios la información obtenida del Sistema Nacional Interconectado mediante diagramas tabulares y unifilares. Estos diagramas son presentados mediante una Interfaz Gráfica de Usuario conocida por sus siglas en inglés GUI (Graphic User Interface) que permite controlar toda la interacción entre el operador y el sistema.

2.4.1.8 Sistema de almacenamiento y recuperación de la información.

Es un subsistema del NETWORK MANAGER conocido como HIS que mediante un algoritmo especial permite almacenar toda la información generada en el SEP y recuperarla de una forma rápida y segura, ya sea mediante curvas o datos que pueden ser recuperados con EXCEL.

2.4.1.9 Aplicación HIS (Histórico)

El uso de la aplicación HIS, nos permite manejar la información de fechas anteriores, revisarlas y evaluarlas como si ocurrieran nuevamente. Esto puede ser de forma gráfica o mediante datos que pueden ser recuperados en Excel. Para extraer información su esa la aplicación “PI”.

Para el análisis de la información, usaremos el método de mínimos cuadrados.

2.5 MÉTODO DE LOS MÍNIMOS CUADRADOS. 2

El procedimiento más objetivo para ajustar una recta a un conjunto de datos presentados en un diagrama de dispersión se conoce como "el método de los mínimos cuadrados". La recta resultante presenta dos características importantes:

Es nula la suma de las desviaciones verticales de los puntos a partir de la recta de ajuste

∑ (Y - Y) = 0.

2 B.P. Demidowitsch, Maron, Schuwalowa. Métodos numéricos de análisis. Editorial Paraninfo (1978), págs

21-23.

17

Es mínima la suma de los cuadrados de dichas desviaciones. Ninguna otra recta daría una suma menor de las desviaciones elevadas al cuadrado ∑ (Y - Y)² → 0.

El procedimiento consiste entonces en minimizar los residuos al cuadrado Ci².

Reemplazando nos queda

La obtención de los valores de a y b que minimizan esta función es un problema que se puede resolver recurriendo a la derivación parcial de la función en términos de a y b. la expresión de G que corresponde a la función que se va a minimizar es:

Se tomaran las derivadas parciales de G respecto de a y b que son las incógnitas y se igualarán a cero; de esta forma se obtienen dos ecuaciones llamadas ecuaciones normales del modelo que pueden ser resueltas por cualquier método, para obtener los valores de a y b.

Tomando las derivadas parciales de la ecuación G, respecto de a, se tiene:

Primera ecuación normal.

Derivando parcialmente la ecuación respecto de b

18

Segunda ecuación normal

Los valores de a y b se obtienen resolviendo el sistema de ecuaciones resultante.

19

CAPITULO 3.

3.1 ADQUISICIÓN DE INFORMACIÓN DEL SISTEMA HISTÓRICO DEL CENACE.

La aplicación PI forma parte de un entorno de Excel, presente en la barra de tareas que forma parte del Interfaz Hombre Máquina del EMS usado por el grupo de operadores del CENACE.

Ilustración 12 Sistema PI del CENACE

Al ingresar a este subsistema, se abre un submenú que contiene las diferentes formas de extraer los datos de acuerdo a lo establecido ya por el sistema, que considera tipo, cantidad y periodos de tiempo de los datos que existen en el sistema.

20

Ilustración 13 Menú del sistema PI del CENACE

De acuerdo a las necesidades del operador se escoge en el menú del PI el método de extracción que se adapte a lo requerido, para el presente proyecto se consideró el tiempo como parámetro básico en la obtención de información. Dentro del Método de Extracción seleccionado se escoge en el sistema los criterios de extracción de información solicitados en el submenú.

Ilustración 14 Pantalla de extracción de información sistema PI del CENACE

Una vez el sistema extrae los valores, presenta un archivo en Excel con la información extraída desde los servidores.

21

Ilustración 15 Pantalla con resultados de información sistema PI del CENACE

3.2 ANÁLISIS DE DATOS EN TIEMPO REAL Y OBTENCIÓN DE LOS PARÁMETROS MENCIONADOS.

3.2.1 DETERMINACIÓN DE DATOS PARA ANÁLISIS DE TIEMPO DE ARRANQUE, VELOCIDAD DE TOMA DE CARGA Y VARIACIÓN DE REACTIVOS ANTE EVENTOS PRODUCIDOS EN EL SISTEMA NACIONAL INTERCONECTADO

3.2.1.1 Tiempo de arranque. Al analizar los datos, del tiempo de arranque, considerando la bitácora operativa se han tomado varios eventos, los que se presentarán en una tabla para cada una de las centrales. Se ha considerado en este caso como hora inicial el momento en que el operador de sala de control del CENACE, realiza la solicitud de entrada en línea de la central y como hora final el momento en que se sincroniza con el Sistema Nacional Interconectado.

3.2.1.1.1 CELEC EP – HIDROPAUTE: Central Paute – Fase AB. Tabla 3 Tabla de Datos central Paute – Fase AB

FECHA HORA INICIO

HORA FIN

TIEMPO DE ARRANQUE

domingo, 04 de abril de 2010 18:42 18:48 00:06

viernes, 23 de abril de 2010 18:36 18:42 00:06

domingo, 09 de mayo de 2010 17:42 17:49 00:07

jueves, 10 de junio de 2010 05:57 06:03 00:06

lunes, 21 de junio de 2010 06:05 06:12 00:07

22

viernes, 16 de julio de 2010 07:45 07:52 00:07

lunes, 16 de agosto de 2010 05:13 05:19 00:06

domingo, 31 de octubre de 2010 18:16 18:22 00:06

lunes, 15 de noviembre de 2010 14:47 14:54 00:07

martes, 30 de noviembre de 2010 08:42 08:50 00:08

miércoles, 15 de diciembre de 2010 09:16 09:22 00:06

jueves, 30 de diciembre de 2010 09:04 09:11 00:07

viernes, 14 de enero de 2011 08:34 08:42 00:08

jueves, 27 de enero de 2011 07:31 07:38 00:07

jueves, 10 de febrero de 2011 08:50 09:00 00:10

miércoles, 02 de marzo de 2011 04:56 05:04 00:08

miércoles, 16 de marzo de 2011 18:03 18:10 00:07

viernes, 01 de abril de 2011 17:38 17:45 00:07

domingo, 14 de agosto de 2011 18:31 18:38 00:07

sábado, 27 de agosto de 2011 07:36 07:43 00:07

Considerando la información de la tabla anterior, se tomó el promedio de los tiempos, que en este caso nos da siete (7) min.

3.2.1.1.2 CELEC EP – HIDROPAUTE: Central Paute – Fase C. Tabla 4 Tabla de Datos central Paute – Fase C

FECHA HORA INICIO

HORA FIN

TIEMPO DE ARRANQUE

lunes, 05 de abril de 2010 11:30 11:35 00:05

viernes, 30 de abril de 2010 04:55 05:02 00:07

martes, 18 de mayo de 2010 16:11 16:20 00:09

martes, 25 de mayo de 2010 08:08 08:18 00:10

jueves, 17 de junio de 2010 06:15 06:23 00:08

lunes, 12 de julio de 2010 05:17 05:22 00:05

martes, 27 de julio de 2010 09:14 09:22 00:08

sábado, 14 de agosto de 2010 08:07 08:16 00:09

martes, 28 de septiembre de 2010 14:20 14:28 00:08

miércoles, 13 de octubre de 2010 09:08 09:16 00:08

miércoles, 27 de octubre de 2010 08:56 09:05 00:09

sábado, 20 de noviembre de 2010 08:33 08:41 00:08

miércoles, 15 de diciembre de 2010 06:00 06:08 00:08

viernes, 31 de diciembre de 2010 04:55 05:03 00:08

23

martes, 18 de enero de 2011 04:59 05:07 00:08

miércoles, 02 de febrero de 2011 18:41 18:49 00:08

martes, 01 de marzo de 2011 04:57 05:07 00:10

jueves, 31 de marzo de 2011 05:30 05:38 00:08

lunes, 15 de agosto de 2011 07:26 07:34 00:08

lunes, 29 de agosto de 2011 09:03 09:10 00:07

Considerando la información de la tabla anterior, se tomó el promedio de los tiempos, que en este caso nos da ocho (8) min.

3.2.1.1.3 CELEC EP – HIDROAGOYÁN: Central Agoyán.

Tabla 5 Tabla de datos central Agoyán

FECHA HORA INICIO

HORA FIN

TIEMPO DE ARRANQUE

domingo, 18 de abril de 2010 10:07 10:16 00:09

lunes, 19 de abril de 2010 05:38 05:50 00:12

jueves, 22 de abril de 2010 05:42 05:53 00:11

sábado, 29 de mayo de 2010 17:22 17:28 00:06

jueves, 08 de julio de 2010 10:43 10:53 00:10

miércoles, 25 de agosto de 2010 11:22 11:32 00:10

lunes, 30 de agosto de 2010 07:40 07:51 00:11

miércoles, 01 de septiembre de 2010 05:43 05:53 00:10

miércoles, 01 de septiembre de 2010 18:27 18:33 00:06

martes, 14 de septiembre de 2010 17:58 18:08 00:10

jueves, 23 de septiembre de 2010 12:15 12:27 00:12

miércoles, 13 de octubre de 2010 17:00 17:10 00:10

miércoles, 20 de octubre de 2010 18:27 18:40 00:13

domingo, 05 de diciembre de 2010 18:00 18:12 00:12

domingo, 12 de diciembre de 2010 18:02 18:13 00:11

domingo, 16 de enero de 2011 18:29 18:35 00:06

domingo, 17 de abril de 2011 16:36 16:46 00:10

domingo, 01 de mayo de 2011 16:44 16:55 00:11

domingo, 26 de junio de 2011 08:55 09:06 00:11

lunes, 04 de julio de 2011 12:00 12:09 00:09

24

Considerando la información de la tabla anterior, se tomó el promedio de los tiempos, que en este caso nos da diez (10) min.

3.2.1.1.4 CELEC EP – HIDROAGOYÁN: Central Pucara.

Tabla 6 Tabla de datos central Pucará

FECHA HORA INICIO

HORA FIN

TIEMPO DE ARRANQUE

miércoles, 22 de diciembre de 2010 05:56 06:03 00:07

jueves, 30 de diciembre de 2010 15:00 15:10 00:10

martes, 18 de enero de 2011 05:54 06:00 00:06

martes, 08 de febrero de 2011 10:10 10:16 00:06

viernes, 18 de febrero de 2011 17:56 18:03 00:07

domingo, 27 de febrero de 2011 17:58 18:06 00:08

jueves, 03 de marzo de 2011 08:05 08:11 00:06

martes, 15 de marzo de 2011 11:07 11:15 00:08

lunes, 28 de marzo de 2011 14:15 14:22 00:07

lunes, 04 de abril de 2011 10:08 10:18 00:10

martes, 12 de abril de 2011 18:17 18:24 00:07

martes, 19 de abril de 2011 09:07 09:13 00:06

sábado, 23 de abril de 2011 18:07 18:13 00:06

jueves, 28 de abril de 2011 18:10 18:17 00:07

lunes, 20 de junio de 2011 18:09 18:17 00:08

miércoles, 22 de junio de 2011 11:35 11:41 00:06

miércoles, 29 de junio de 2011 18:09 18:14 00:05

jueves, 07 de julio de 2011 08:51 08:58 00:07

sábado, 20 de agosto de 2011 18:18 18:24 00:06

lunes, 05 de septiembre de 2011 16:38 16:45 00:07

Considerando la información de la tabla anterior, se tomó el promedio de los tiempos, que en este caso nos da siete (7) min.

25

3.2.1.1.5 HIDRONACIÓN: Central Marcel Laniado de Wind.

Tabla 7 Tabla de datos central Marcel Laniado

FECHA HORA INICIO

HORA FIN

TIEMPO DE ARRANQUE

martes, 26 de enero de 2010 07:38 07:44 00:06

miércoles, 27 de enero de 2010 14:07 14:14 00:07

jueves, 28 de enero de 2010 17:59 18:05 00:06

domingo, 31 de enero de 2010 17:10 17:16 00:06

miércoles, 03 de febrero de 2010 14:05 14:13 00:08

jueves, 18 de febrero de 2010 17:58 18:07 00:09

sábado, 20 de febrero de 2010 18:36 18:41 00:05

domingo, 21 de febrero de 2010 18:08 18:13 00:05

lunes, 22 de febrero de 2010 10:41 10:49 00:08

viernes, 26 de febrero de 2010 12:02 12:10 00:08

sábado, 27 de febrero de 2010 06:08 06:17 00:09

jueves, 04 de marzo de 2010 07:04 07:13 00:09

martes, 23 de marzo de 2010 09:56 10:05 00:09

viernes, 26 de marzo de 2010 22:21 22:28 00:07

miércoles, 07 de abril de 2010 18:37 18:46 00:09

sábado, 10 de julio de 2010 17:56 18:02 00:06

martes, 28 de septiembre de 2010 06:55 07:04 00:09

lunes, 27 de diciembre de 2010 00:30 00:38 00:08

miércoles, 12 de enero de 2011 12:14 12:21 00:07

domingo, 30 de enero de 2011 17:46 17:55 00:09

Considerando la información de la tabla anterior, se tomó el promedio de los tiempos, que en este caso nos da siete (7) min y treinta (30) seg.

26

3.2.1.1.6 ELECTROQUIL S.A.: Central Electroquil.

Tabla 8 Tabla de datos central Electroquil

FECHA HORA INICIO

HORA FIN

TIEMPO DE ARRANQUE

miércoles, 09 de febrero de 2011 17:39 18:00 00:21

jueves, 10 de febrero de 2011 17:42 18:02 00:20

viernes, 11 de febrero de 2011 17:52 18:12 00:20

sábado, 12 de febrero de 2011 17:42 18:02 00:20

lunes, 21 de febrero de 2011 16:31 16:52 00:21

sábado, 12 de marzo de 2011 06:53 07:15 00:22

viernes, 01 de abril de 2011 17:50 18:11 00:21

sábado, 02 de abril de 2011 09:50 10:12 00:22

sábado, 02 de abril de 2011 17:42 18:08 00:26

viernes, 08 de abril de 2011 16:36 17:00 00:24

lunes, 11 de abril de 2011 17:42 18:03 00:21

martes, 12 de abril de 2011 17:58 18:17 00:19

domingo, 01 de mayo de 2011 18:45 19:04 00:19

sábado, 07 de mayo de 2011 18:33 18:54 00:21

jueves, 12 de mayo de 2011 15:04 15:24 00:20

sábado, 09 de julio de 2011 18:26 18:48 00:22

sábado, 16 de julio de 2011 12:36 12:58 00:22

martes, 16 de agosto de 2011 06:54 07:12 00:18

sábado, 27 de agosto de 2011 06:51 07:12 00:21

viernes, 02 de septiembre de 2011 18:39 18:57 00:18

Considerando la información de la tabla anterior, se tomó el promedio de los tiempos, que en este caso nos da veintiún (21) min.

3.2.1.1.7 CELEC EP. TERMOGAS MACHALA: Central Machala Gas.

Tabla 9 Tabla de datos central Machala Gas

FECHA HORA INICIO

HORA FIN

TIEMPO DE ARRANQUE

jueves, 04 de febrero de 2010 07:17 07:37 00:20

domingo, 21 de febrero de 2010 15:26 15:48 00:22

27

domingo, 27 de junio de 2010 17:17 17:40 00:23

martes, 29 de junio de 2010 06:52 07:14 00:22

viernes, 02 de julio de 2010 07:00 07:23 00:23

viernes, 09 de julio de 2010 06:12 06:36 00:24

miércoles, 28 de julio de 2010 07:32 07:53 00:21

sábado, 31 de julio de 2010 17:05 17:26 00:21

viernes, 06 de agosto de 2010 06:49 07:09 00:20

jueves, 12 de agosto de 2010 07:25 07:47 00:22

domingo, 15 de agosto de 2010 17:43 18:04 00:21

viernes, 06 de mayo de 2011 07:13 07:35 00:22

domingo, 08 de mayo de 2011 17:21 17:42 00:21

martes, 10 de mayo de 2011 06:33 06:55 00:22

jueves, 12 de mayo de 2011 07:16 07:37 00:21

domingo, 22 de mayo de 2011 12:22 12:51 00:29

jueves, 02 de junio de 2011 07:41 08:04 00:23

sábado, 04 de junio de 2011 17:15 17:37 00:22

miércoles, 29 de junio de 2011 07:29 07:51 00:22

viernes, 05 de agosto de 2011 07:12 07:33 00:21

Considerando la información de la tabla anterior, se tomó el promedio de los tiempos, que en este caso nos da veintidós (22) min.

3.2.1.1.8 HIDROPASTAZA EP: Central San Francisco.

Debido a su característica de generar en cascada con el agua que se turbina en la Central Agoyán a través de una cámara de interconexión, el proceso de arranque de esta central inicia luego de que sincronizan las unidades de Agoyán. Razón por la cual hemos considerado como tiempo de arranque el momento en que entra al paralelo dicha central.

Tabla 10 Tabla de datos central San Francisco

FECHA HORA INICIO

HORA FIN

TIEMPO DE ARRANQUE

miércoles, 14 de julio de 2010 10:40 10:55 00:15

sábado, 11 de septiembre de 2010 16:10 16:24 00:14

domingo, 12 de septiembre de 2010 17:31 17:44 00:13

martes, 28 de septiembre de 2010 18:08 18:24 00:16

viernes, 15 de octubre de 2010 18:12 18:26 00:14

28

viernes, 23 de septiembre de 2011 10:43 10:55 00:12

domingo, 16 de octubre de 2011 18:10 18:25 00:15

martes, 18 de octubre de 2011 18:06 18:21 00:15

jueves, 20 de octubre de 2011 18:18 18:32 00:14

viernes, 21 de octubre de 2011 18:02 18:18 00:16

lunes, 24 de octubre de 2011 17:46 17:59 00:13

martes, 25 de octubre de 2011 18:06 18:18 00:12

miércoles, 26 de octubre de 2011 18:10 18:22 00:12

viernes, 28 de octubre de 2011 11:07 11:21 00:14

sábado, 29 de octubre de 2011 12:27 12:39 00:12

domingo, 30 de octubre de 2011 14:27 14:43 00:16

lunes, 31 de octubre de 2011 18:12 18:24 00:12

martes, 01 de noviembre de 2011 18:05 18:15 00:10

domingo, 22 de enero de 2012 17:11 17:23 00:12

domingo, 04 de marzo de 2012 17:05 17:18 00:13

Considerando la información de la tabla anterior, se tomó el promedio de los tiempos, que en este caso nos da trece (13) min y treinta (30) seg.

3.2.1.1.9 INTERVISA TRADE: Central Victoria. Tabla 11 Tabla de datos central Victoria

FECHA HORA INICIO

HORA FIN

TIEMPO DE ARRANQUE

miércoles, 14 de mayo de 2008 0:00 17:21 17:59 00:38

lunes, 19 de mayo de 2008 0:00 12:45 13:19 00:34

miércoles, 18 de junio de 2008 0:00 16:32 17:06 00:34

lunes, 18 de agosto de 2008 0:00 15:24 15:55 00:31

lunes, 29 de septiembre de 2008 0:00 04:20 04:54 00:34

lunes, 06 de octubre de 2008 0:00 00:20 00:53 00:33

lunes, 20 de octubre de 2008 0:00 11:16 11:59 00:43

lunes, 22 de diciembre de 2008 0:00 07:15 07:55 00:40

jueves, 01 de enero de 2009 0:00 23:07 23:51 00:44

martes, 13 de enero de 2009 0:00 06:54 07:34 00:40

lunes, 26 de enero de 2009 0:00 08:08 08:48 00:40

jueves, 12 de marzo de 2009 0:00 16:37 17:07 00:30

lunes, 13 de abril de 2009 0:00 04:19 04:54 00:35

jueves, 25 de febrero de 2010 0:00 07:20 08:06 00:46

29

lunes, 04 de octubre de 2010 0:00 07:20 07:56 00:36

lunes, 18 de octubre de 2010 0:00 06:16 06:56 00:40

lunes, 22 de noviembre de 2010 0:00 06:41 07:09 00:28

lunes, 29 de noviembre de 2010 0:00 04:46 05:17 00:31

lunes, 15 de agosto de 2011 0:00 09:16 09:50 00:34

lunes, 05 de diciembre de 2011 0:00 10:34 11:01 00:27

Considerando la información de la tabla anterior, se tomó el promedio de los tiempos, que en este caso nos da treinta y seis (36) min.

3.2.1.1.10 CELEC EP – ELECTROGUAYAS: Centrales Gonzalo Zevallos y Trinitaria.

Estas unidades de vapor trabajan con calderos de Fueloil No 4 que es considerado ligero debido a que usualmente es una mezcla de fueloil destilado y de residuos, lo cual las ubica entre las térmicas más económicas del SNI. Por esta razón estas unidades permanecen el mayor tiempo posible en paralelo, únicamente salen de sincronismo cuando se requiere ejecutar mantenimientos o por fallas en las unidades.

Una de las características más relevantes y propias de las centrales de vapor de este tipo, son largos tiempos de arranque. Debido a estas condiciones no se cuenta con la suficiente información para realizar el análisis de tiempo de arranque debido a que sale en muy pocas ocasiones del paralelo y los arranques siempre dependen le las condiciones de temperatura en las calderas, por lo cual tienen tiempos muy variados.

Adicionalmente a esto, uno de los objetivo de este proyecto es recabar información de tiempo real para realizar un afinamiento y actualización en el modelo de simulación del S.N.I. y homologar las diferentes bases de datos que dispone el CENACE tal como DigSilent, sistema de tiempo real y simulador de entrenamiento y capacitación de operadores, en las cuales debido a los grandes tiempos de arranque de esta central, no son considerados sus arranques en condiciones de emergencia ni en simulaciones de entrenamiento, razón por la cual se asumirá el valor declarado por el agente.

Tabla 12 Tabla de datos central Gonzalo Cevallos y Trinitaria

CENTRAL TIEMPO DE

ARRANQUE EN FRÍO TIEMPO DE

ARRANQUE EN TIBIO TIEMPO DE ARRANQUE

EN CALIENTE

Gonzalo Zevallos 10h 3h 0,5h

Trinitaria 10h 2-3h 0,5-2h

30

3.2.1.1.11 CELEC EP – TERMOESMERALDAS: Central Esmeraldas.

Estas unidades de vapor trabajan con calderos de Fueloil No 6 o Fueloil pesado que es el remanente del crudo luego que la gasolina y los fueloil destilados son extraídos a través de la destilación, además por su ubicación cerca de la refinería Esmeraldas, la convierte en la central térmica más económica del SNI. Por esta razón esta unidad de igual forma permanecen el mayor tiempo posible en paralelo, saliendo de sincronismo únicamente cuando requieren ejecutar mantenimientos o por fallas.

Una de las características más relevantes y propias de las centrales de vapor que utilizan este tipo de combustible, son sus largos tiempos de arranque. Debido a estas condiciones tampoco se cuenta con la suficiente información para realizar el análisis de tiempo de arranque ya que dependen le las condiciones de temperatura en las calderas, por lo cual tienen tiempos muy variados y los arranques son muy limitados y al igual que las unidades analizadas anteriormente no aportan a los principales objetivos de este trabajo, razón por la cual se asumirá el valor declarado por el agente.

Tabla 13 Tabla de datos central Esmeraldas

CENTRAL TIEMPO DE

ARRANQUE EN FRÍO TIEMPO DE

ARRANQUE EN TIBIO TIEMPO DE ARRANQUE

EN CALIENTE

Esmeraldas 36-25h 9-6h 3-1,5h

3.2.1.2 Velocidad de toma de carga.

Considerando los datos históricos del Sistema Nacional Interconectado que se encuentran en el servidor HIS del CENACE, se han graficado las curvas de varios eventos de arranque de cada una de las centrales, esta información se ha analizado y se ha obtenido la pendiente en el período estable del arranque.

Se graficaron los eventos del sistema y se creó una curva de tendencia lineal que nos permitió obtener la pendiente de las gráficas de los distintos eventos.

La información en detalle de cada uno de los eventos y sus respectivas curvas se incluye en el anexo electrónico número 1.

3.2.1.2.1 CELEC EP – HIDROPAUTE: Central Paute – Fase AB.

Se presenta a continuación como ejemplo, algunas curvas de varios eventos que se presentaron en el sistema:

31

Ilustración 16 Evento 23/04/2010

Ilustración 17 Evento 21/06/2010

32

Ilustración 18 Evento 27/08/2011

Se presenta a continuación una tabla de los diferentes eventos analizados:

Tabla 14 Eventos central Paute Fase AB

FECHA HORA DE

ARRANQUE ECUACIÓN PENDIENTE

domingo, 04 de abril de 2010 18:48 y = 8,1455x - 6,91 8,1455

viernes, 23 de abril de 2010 18:42 y = 9,6232x - 7,3607 9,6232

domingo, 09 de mayo de 2010 17:49 y = 10,037x - 5,93 10,037

lunes, 24 de mayo de 2010 18:25 y = 9,125x - 11,025 9,125

jueves, 10 de junio de 2010 6:03 y = 11,341x - 8,7161 11,341

lunes, 21 de junio de 2010 6:12 y = 9,4475x - 11,721 9,4475

viernes, 16 de julio de 2010 7:52 y = 8,7943x - 7,53 8,7943

lunes, 16 de agosto de 2010 5:19 y = 8,5196x - 10,157 8,5196

jueves, 23 de septiembre de 2010 8:18 y = 9,0429x - 6,0429 9,0429

viernes, 15 de octubre de 2010 15:32 y = 9,6107x - 2,4857 9,6107

domingo, 31 de octubre de 2010 18:22 y = 9,1714x + 1,0286 9,1714

lunes, 15 de noviembre de 2010 14:54 y = 9,7671x - 2,71 9,7671

martes, 30 de noviembre de 2010 8:50 y = 10,234x + 2,43 10,234

miércoles, 15 de diciembre de 2010 9:22 y = 9,5411x - 5,1536 9,5411

33

jueves, 30 de diciembre de 2010 9:11 y = 9,5725x - 9,0625 9,5725

viernes, 14 de enero de 2011 8:42 y = 9,17x - 8,0333 9,17

jueves, 27 de enero de 2011 7:38 y = 10,425x - 7,65 10,425

jueves, 10 de febrero de 2011 9:00 y = 9,7427x - 9,17 9,7427

miércoles, 02 de marzo de 2011 5:04 y = 7,6418x - 9,36 7,6418

sábado, 27 de agosto de 2011 7:43 y = 9,3161x - 7,0714 9,3161

Se analizaron los diferentes eventos y se consideró el promedio de las pendientes, se obtuvo un valor de 9.4134, que es el valor de la velocidad de toma de carga, aproximadamente 9,5 MW por cada 30 segundos.

3.2.1.2.2 CELEC EP – HIDROPAUTE: Central Paute – Fase C.

Se presenta a continuación como ejemplo, algunas curvas de varios eventos que se presentaron en el sistema:

Ilustración 19 Evento 05/04/2010

34

Ilustración 20 Evento 20/11/2010

Ilustración 21 Evento 15/08/2011

Se presenta a continuación una tabla de los diferentes eventos analizados:

35

Tabla 15 Eventos central Paute Fase C

FECHA HORA DE

ARRANQUE ECUACIÓN PENDIENTE

lunes, 05 de abril de 2010 11:35 y = 10,292x - 7,7679 10,292

viernes, 30 de abril de 2010 5:02 y = 9,6317x - 12,569 9,6317

martes, 18 de mayo de 2010 16:20 y = 10,583x - 8,1295 10,583

martes, 25 de mayo de 2010 8:18 y = 9,5398x - 8,7625 9,5398

jueves, 17 de junio de 2010 6:23 y = 9,8469x - 11,505 9,8469

lunes, 12 de julio de 2010 5:22 y = 10,125x - 6,3125 10,125

martes, 27 de julio de 2010 9:22 y = 11,809x - 9,4635 11,809

domingo, 29 de agosto de 2010 18:00 y = 9,6696x - 10,902 9,6696

domingo, 12 de septiembre de 2010 18:10 y = 9,5826x - 8,4375 9,5826

martes, 28 de septiembre de 2010 14:28 y = 9,95x - 11,338 9,95

miércoles, 13 de octubre de 2010 9:16 y = 10,122x - 8,0885 10,122

miércoles, 27 de octubre de 2010 9:05 y = 9,2969x - 11,568 9,2969

sábado, 20 de noviembre de 2010 8:41 y = 10,268x - 10,44 10,268

miércoles, 15 de diciembre de 2010 6:08 y = 9,433x - 7,433 9,433

martes, 18 de enero de 2011 5:07 y = 9,15x - 14,583 9,15

miércoles, 02 de febrero de 2011 18:49 y = 9,7281x - 8,974 9,7281

martes, 01 de marzo de 2011 5:07 y = 9,9969x - 10,484 9,9969

jueves, 31 de marzo de 2011 5:38 y = 9,9875x - 11,875 9,9875

lunes, 15 de agosto de 2011 7:34 y = 9,675x - 12,436 9,675

lunes, 29 de agosto de 2011 9:10 y = 10,004x - 7,8482 10,004

Se analizaron los diferentes eventos y se consideró el promedio de las pendientes, se obtuvo un valor de 9.9346, que es el valor de la velocidad de toma de carga, aproximadamente 10 MW por cada 30 segundos.

3.2.1.2.3 CELEC EP – HIDROAGOYÁN: Central Agoyán.

Se presenta a continuación como ejemplo, algunas curvas de varios eventos que se presentaron en el sistema:

36

Ilustración 22 Evento 10/05/2010

Ilustración 23 Evento 05/12/2010

37

Ilustración 24 Evento 26/06/2011

Se presenta a continuación una tabla de los diferentes eventos analizados:

Tabla 16 Eventos central Agoyán

FECHA HORA DE

ARRANQUE ECUACIÓN PENDIENTE

domingo, 25 de abril de 2010 16:58 y = 10,186x - 10,759 10,186

martes, 04 de mayo de 2010 12:24 y = 6,2523x - 10,23 6,2523

lunes, 10 de mayo de 2010 16:26 y = 5,9938x - 6,191 5,9938

sábado, 29 de mayo de 2010 17:28 y = 6,6229x - 3,2813 6,6229

jueves, 08 de julio de 2010 10:53 y = 8,9003x - 6,4732 8,9003

miércoles, 14 de julio de 2010 10:40 y = 5,278x - 4,4417 5,278

sábado, 24 de julio de 2010 9:19 y = 5,6511x - 7,1682 5,6511

lunes, 30 de agosto de 2010 7:51 y = 5,0424x - 7,3485 5,0424

miércoles, 01 de septiembre de 2010 18:33 y = 6,7288x - 8,1583 6,7288

martes, 14 de septiembre de 2010 18:08 y = 5,3705x - 5,4107 5,3705

jueves, 23 de septiembre de 2010 12:27 y = 5,5491x - 6,3929 5,5491

miércoles, 20 de octubre de 2010 18:40 y = 6,0874x - 4,6932 6,0874

jueves, 18 de noviembre de 2010 16:36 y = 7,8576x - 6,4667 7,8576

domingo, 05 de diciembre de 2010 18:12 y = 7,1784x - 9,1045 7,1784

domingo, 12 de diciembre de 2010 18:13 y = 6,0673x - 6,3077 6,0673

38

domingo, 16 de enero de 2011 18:35 y = 4,5045x - 4,4643 4,5045

domingo, 17 de abril de 2011 16:46 y = 8,6771x - 9,6632 8,6771

domingo, 01 de mayo de 2011 16:55 y = 5,275x - 2,1917 5,275

domingo, 26 de junio de 2011 9:06 y = 8,8036x - 7,375 8,8036

lunes, 04 de julio de 2011 12:09 y = 7,9628x - 6,9107 7,9628

Se analizaron los diferentes eventos y se consideró el promedio de las pendientes, se obtuvo un valor de 6,6994, que es el valor de la velocidad de toma de carga, aproximadamente 7 MW por cada 30 segundos.

3.2.1.2.4 CELEC EP – HIDROAGOYÁN: Central Pucará.

Se presenta a continuación como ejemplo, algunas curvas de varios eventos que se presentaron en el sistema:

Ilustración 25 Evento 15/03/2011

39

Ilustración 26 Evento 08/04/2011

Ilustración 27 Evento 07/07/2011

Se presenta a continuación una tabla de los diferentes eventos analizados:

40

Tabla 17 Eventos central Pucará

FECHA HORA DE

ARRANQUE ECUACIÓN PENDIENTE

jueves, 03 de febrero de 2011 6:11 y = 2,0343x + 8,8604 2,0343

martes, 08 de febrero de 2011 10:16 y = 2,0662x + 7,4035 2,0662

jueves, 03 de marzo de 2011 8:11 y = 2,7987x + 10,528 2,7987

viernes, 06 de mayo de 2011 12:47 y = 3,3419x - 3,4767 3,3419

viernes, 11 de marzo de 2011 8:23 y = 2,7092x + 12,312 2,7092

martes, 15 de marzo de 2011 11:15 y = 3,6021x + 4,3566 3,6021

lunes, 28 de marzo de 2011 14:22 y = 2,3695x + 10,871 2,3695

lunes, 04 de abril de 2011 10:18 y = 3,4798x + 12,645 3,4798

martes, 12 de abril de 2011 18:24 y = 2,0076x + 5,5264 2,0076

jueves, 14 de abril de 2011 18:29 y = 3,5326x - 2,3454 3,5326

martes, 19 de abril de 2011 9:13 y = 3,5543x + 10,523 3,5543

sábado, 23 de abril de 2011 18:13 y = 2,086x - 0,8977 2,086

jueves, 28 de abril de 2011 18:17 y = 3,1258x + 3,4575 3,1258

lunes, 02 de mayo de 2011 18:17 y = 3,1872x + 6,8081 3,1872

lunes, 20 de junio de 2011 18:17 y = 3,1891x + 6,9668 3,1891

miércoles, 22 de junio de 2011 11:41 y = 3,6055x + 13,83 3,6055

miércoles, 29 de junio de 2011 8:17 y = 3,0275x - 2,1997 3,0275

miércoles, 06 de julio de 2011 9:13 y = 2,1213x + 7,3925 2,1213

jueves, 07 de julio de 2011 8:58 y = 2,5925x + 9,2445 2,5925

sábado, 20 de agosto de 2011 18:24 y = 3,5987x + 10,436 3,5987

Se analizaron los diferentes eventos y se consideró el promedio de las pendientes, se obtuvo un valor de 2,9015, que es el valor de la velocidad de toma de carga, aproximadamente 3 MW por cada 10 segundos.

3.2.1.2.5 HIDRONACIÓN: Central Marcel Laniado de Wind.

Se presenta a continuación como ejemplo, algunas curvas de varios eventos que se presentaron en el sistema:

41

Ilustración 28 Evento 10/05/2010

Ilustración 29 Evento 05/05/2011

Se presenta a continuación una tabla de los diferentes eventos analizados:

42

Tabla 18 Eventos central Marcel Laniado

FECHA HORA DE

ARRANQUE ECUACIÓN PENDIENTE

lunes, 10 de mayo de 2010 10:55 y = 6,1576x - 8,2667 6,1576

sábado, 10 de julio de 2010 18:02 y = 6,1x + 11,167 6,1

martes, 31 de agosto de 2010 16:21 y = 2,8184x - 3,1634 2,8184

lunes, 01 de noviembre de 2010 8:40 y = 4,6905x - 5,3571 4,6905

lunes, 27 de diciembre de 2010 00:38 y = 4,3121x - 8,0549 4,3121

miércoles, 12 de enero de 2011 12:21 y = 2,967x - 2,5385 2,967

domingo, 30 de enero de 2011 17:55 y = 2,5135x - 2,1421 2,5135

domingo, 13 de febrero de 2011 9:22 y = 2,6234x + 0,3333 2,6234

sábado, 26 de febrero de 2011 16:15 y = 2,9597x - 2,081 2,9597

lunes, 28 de febrero de 2011 14:38 y = 3,6929x - 4,4095 3,6929

lunes, 28 de febrero de 2011 23:08 y = 2,9015x - 1,225 2,9015

miércoles, 02 de marzo de 2011 10:29 y = 2,4321x + 14,676 2,4321

martes, 09 de marzo de 2011 00:13 y = 5,1648x - 7,5385 5,1648

sábado, 19 de marzo de 2011 9:35 y = 5,9576x - 6,8667 5,9576

jueves, 05 de mayo de 2011 10:05 y = 5,3909x - 3,1636 5,3909

sábado, 02 de julio de 2011 17:47 y = 6,0242x - 6,7333 6,0242

lunes, 04 de julio de 2011 7:51 y = 5,5545x - 10,782 5,5545

sábado, 09 de julio de 2011 1:21 y = 2,4789x - 1,6842 2,4789

lunes, 29 de agosto de 2011 9:54 y = 3,3964x - 3,7714 3,3964

jueves, 08 de septiembre de 2011 21:22 y = 2,5162x + 1,175 2,5162

Se analizaron los diferentes eventos y se consideró el promedio de las pendientes, se obtuvo un valor de 4,0326, que es el valor de la velocidad de toma de carga, aproximadamente 4 MW por cada 10 segundos.

3.2.1.2.6 ELECTROQUIL S.A.: Central Electroquil

Se presenta a continuación como ejemplo, algunas curvas de varios eventos que se presentaron en el sistema:

43

Ilustración 30 Evento 16/08/2011

Ilustración 31 Evento 17/02/2011

44

Ilustración 32 Evento 09/02/2011

Se presenta a continuación una tabla de los diferentes eventos analizados:

Tabla 19 Eventos central Electroquil

FECHA HORA DE

ARRANQUE ECUACIÓN PENDIENTE

miércoles, 09 de febrero de 2011 18:00 y = 4,6255x + 2,3077 4,6255

sábado, 12 de febrero de 2011 18:02 y = 4,1386x - 2,27 4,1386

lunes, 14 de febrero de 2011 17:56 y = 3,7732x - 5,356 3,7732

jueves, 17 de febrero de 2011 18:05 y = 4,6309x - 2,3227 4,6309

lunes, 21 de febrero de 2011 16:52 y = 4,9674x - 8,805 4,9674

viernes, 11 de marzo de 2011 07:58 y = 3,813x - 5,3924 3,813

sábado, 12 de marzo de 2011 7:15 y = 5,2881x - 7,7394 5,2881

viernes, 01 de abril de 2011 18:11 y = 4,4x - 7,9867 4,4

sábado, 02 de abril de 2011 10:12 y = 5,9421x - 10,571 5,9421

viernes, 08 de abril de 2011 17:00 y = 5,3565x - 9,006 5,3565

lunes, 11 de abril de 2011 18:03 y = 5,2664x - 7,815 5,2664

sábado, 07 de mayo de 2011 18:54 y = 4,8876x - 4,5915 4,8876

jueves, 12 de mayo de 2011 15:24 y = 4,2663x - 3,6425 4,2663

sábado, 09 de julio de 2011 18:48 y = 6,451x - 2,3123 6,451

sábado, 16 de julio de 2011 12:58 y = 4,6635x - 6,9754 4,6635

lunes, 15 de agosto de 2011 9:15 y = 4,3851x - 2,4057 4,3851

45

martes, 16 de agosto de 2011 7:12 y = 4,7352x - 6,2725 4,7352

viernes, 26 de agosto de 2011 10:09 y = 6,9836x - 1,0752 6,9836

sábado, 27 de agosto de 2011 7:12 y = 6,7459x - 10,349 6,7459

viernes, 02 de septiembre de 2011 18:57 y = 5,7331x - 6,1233 5,7331

Se analizaron los diferentes eventos y se consideró el promedio de las pendientes, se obtuvo un valor de 5,0425, que es el valor de la velocidad de toma de carga, aproximadamente 5 MW por cada 30 segundos.

3.2.1.2.7 CELEC EP – ELECTROGUAYAS: Central Gonzalo Zevallos.

Se presenta a continuación como ejemplo, algunas curvas de varios eventos que se presentaron en el sistema:

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