Rigurosidad y excelencia en el transporte de energía

1. III Jornadas Técnicas ISA 2010
Rigurosidad y Excelencia en el Transporte de Energía

2. III Jornadas Técnicas
ISA 2010
Rigurosidad y Excelencia
en el Transporte de Energía
Trabajo realizado por: Juan Sanabria; Alberto Muñante; Hugo Acosta; Daniel Madrid
Empresa: RED DE ENERGÍA DEL PERÚ
Título del trabajo: ANÁLISIS DE SEGURIDAD OPERATIVA
Fecha: 10 / 08 / 2010

3. Operación de un sistema eléctrico de potencia (SEP)
PROCESOS
Los mejoramientos se Se Planea y Programa la
alcanzan cuando se Operación.
estandarizan y se aseguran
resultados sistemáticamente Programación
Administración de SOM Planificación
Proyectos de mejora
Se evalúan los Los Programas se
resultados frente a las transforman en acciones
que se realizan en el Día a
metas planteadas.
Día.
Evaluación Ejecución
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4. PROGRAMACIÓN DE LA OPERACIÓN
Ley 28832 - LEY PARA ASEGURAR EL
Plan de Expansión DESARROLLO EFICIENTE DE LA
Horizonte: 10 años GENERACIÓN ELÉCTRICA Capítulo IV
Costo implícito de déficit
Configuración del parque generador
Programación de la Operación
Sub-sistemas agregados Ley 25844 - RLCE Art. 94° y 95°
Largo Plazo
Estadísticas hidrológicas Horizonte: 4 años
Etapas: Mensuales
Estrategias de Operación
Planes de Contingencia
Representación individualizada
Mediano Plazo
Previsión hidrológicas Horizonte: Anual
mensuales y semanales Etapas: Semanales
Metas semanales de generación por central
Programación de la Operación
Mediano Plazo
Representación detallada Programa Mensual
Ley 25844 - RLCE Art. 93° y 95°
Programa de Operación
Planes de Contingencia
Corto Plazo
Programa Semanal
Programa Diario
Despacho horario de Generación
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5. OBJETIVOS DE LA OPERACIÓN DE UN SEP
CALIDAD SEGURIDAD
PERFIL ACEPTABLE DE
TENER BAJA PROBABILIDAD
VALORES DE TENSIÓN Y
DE QUE EXISTA DISCONTINUIDAD
FRECUENCIA DE LA POTENCIA
DEL SERVICIO ELÉCTRICO
ELÉCTRICA SUMINISTRADA
ECONOMÍA
MINIMIZAR LOS COSTOS
DE OPERACIÓN DEL SISTEMA
 Un aspecto poco desarrollado en la normativa peruana es el análisis de la SEGURIDAD.
 Un nivel de seguridad muy alto se manifiesta en una baja probabilidad de que exista
interrupciones de servicio, aunque el sistema sufra perturbaciones.
 El proceso de determinación de los niveles de seguridad implica evaluar:
(1) la capacidad del sistema de satisfacer la demanda ante fallas;
(2) el impacto de las decisiones de los operadores respecto a la entrada y salida de
equipos o cargas importantes;
(3) el efecto de las acciones correctivas contempladas por el operador con el propósito
de mejorar la seguridad.
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6. SEGURIDAD EN LA PROGRAMACIÓN DE LA
OPERACIÓN
 En general, los estudios de análisis de
seguridad consisten en simular la
desconexión de unidades generadoras y ESTUDIOS DE ANÁLISIS DE
equipos de transmisión para estudiar su SEGURIDAD OPERATIVA
efecto sobre las variables del sistema a partir TENER BAJA PROBABILIDAD DE
de un estado inicial dado, y medir la robustez QUE EXISTA DISCONTINUIDAD DEL
SERVICIO ELÉCTRICO
del sistema para soportar estas posibles
contingencias. Así, el análisis de seguridad
mide el nivel de reserva del SEP. SEGURIDAD EN LA
 Por reserva se debe entender el margen de PROGRAMACIÓN
diferencia que presentan las variables del DE LA OPERACIÓN
sistema y sus respectivos límites de
operación.
PLANES DE
 Un SEP nunca opera con seguridad en el CONTINGENCIA
sentido absoluto de la palabra; se debe PARA AQUELLOS CASOS
EXTREMOS QUE NO SON
programar la operación de manera que se CUBIERTOS EN EL ANÁLISIS
tenga la mayor seguridad posible. DE SEGURIDAD
 La seguridad operativa debe ser tratada
desde la Programación de la Operación.
Figura. Seguridad en la Programación
 Un aspecto que no es tratado en análisis de
seguridad son los Planes de Contingencia.
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7. ESTUDIOS DE ANÁLISIS DE SEGURIDAD OPERATIVA
Curva V-P
230
220
X: 164.5
Y: 209.2
210
200
190
Tensión en Paramonga
180
Tensión en Chimbote
170
160
0 50 100 150 200 250
80
75
Delta, Grados
70
65
60
0 0.5 1 1.5 2 2.5
t, sec
3 3.5 4 4.5 5
ANÁLISIS DE
SEGURIDAD
60.05
60
f, Hz
59.95
59.9
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
t, sec
+/- 5%
Tensión
Nominal
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8. OPERACIÓN DE UN SEP
CONSIDERANDO PLANES DE CONTINGENCIA
INICIO
Programación de la Generación y la
Red de Transmisión
Modificación del Programa de
Análisis de Contingencias Generación y la Red de
Transmisión
SI NO
¿Es Seguro?
Restricciones Operativas
¿Es NO
Contingencia de Contingencia
Diseño Normal Extrema?
SI
Plan de Contingencias
Programa de Operación
Calidad, Seguridad y Economía
FIN
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9. III Jornadas Técnicas
ISA 2010
Rigurosidad y Excelencia
en el Transporte de Energía
ANÁLISIS DEL EVENTO EN EL PERÚ
DESCONEXIÓN DE LA LÍNEA PIURA - CHICLAYO
25 de abril de 2009

10. DESCRIPCIÓN DEL EVENTO
04:45h Falla “S” y “T” a tierra
rotura de un aislador polimérico
CT Malacas
1 TGN4: 15 MW CT Charán
Guadalupe Piura Talara Zorritos
2.32 MW 20.6 MW 21.4 MW
61.9 MW
Chiclayo 2 04:45h Colapso
del área Norte
CT Piura
CH Carhuaquero: CT Paita
105.8 MW CT Sullana TG1 TG2
CH Poechos CH Curumuy CT Malacas
Fuera de servicio
15.2 MW 15.2 MW
En servicio
 La programación de la operación no tomó en cuenta la seguridad operativa del SEP.
 La TGN4 de la C.T. Malacas operaba con 15 MW, por minimización de costos
operativos y como consecuencia de ello el flujo por la línea en el momento del evento
era 61 MW. Esta planta podía operar hasta 88 MW,.
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11. RECUPERACIÓN DE SUMINISTROS
AFECTADOS EN EL EVENTO
CT Charán : 7.1 MW
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2
MAK1 >> 5:17 h
CT Malacas MAK2 >> 5:18 h
12:47h TGN4: 0 MW
L-2238 E/S Talara Zorritos
Guadalupe Chiclayo Piura
2.32 MW 4
CT Piura
CT Paita
CT Sullana
CH Carhuaquero:
105.8 MW
1
Malacas TG1 Malacas TG2: 6.3 MW
CH Poechos CH Curumuy TG2 >>5:15 h
3 A las 05:23, 06:45, 08:20 y 09:49 h se realizaron
intentos fallidos de reposición de la carga de Piura
 Zorritos y Talara se recuperaron con las plantas térmicas locales
 Piura se recuperó luego que fue repuesta la línea L-2238.
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12. ANÁLISIS DE SEGURIDAD DEL ÁREA GUADALUPE-
CHICLAYO-PIURA-TALARA-ZORRITOS
Falla 1Ø-Tierra Falla 1Ø-Tierra
N° Con recierre Con recierre Falla 2Ø-Tierra TGN4 OBS ERAC CASOS
exitoso no exitoso
1 L-2238 15 Estable No CASO 25-1/1
2 L-2238 39 Estable No CASO10-1/1
3 L-2238 54 Estable No CASO11-1/1
4 L-2238 69 Estable No CASO12-1/1
5 L-2236 15 Estable Si CASO21-1/1
6 L-2236 39 Estable No CASO22-1/1
7 L-2236 54 Estable No CASO23-1/1
8 L-2236 69 Estable No CASO24-1/1
9 L-2238 15 Inestable Si CASO13-1/1
10 L-2238 39 Estable Si CASO14-1/1
11 L-2238 54 Estable Si CASO15-1/1
12 L-2238 69 Estable No CASO16-1/1
13 L-2248 15 Estable No CASO17-1/1
14 L-2248 39 Estable No CASO18-1/1
15 L-2248 54 Estable No CASO19-1/1
16 L-2248 69 Inestable No CASO20-1/1
17 L-2238 15 Inestable Si CASO1-1/1
20 L-2238 39 Estable Si CASO9-1/1
23 L-2238 54 Estable Si CASO7-1/1
25 L-2238 69 Estable No CASO8-1/1
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13. ANÁLISIS DE SEGURIDAD DEL ÁREA GUADALUPE-
CHICLAYO-PIURA-TALARA-ZORRITOS
Falla 1Ø-Tierra Falla 1Ø-Tierra
N° Con recierre Con recierre Falla 2Ø-Tierra TGN4 OBS ERAC CASOS
exitoso no exitoso
1 L-2238 15 Estable No CASO 25-1/1
2 L-2238 39 Estable No CASO10-1/1
3 L-2238 54 Estable No CASO11-1/1
4 L-2238 69 Estable No CASO12-1/1
5 L-2236 15 Estable Si CASO21-1/1
6 L-2236 39 Estable No CASO22-1/1
7 L-2236 54 Estable No CASO23-1/1
8 L-2236 69 Estable No CASO24-1/1
9 L-2238 15 Inestable Si CASO13-1/1
 El análisis de seguridad operativa de REP encontró que si la TGN4Si C.T. Malacas
10 L-2238 39 Estable de CASO14-1/1
11hubiese operado conL-2238
39 MW: 54 Estable Si CASO15-1/1
12  El área Piura-Talara-Zorritos se hubiese mantenido estable en forma aislada ante
L-2238 69 Estable No CASO16-1/1
13 L-2248
la desconexión de línea L-2238 por falla. 15 Estable No CASO17-1/1
14
 Solo se habrían L-2248 39 Estable No CASO18-1/1
producido 22 MW por rechazo de carga por mínima frecuencia,
15 L-2248 54 Estable No CASO19-1/1
que hubiesen sido repuestos por la generación disponible en la TGN4 de C.T.
16 L-2248 69 Inestable No CASO20-1/1
Malacas y la reserva fría del Área Norte.
17 L-2238 15 Inestable Si CASO1-1/1
20 L-2238 39 Estable Si CASO9-1/1
23 L-2238 54 Estable Si CASO7-1/1
25 L-2238 69 Estable No CASO8-1/1
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14. ANÁLISIS DE LA APLICACIÓN
DEL PLAN DE CONTINGENCIAS
CT Charán : 7.1 MW
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2
MAK1 >> 5:17 h
CT Malacas MAK2 >> 5:18 h
12:47h TGN4: 0 MW
L-2238 E/S Talara Zorritos
Guadalupe Chiclayo Piura
2.32 MW 4
CT Piura
CT Paita
CT Sullana
CH Carhuaquero:
105.8 MW
1
Malacas TG1 Malacas TG2: 6.3 MW
CH Poechos CH Curumuy TG2 >>5:15 h
3 A las 05:23, 06:45, 08:20 y 09:49 h se realizaron
intentos fallidos de reposición de la carga de Piura
 El Plan de Contingencias no fue efectivo, ya que Piura recién se pudo reponer con la
L-2238 (compensación por mala calidad de aproximadamente 600,000 USD).
 El Operador Nacional del Perú no actualizó el Plan de Contingencias de la ciudad de
Piura, pues establecía bloques de carga mayores a los que realmente se podía
conectar en el sistema aislado de Piura generando el colapso de los grupos locales.
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15. CONCLUSIONES
 El análisis de la seguridad operativa es de suma importancia para la continuidad del
servicio eléctrico; por lo que, esta debe ser abordada desde la etapa de la
programación de la operación del sistema eléctrico.
 Un SEP nunca opera con seguridad en el sentido absoluto de la palabra; se debe
programar la operación de manera que se tenga la mayor seguridad posible.
 El operador nacional del SEP puede establecer que algunas contingencias son
“extremas”, produciendo bajos niveles de seguridad, ya sea porque el diseño del
sistema es poco confiable o porque los costos de la seguridad son muy altos; en estos
casos debe tomar en cuenta los Planes de Contingencia respectivos.
 En el caso presentado, si el Operador Nacional del Perú hubiese operado
considerando los criterios de seguridad operativa descritos en el presente artículo,
ante la desconexión de la línea Chiclayo - Piura se hubieran producido únicamente
rechazos de carga por mínima frecuencia de 22 MW, que se hubiesen repuesto en un
tiempo menor a 30 minutos, de acuerdo con el análisis de seguridad realizado por
REP.. Si hubiese decidido que la falla de la L-2238 es una contingencia “extrema” la
aplicación de un adecuado Plan de Contingencia hubiese permitido reponer las cargas
con generación local en menos de una hora..
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16. III Jornadas Técnicas
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Rigurosidad y Excelencia
en el Transporte de Energía