Modulo 7 - Calculo Limites de Intercambio

7/21/2019 Modulo 7 - Calculo Limites de Intercambio

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CLCULODE LMITES DE INTERCAMBIO


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Las generaciones mnimas de seguridad y los lmites de intercambio, aparecenen un sistema de potencia por limitaciones de la red para transportar la

energa desde los centros de generacin a los de consumo con confiabilidad,seguridad y calidad.

DEFINICIN CONCEPTUAL

Estas restricciones estnasociadas al suministro depotencia activa, reactiva y a lareserva rodante/AGC


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Restricciones Generacin de Seguridad

Limitaciones que se presentan en la operacin de un sistema elctrico de

potencia, que tienen su origen en la capacidad de la infraestructura elctricaasociada o en la aplicacin de criterios de seguridad y confiabilidad en elsuministro de electricidad.

OTRA DEFINICIN

Las restricciones exigengeneracin de seguridad y sepueden clasificar segn sunaturaleza en Elctricas y

Operativas.


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Restriccin Elctrica

Limitacin en el equipamiento del sistema elctrico, tales como

lmites trmicos admisibles en la operacin de equipos de transporte otransformacin

lmites en la operacin del equipamiento que resulten del esquema deprotecciones (locales o remotas)

lmites de capacidad del equipamiento

indisponibilidad de equipos.

Ms definiciones


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Restriccin Operativa

Exigencia operativa del sistema elctrico paragarantizar la seguridad en reas Operativas, loscriterios de

calidad y confiabilidad estabilidad de tensin estabilidad electromecnica compensacin reactiva regulacin de frecuencia del Sistema

Interconectado.

Ms definiciones


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Relacin directa entre las variables V y Q, es decir,tensiones en la red y el flujo e inyeccin de potencia

reactiva.

Control de tensiones en estado estacionario

La prctica comn en el mundo, es

no efectuar despacho de potenciareactiva en plantas o en elementosde compensacin.

Lo usual es establecer tensionesobjetivo en diferentes nodos/barrasclaves del sistema y validar sucumplimiento.


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Para garantizar tensiones normales de operacin en un sistema, son necesarias

mquinas en lnea que aporten o consuman potencia reactiva a la red.


En principio, no importa la cantidad de potencia activa.

El concepto de Tensiones normales deoperacin tiene que ver con el cumplimientode lo establecido en la regulacin.

Los elementos pasivos de compensacin(condensadores y reactores) ayudan enforma discreta al control de las tensiones


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Tres reglas bsicas (en trminos generales)


Las tensiones no deben ser inferiores ni superiores a los valore establecidos en laregulacin (normatividad) vigente (Por ejemplo 5 del nominal)

La reactiva en las unidades de generacin deber

estar dentro de los lmites de rgimen permanentedeclarados por los operadores/propietarios de lasmquinas

Para el control de las tensiones se podrnemplear todos los elementos disponibles:generadores, condensadores, reactores,

compensadores y taps bajo carga


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En trminos generales, la seguridad requerida para garantizar adecuado control detensiones en el Sistema de Transmisin, es funcin de los intercambios (importaciones

y exportaciones) de cada reas.

Unidades en lnea y lmites de Intercambio

Es normal que a mayor importacin, mayor es el requerimiento de unidades en lnea.

El nmero mnimo de unidades se asigna a una planta o grupo de plantas que puedancumplir la funcin del control de tensiones de una rea.

Incluso podra depender de la importacin de otras , de la ubicacin del rea dentro delSistema de Transmisin y de la forma como est interconectada.


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son necesarias 2 unidades de la planta A paraimportaciones de hasta 300 MW y 1 unidad adicional porcada 100 MW de aumento en la importacin;

Unidades en Lnea y lmites de Intercambio

son necesarias 2 unidades de la planta A;

Un anlisis de este tipo debe arrojar resultados tales como:

son necesarias 4 unidades entre las plantas A y B

son necesarias 2 unidades de la planta A y 2 de laplanta B para intercambios de hasta 500 MW y 1 unidadadicional de la planta A o de la planta B por cada 100

MW adicionales de importacin;


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El lmite de intercambio de una rea esta relacionado con la mxima cantidad depotencia activa que puede ser transportada (importacin/exportacin) a travs delas lneas que la interconectan con el resto del sistema.

Lmites de intercambio

En estado estacionario, existen bsicamente dos situaciones que limitan losintercambios:

Mxima carga permitida en equipos (restriccin elctrica)

Regulacin de tensiones (restriccin operativa).


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La generacin despachada por este concepto forma el grupo deGeneraciones de Seguridad por Intercambios y hacen parte de lasrestricciones elctricas u operativas.

La generacin requerida puede ser suministrada por cualquier planta del rea

y por tanto puede ser asignada de acuerdo al orden de mritos

Esta es la gran diferencia con la generacin de seguridad para soporte detensiones del Sistema de Transmisin.

Lmites de intercambio


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Mayor nmero de unidades antes que limitar la importacin. Utilizar al mximo los recursos del rea.

Dificultades

Profundizar los anlisis y evaluar aspectos tales como:

Esto complica tanto los anlisis elctricos como su aplicacin en undespacho econmico

Del nivel de importacin de otras reas.

Del nmero de unidades en lnea que se tengan en el rea.

El lmite de intercambio puede depender:

Determinar si esta dependencia esta siendo marcada por otra restriccin delSistema de Transmisin que cobija ambas reas.


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Anlisis de Estabilidad

Dependiendo de la normatividad, el elemento fallado puede ser restablecidomediante recierre o considerarse la salida definitiva del mismo.

En las mquinas, los ngulos del rotor deben oscilar de forma coherente yamortiguada.

Las corrientes e impedancias vistas por los rels vecinos, deben ser tales que noocasionen la salida de elementos adicionales, lo cual originara una serie deeventos en cascada.

En las barras principales del sistema de transmisin la tensin transitoria no debeestar por debajo de 0.8(p.u.) durante ms de 500 ms.

Bajo una falla (trifsica, bifsica o monofsica, segn normatividad) en uno de loscircuitos del sistema de transmisin, el sistema debe conservar la estabilidad.


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Procedimiento para el Clculo (1/3)

Es necesario un conocimiento previo del sistema y sus limitaciones.El procedimiento sirve para validar o recalcular las unidades en lnea portensiones y los lmites de intercambio.

1) Establecer un escenario de despacho tpico, en el cual no est muy estresada lared y ni el rea bajo anlisis (caso base). Se deben cumplir los criteriosestablecidos para estado estacionario.

3) Emplear los recursos de compensacin reactiva que disponga el rea y que seaposible maniobrar bajo carga, tales como reactores, condensadores y taps de

transformadores

2) Resolver los problemas internos o locales del rea (restricciones regionales)transformacin y tensiones.

4) Determinar el mnimo nmero de unidades necesarias en el Sistema deTransmisin del rea para garantizar tensiones dentro de los lmites.


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5) Iniciar con un intercambio menor al valor de referencia

Plantas indispensables o conjunto de unidades intercambiables

El proceso es iterativo y mediante l se determina el lmite de importacin

estacionario y la necesidad o no de tener ms unidades en lnea para elsoporte de tensiones.

6) Quitar una a una las unidades y plantas del rea manteniendo el intercambio

7) Analizar sensibilidad del nmero de unidades a la importacin

Aumentar importacin al rea (v.gr. 50 MW) y verificar que las condicionesde estado estacionario satisfagan los criterios.


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Simular la salida de cada uno de los elementos que afectan al reacon el fin de establecer la contingencia de mayor impacto.

En caso de no cumplir los criterios, para la peor contingencia, se debedeterminar en forma iterativa:

El valor al cual debe limitarse el intercambio, y/o

El nmero de unidades adicionales

8) Anlisis de Estabilidad


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Modelo de red en programa de optimizacin tradicional

B o l v a r

C r d o b a/ S u c r e

C e r r o m a to s o

S a n C a r lo s

C h iv o r

N o r d e s te

B o g o t

A tl n ti c o

V a ll e d e lC a u c a

A n ti o q u ia- C h o c

C Q R P a g u a

G C M

M e ta

T o li m a

H u il a /C a q u e t

C a u c a/ N a r i o

S T N


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Modelo de red simplificado del SIN colombiano

B o l v a r

C r d o b a/ S u c r e

Ce r ro m atoso

S a n C a r lo s

C h i v o r

N orde ste

B o g o t

A t ln t ico

V a l l e d e lC a u c a

A nt ioq u ia- C h o c

C Q R

P a g u a

G C M

M eta

To l im a

H u i la /C a q u e t

C a u c a/N ar io


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MIL GRACIAS

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