GENERACIÓN, TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA

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1 GENERACIÓN, TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA Pln e Estuos Aeuo según Orennz 06/004 Qunto ño Ing. Elétr Demn, ftores rterístos, trfs, preos y ostos mrgnles e generón, trnsmsón y struón e energí elétr Profesor: Dr. Ing. Wlter F. Gménez JTP: Ing. Elvo Cherr JTP: Ing. Irene Stenmnn Págn /

2 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr.- INTRODUCCIÓN L myor prte e ls nertumres y omplejes en l operón e un sstem elétro e poten, provene e l vrl nherente e l rg mpuest por los usuros, según ls neeses res por sus tves. Se suele rgumentr en el sento e que un entrl proutor e energí elétr ee ser onser omo fár pr l elorón e "energí útl", prteno e omustles fósles o e l energí hrául omo mters prms. Pero exste un feren funmentl entre otros tpos e nustrs on respeto un entrl elétr, o que el prouto e ést no está ompletmente termno hst el msmo nstnte en que se lo utlz, y ee ser entones extmente gul l emn nstntáne el onjunto totl e los usuros e l t entrl..- DEMANDA DE ENERGÍA ELÉCTRICA En ulquer prolem e seño o mplón e un entrl elétr, l prmer etp (e preseño) ee efnr ls onones e l provsón e energí que l plnt ee stsfer. Ls onones ts pueen lsfrse jo tres spetos: Demn máxm e poten tv, en kw o en MW: P mx Totl e energí requer (en un períoo o, un í, un mes o un ño) tmén ono omo emn e energí : E Vrl e l emn e poten en funón el tempo:. P f ( t) Pr muhos sos prátos, en los que prevleen los spetos ténos (no eonómos), ls os () prmers onones rterzn l emn en uestón. L efnón e emn (s no tene otro tmento, se soreentene que es e poten) es l sguente: L emn e un sstem elétro e poten, o e prte el msmo, se expres en térmnos e poten tv, y se efne l rg solt l fuente e stemento e ho sstem, en los puntos termnles el msmo, prome urnte un períoo e tempo euo que se espef. El ntervlo e tempo flutú por lo generl entre 5 y 0 mnutos. Al nr que se trt e los puntos termnles el sstem, se quere expresr que een sumrse ls pérs e trnsmsón y struón, s se quere etermnr l prouón requer pr stsfer h emn..- CURVAS DE CARGA: L "rg el", tnto ese el punto e vst e l mgntu el equpo neesro pr l generón e un etermno upo e energí omo e l rutn neesr pr l operón e l entrl que lment h rg, serí quell que tuver un representón gráf onstnte en el tempo, tl omo l n en l fgur.: Págn /

3 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr 50 P [MW] t [hs] Fg..: Curv e rg el e un entrl. El osto pr prour un áre elementl ( kwh) e est urv e rg el puee ser el oren el % el que proxmmente orrespone l prouón e l msm un fís en ls onones lustrs en l fg..: 50 P [MW] 40 0 P máx 0 P me t [hs] Fg..: Curv e rg rel e un entrl. De l oservón e l Fg.. y e los omentros preeentes se puee onlur que el prolem e l rg vrle es uno e los funmentles, porque ese el punto e vst e l efen o rentl e l entrl elétr el ojetvo es olor el kwh en el orgen el sstem e trnsmsón, en los sstems elétros e poten grnes (o retmente en el orgen el sstem e struón, s se trt e pequeñs entrles que lmentn loles hs on po emn) l menor osto untro posle. Un msm entrl termoelétr vpor, proueno energí on rg vrle, omo l n en l fg.., prourá energí elétr hst un 5% más r que s tuver un rg onstnte, omo l n en l fg. CE.. L rzón e est feren en el osto el kwh genero, eerá enontrrse no solo en ls "mejores onones e operón", omo ls tenrán turns y generores snrónos trjno on su mejor efen, o l sgnftv eonomí resultnte e operr unformemente los generores e vpor, sno que tmén serí el resulto e un "menor osto nl" el totl e equpos nstlos, lo que se onsgue on equpos e ontrol y regulón más senllos y on l supresón e lgunos equpos uxlres. 4.- FACTORES DE LA DEMANDA Págn /

4 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr 4. Ftor e emn: L p e un entrl epene e l emn máxm e poten que requer el sstem que lmentrá, omo resulto e los onsumores que eerá tener: Cp f ( ) L myor prte e ls entrles steerán un vre e servos, on emns vrles en el tempo. S toos los rteftos e un onsumor etermno funonrn pleno smultánemente", l emn máxm e ho usuro serí gul su rg nstl. Sn emrgo, l experen emuestr que l emn máxm rel e un onsumor, será menor que su rg nstl (slvo sos exeponles), puesto que nun toos los rteftos funonrán plen rg l msmo tempo. L relón entre l emn máxm y l rg nstl e un onsumor ulquer, se me por el "ftor e emn": P j( mx ) C ftor e emn e un onsumor nvul. P emn máxm e poten tv e un onsumor nvul. C rg nstl e un onsumor nvul. El ftor e emn epene e l nturlez y tves el onsumor y hst erto punto e l uón el sstem elétro e poten que se trt. Dstntos estuos nn que el ftor e emn puee vrr ese el 5% (0,5) pr hoteles hst el 90% (0,90) pr frgorífos. Resenl Comerl Motores elétros Tpo e onsumores P mx Ftor e emn Crg onet e hst 0,5 kw,00 Crg onet e hst 0,50 kw 0,60 Crg onet superor,00 kw 0,50 Resturntes 0,70 Tens y ofns 0,70 Tetros 0,60 Esuels e gless 0,55 Hoteles 0, HP 0, HP 0,65 en generl 0 00 HP 0,55 Myores e 00 HP 0,50 Tl.: Algunos ftores e emn típos Resumeno, poemos er que spostvo o rtefto e un usuro (un motor elétro, por ejemplo) lnzrá su prop emn máxm en lgún momento urnte su operón, pero el "ftor e emn" me hst qué punto ontruye l "emn máxm el usuro" en uestón. Los ftores e emn e usuros son sempre menores que l un. De l logrfí [], se extre l Tl.. Tpo e rgs Ftor e emn Css htón y onomnos... 0,4 0,6 Alumro púlo:...,0 Sstems e omeo:... 0,7 0,8 Igless:... 0, 0,4 Centrles telefóns:... 0,6 07 Págn 4/

5 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr Esuels:... 0,4 0,5 Servos propos e efos:... 0,4 0,5 Tl.: Otros ftores e emn típos 4. Ftor e vers e grupo: Ahor psmos hlr e un grupo e onsumores. En el onepto e "un grupo e onsumores" se nluye quellos que tenen rterísts sooeonóms y e emn e poten y energí smlres. L experen muestr que l emn máxm e los onsumores nvules e un etermno grupo no se proue "smultánemente", sno que se struye lo lrgo el tempo. L struón e l emn máxm en el tempo, pr onsumores e smlres rterísts, se me por el "ftor e vers el grupo": n P ( mx ) D M D ftor e vers promeo orresponente l totl e usuros el grupo. P (mx) emn máxm nvul, en kw, el usuro e oren el grupo. M emn máxm rel el grupo. n nt e usuros el grupo. Freuentemente se utlz en l prát un ftor que result ser "l nvers" el preeentemente efno, es er: S D n S ftor e smultne promeo orresponente l totl e usuros el grupo. D ftor e vers promeo orresponente l totl e usuros el grupo. P (mx) emn máxm nvul, en kw, el usuro e oren el grupo. M emn máxm rel el grupo. n nt e usuros el grupo. Al ftor S se lo enomn ftor e smultne el grupo e usuros, el que result ser generlmente menor que l un. Los ftores e vers pr el grupo e usuros resenl son el oren e D res 5,0; S res 0,. En mo, pr el grupo nustrl pueen ser tn jos omo D n,...,5; S n 0,75. Est ponerón untttv se puee justfr eno: Do que hy vers entre ls máxms emns nvules entro el grupo, l proporón en que onsumor ontruye l emn máxm el grupo l ul pertenee es menor que su emn máxm nvul. 4. Ftor e vers e po: Ahor psmos onserr l totl el sstem, es er, l onjunto e "grupos e usuros". L emn e po e un sstem elétro e poten se ntegr on ls emns nvules e los rteftos que se enuentrn funonno en "el momento e ho po". En el momento e l emn e po el sstem elétro e poten, l emn e un grupo prtulr e onsumores rrmente está en el máxmo vlor, heho que puee ourrr en otro momento en efno. L vers e po (o flt e smultne en el po) se me por: emn mxm el grupo e onsumores r emn el grupo e onsumores en el momento e po el sstem M P ( mx ) Págn 5/

6 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr r M P ( p ) El métoo pr etermnr l emn máxm esper en un sstem elétro e poten, uno se sponen e toos los tos neesros, es el que se etll ontnuón: - Tener toos los tos sgnf, lo sumo, onoer los vlores e emn máxm e usuro en form proxm, sn presr muho en qué momento el í, el mes, y el ño se proue. - Conoeno ls m rgs nstls nvules e grupo n e usuros: C mn - Conoeno el ftor e emn promeo e grupo n e usuros: n 4- Conoeno el ftor e vers o e smultne e grupo n e usuros: D n o S n 5- Seno l emn máxm e grupo n e usuros: M n ; se puee lulr est emn e l sguente form: m Cn n m M n Cn n S n Dn 6- Conoeno el ftor e po e grupo n e usuros: r n 7- Seno l emn e poten tv el grupo e usuros en el momento en que se proue l emn máxm e poten el sstem (es er, en el momento el po el sstem) P np ( ) M r n 8- Seno l emn e poten tv máxm, o rg e po el sstem (máxmo promeo urnte 5 mnutos), en MW P mx, l msm se puee lulr omo sgue P mx P p ( ) P p ( ) P p ( )... Pnp ( ) P mx jn P jp j Los ftores e emn y vers se elegrán e tos onoos e sstems elétros e poten exstentes, e rterísts smlres, uno se spong e h nformón. [] Cuno no se pue reurrr tos e sstems preos, requermento e poten tenrá que ser estuo en etlle y estmr l vrón horr e l emn trvés el períoo e operón e rtefto pr toos los ís urnte los ules es posle que se prouz el po; sumno los requermentos e energí elétr hor el í pr toos los grupos e onsumores, se etermnrá l vrl horr e l emn totl. 5- GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA 5. Ftor e rg: Como y se menonó, s se nlz el onsumo e energí elétr e un regón, enontrremos que no es onstnte, sno que sufre fuertes oslones. Regstrno urnte un í ompleto el onsumo e poten tv en funón el tempo, otenremos un grm e rg semejnte l no en l fg.. y vst. L máxm punt e poten P mx es superor l rg me P me e l entrl que lment un regón en onserón. L nt totl e energí o trjo elétro en kwh o en MWh sumnstros en el tempo t [h] es E [kwh], gul l me e l superfe lmt por l urv P f ( t ) ontr los ejes oorenos. Pr un í ulquer, los grms ro o ronológo y monótono u oreno tenrín ls forms ns proxmmente en l Fg.. n ( ) Págn 6/

7 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr Fg..:Curvs ronológ y oren rs e rgs e un entrl. L poten me sumnstr urnte el ntervlo e t [h], es por onsguente: P me p ( ) P me(p) rg promeo urnte el períoo onsero en [kw] o en [MW]. E (P) energí totl sumnstr en el períoo onsero (proporonl l superfe enerr por l urv ronológ e rg) en [kwh] o en [MWh]. t (P) urón el períoo onsero, en [h]. El ftor e rg se efne omo l relón: E ( p) Pme( p) t ( p) f ( p) Pmx( p) Pmx( p) f p ( ) ftor e rg pr el períoo onsero. P mx ( p ) emn e poten pr el períoo onsero, en [kw] o en [MW]. El ftor e rg me l vrl e l rg solmente, no no nngun e lr e l urv e "urón (o estíst) e rgs". Pr un entrl elétr result esfvorle que el ftor e rg se pequeño, puesto que ello n que, pesr e her onstruo l plnt on un p gul o superor P mx, no sumnstr más que un moest frón e quéll, e form que l usn esproveh en grn me sus posles e generón. L Fg..4 muestr stnts forms que puee sumr l urv e "urón e rgs" pr un msm emn máxm y un ftor e rg e 0,5 en toos los ejemplos. E t ( p) ( p) Págn 7/

8 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr P [kw] P [kw] P [kw] P [kw] t [kw] Fg..4:Curvs rs e urón e rgs que tenen en omún el msmo ftor e rg f 05,. En l prát, me que el ftor e rg se proxm ero, l urv e urón e rgs se proxm un L estreh, nno un po e muy ort urón, on muy poo o n e rg urnte l myor prte el períoo onsero. A me que el ftor e rg se proxm l un, l urv e urón e rgs rs será s retngulr, nno rgs elevs e reltvmente grn urón. De heho, l herse f C, l urv oren e rgs es un retángulo, o que ls rgs máxm y promeo son gules. El ftor e rg tene un mportn eonóm y tén onserle, porque reflej l me en que se proveh l entrl. S suponemos os entrles on l msm poten nstl, el heho que un e ells teng "mejor ftor e rg", sgnf que prourá más energí en el msmo períoo. Mentrs más lto se el ftor e rg, myor proveho se otenrá e l msm poten nstl. L emn e tpo nustrl o el trnsporte elétro lugr ftores e rg más elevos, pues se sostene on vlores sgnftvos urnte un myor número e hors l í. L emn e tpo omésto, en mo, tene prour ftores e rg jos, porque los vlores reltvmente ltos e quéll se mnfestn en pos hors el í. 5. Ftor e p e un entrl: El gro e uso e l "p e l entrl" se me on el "ftor e p" (freuentemente llmo tmén ftor e plnt). S urnte un erto tempo un entrl se mntene ompletmente rg (es er, plen poten), es evente que resultrí us en su máxm extensón u oper l 00 % el ftor e p. En mo, s no se proue energí en el períoo to, el ftor e p o ftor e plnt es ero (0 %). El ftor e p e un entrl elétr n en qué me se proxm el funonmento e h plnt l plen p e l msm. Según l A.I.E.E. (nteesor e l IEEE) el ftor e p es efno omo "l relón entre l poten promeo gener y l p nomnl totl el equpmento que tene l rg": ( ) f ( ) P me p p p Cp ( p ) f p(p) ftor e p e l entrl pr el períoo onsero. Págn 8/

9 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr Cp (P) p e l entrl elétr e prour poten tv smultáne, urnte el períoo onsero en [kw] o [MW]. E( p) ( ) ( ) f ( ) P me p t p p p Cp( p) Cp p Ahor en, omo el ftor e rg se efní omo: E( p) ( ) ( ) f ( ) P me p t p p Pmx( p) Pmx( p) e P me( p) f ( p). P mx( p ) Luego, result: ( ) ( ) f ( ) f p. P mxp p p Cp( p) Los ftores e p y e rg se hen éntos uno l rg e po es gul l p e l entrl. 5. Ftor e utlzón e l entrl elétr: El ftor e utlzón e un entrl elétr n en qué me se utlz l p e h usn pr stsfer ls neeses el po. Según l A.I.E.E. es l relón e l emn máxm l p e l entrl: Pero omo: f utl( p) Pmx( p) Cp( p) ( ) ( ) f ( ) f p. P mxp p p Cp( p) Result: f p( p) f ( p). futl( p ) El ftor e utlzón e un entrl elétr epene el tpo e sstem elétro e poten el que form prte. Un ftor e utlzón "jo" puee sgnfr que l entrl es utlz solmente omo reserv en un sstem ompuesto por vrs entrles y que en el períoo onsero o no entró en funonmento o l rg máxm l que funonó es muy nferor su p, o que se nstló p on muh ntpón. Un vlor lto el ftor e utlzón, en el so e un entrl generor e un grn sstem, n que l plnt es prolemente l más efente el sstem, y por tl motvo se l proveh l máxmo, onsttuyeno un "entrl e se". En el so e entrles elétrmente sls, un vlor elevo el ftor e utlzón, sgnf l prol e un uen seño on po reserv. De uero l efnón e los tres ftores y estuos, es evente que: Pme( p) Pme( p) f p ( ) f p P ( p) mx p Cp p ( ) P me f p p. P f. Cp ( ) ( ) mx & ( p) p( p) ( p) ( ) Págn 9/

10 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr pero omo: futl ( p) result: fp ( p) ( p) Pmáx Cp( p) p p utl. p p f ( ) f ( ) f ( ) Pmx & ( p) Cp( p). f( p) El ftor e utlzón puee ser myor que l un, lo ul n que l rg máxm h supero l p norml e l entrl; luego, pree l "emn nstsfeh". 5.4 Reserv: No st on onstrur un entrl elétr pz e stsfer pens l máxm punt e rg que prez urnte el ño. Un grupo e generores puee quer eteno: verí nspeón y mntenmento preventvo. Por lo tnto, hy que prever un "reserv" e p e máquns, que pue susttur ls que hn queo "fuer e servo". Esto sgnf, que l poten totl "útl" e l entrl, h e ser myor que l emn máxm que hrá e lmentr: Cp( p ) P mx ( p ) Este heho se expres por meo el "ftor e reserv", efno omo l relón entre l poten totl "útl" e l entrl o p e l msm, y l emn máxm e poten que h e tener; o se: ( p) f res ( p ) Cp Pmx( p) Como se puee oservr, el ftor e reserv es l nvers el ftor e utlzón e l entrl: es er: f res ( p ) futl( p) El ftor e reserv tmén es onoo omo "reserv reltv". Se efne omo "reserv solut nul", l feren: Res ( ) Cp ( ) - P mx( ) [ MW] Pmx () máxmo promeo e rg urnte 5 mnutos, regstro urnte un ño o, en MW. S Res () es muy próxm ero, se está trjno prátmente en el límte máxmo e prouón e l entrl, es er, on muy po reserv. En mo, s Res () es muy grne, se tenrá un grn ptl prlzo. Moernmente, los vlores e es () y Res () se luln en se l prol e fll e los equpos onvertores e energí. Se enomn "reserv rotnte" Res (r) l feren: Res r Cp s - P mx & MW Res (r) reserv rotnte, en MW ( ) ( ) [ ] Cp (S) p en servo e l entrl, en MW 5.5 Utlzón rel e l entrl Durnte los estuos e proyeto, seño y posteror operón e ls entrles elétrs, tmén se utlz el onepto e "oefente e utlzón rel e l entrl", que es un nor e l me en que se proveh l energí "posle e generr" pr stsfer l rel energí emn por el sstem teno por l plnt: energ relmente gener Ur & energ & en onones e ser gener Págn 0/

11 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr U r n E rg Cp.t ( ) U rc oefente e utlzón rel e l entrl en un períoo o, mensonl. E rg energí relmente gener por l entrl en un períoo o, en MWh. Cp () p net e entregr poten tv e l un generor, en MW. n nt e unes generors e que spone l entrl. t nt e hors en sponl, urnte un períoo o, e l un generor, en h. nt e hors, entro el períoo onsero, en que l un generor está relmente en servo nt e hors, entro el períoo onsero, en que l un generor está en esto e reserv 5.6 Tempo nul e utlzón "equvlente" e l entrl: Pr tener un e prop el gro e provehmento e un entrl elétr, se emple en ls explotones el llmo "tempo nul e utlzón equvlente -TAUE-" e l entrl, no on T AUE (en h), y que, omo luego se v estur, está vnulo l onepto e "ftor e rg". El T AUE es el tempo teóro en que, funonno un entrl elétr "plen p nomnl", prourí l energí nul relmente equvlente l e períoo onsero. Fg..5: Ilustrón sore el tempo nul e utlzón equvlente e l entrl. E T AUE.Pmx & ( ) E energí gener urnte el ño onsero, en MWh. T AUE tempo nul e utlzón equvlente e l entrl, en h / ño; P mx & ( ) Luego: Como: P me Y: ( ) emn máxm e poten tv e l entrl urnte el ño, en MW. E T AUE Pmx & ( ) P E me( ) emn me e poten tv e l entrl urnte el ño, en MW. Págn /

12 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr Pme( ) E f Pmx & 8760 P ( ) mx & ( ) f ftor e rg nul, en MWh. Result: Y fnlmente: E Pmx & ( ) 8760 f TAUE 8760 f ( ) 5.7 Cp e l entrl Defnmos l p e un entrl, on l relón: n Cp P sp () P sp() Poten sponle e generr en l un, en MW. n nt e unes generors e l entrl. L poten sponle e un generor se otene prtr el onepto e l poten e pso estrto el grupo generor, es er, l lmt por el órgno el onjunto más él (es l poten más vle), smnuyenol en un mgntu etermn por onones efetuoss e funonmento. 5.8 Dsponl: El onepto e sponl (e poten generor útl) nos rn l posl e onoer uál es l onón en que se enuentrn los equpos pr her frente l emn e l re. Defnmos, pr un un e l entrl j el sstem, que tene n unes en servo: tempo en servo e l un generor, urnte un ño, en h / ño tempo en reserv e l un generor, urnte un ño, en h / ño tempo progrmo en fuer e servo e l un generor, urnte un ño, en h / ño. tempo no progrmo en fuer e servo, por flls ntempestvs, e l un generor, urnte un ño, en h / ño 8760 no ~ Defnmos omo sponl teór e l un generor, l relón: D D sponl teór e l un generor, en h / ño. 5.9 Poten frme: L poten frme e un entrl es quell que puee tener hst etermn rg (emn), en ulquer momento, on un lto gro e segur. En el so e un entrl hroelétr, es l equvlente l rg que puee ser ten en ulquer momento on lt segur hrológ. Está etermn por el gsto mínmo el ue, expreso por el ul en m / s, h onserón el posle lmenmento. Pr el so e un entrl j on un nt n e unes generors sponles, que lment un sstem elétro e poten slo, uno: n... 7 unes generors se puee eptr: n Pfrme() P j ( net) P ( myor) P frme(j) poten frme e l entrl, en MW. h Págn /

13 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr P (net) poten net e l un generor, en MW. P (myor) poten net e l un generor e myor poten e l entrl, en MW. N nt e unes generors e l entrl. Pr el so e un sstem elétro e poten nteroneto, on j entrles vnuls elétrmente, uno l nt totl e unes generors nvolurs es n > 7, se puee eptr que l poten frme el sstem es: n Pfrme( ) P sstem ( net) P ( myor) P ( myor) Done: P frme(sstem) poten frme el sstem elétro e poten, en MW. P (myor) poten net e l un generor en o oren e tmño e l entrl, en MW. 5.0 Poten nstl: Es un vlor reltvmente hstóro, on muy poo nterés práto. L poten nstl e un entrl P nstl() es l sum e ls potens nomnles e pl e los n grupos generores e energí elétr j nstlos en h plnt, ser: n () ( ) P nstl P j nomnles e pl Como vemos, l poten nstl e un entrl es l sum e tos ls nomnles ns en ls pls o hps rterísts e ls máquns. Pero no ejemos e ver que no tos ls máquns están sponles pr l plen rg nomnl (e pl) urnte toos los ís el ño. Los mntenmentos preventvos mpresnles, o etenones perós pr reorrs, mpln que en un sstem en grmo, un prte e l poten nstl no puee ontrse omo sponle. Aemás, ls máquns térms e grn tmño neestn un erto tempo pr poer onetrse l re y llegr entregr su máxm poten net, lo que ee gregrse que muhs máquns, por su ntgüe, no pueen renr l poten nomnl n por sus frntes uno nuev. Toos estos spetos, sumos los mprevstos, nos hen ver que l poten nstl e l entrl (lul on l fórmul preeente) fere e l Cp e l msm. 5. Poten exeente o seunr: Es quell que que sponle, por enm e l poten frme, urnte lgunos períoos e tempo. En el so e ls entrles hroelétrs, está etermn por ls onones hrológs y por l p e l entrl. En etermnos sos, se vene l energí seunr (o exeente) sn grntí respeto e l ontnu e servo, y que se entreg solmente uno está sponle. 5. Análss prolísto e l p: Con el onstnte remento e nuestros grnes sstems e poten, on un grn nt e unes generors, se requere un nálss más ntenso, e ls neeses e p el sstem. En estos últmos ños, muhs empress hn uso l teorí e proles pr onoer ls proles nterrupones e servo y etermnr un eu p e reserv. L flt e tempo nos lmt r solmente unos poos lnementos e los rumentos e l teorí y sus mplns. Sen Q, Q, Q,. Q n los ínes e etenones forzoss e ls unes N,,,... n, express omo l relón entre l nt e ís e etenón por ño y l nt totl e ís el ño: nt e s & e etenon & por n ~ o Q 65 s por n ~ & o Q íne e etenón forzos e l un generor, mensonl. Sen D, D, D,. D n los ínes e sponl e ls unes generors,,... n, expresos omo l relón entre l nt e ís e mrh por ño y l nt totl e ís el ño: nt e s & e mrh o en sponl por n ~ o D 65 s por n ~ & o Luego, por efnón, pr ulquer un generor result: Págn /

14 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr Págn 4/ D Q De uero l teorí e proles, el prouto D. D es l prol e que ls unes generors entfs on el N y on el N están en operón o sponles smultánemente en ulquer períoo o el ño:.d D El prouto D D D.. es l prol e que ls unes generors N, y están en operón o en reserv smultánemente..d.d D Asmsmo, el prouto Q Q. es l prol e que ls unes generors entfs on el N y on el N estén fuer e servo smultánemente en ulquer períoo o el ño:.q Q El prouto Q..Q Q es l prol e que ls unes generors Números, y estén fuer e servo smultánemente..q.q Q Pr etermnr l prol e ferentes omnones e unes generors "en" o "fuer" e servo, utlzmos l euón sguente: ( ) ( ) ( ) ( ) Q D Q D Q D Q D n n S tos ls unes proutors e energí elétr e un entrl o e un sstem elétro e poten tenen ls msms proles e estr "en servo" D y "en fuer e servo" Q, l euón nteror se reue : ( ) Q D n S esrrollmos est expresón por el nomo e "Newton", se tene: ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) n n- n- n- n n Q....Q.D n - n -. n..q.d n - n..q n.d D Q D D n prol (urón reltv en un períoo o e tempo) e tener l sponl smultáne e ls n unes generors. D (n-) prol e tener l sponl smultáne e (n-) unes generors Q n prol e tener l nsponl smultáne e ls n unes generors.

15 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr 6- ASPECTOS ECONÓMICOS DE LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA 6. Costo e l energí elétr El prmer speto eonómo onserr en el estuo e ls entrles elétrs, es el el osto e l energí elétr prou. Exsten vros métoos pr otener el vlor e lo que orrentemente se enomn "preo el kwh". Este preo está feto en l rel por muy versos ftores, lgunos e los ules no nlumos en este esrrollo, por ser e nturlez polít (por onones e promoón regonl, por onones e fnnón, et.). El "osto e l energí elétr puest en ornes el usuro" es l sum e vros ostos prles, que psmos estur, resumeno el esrrollo e uno e los metoos exstentes: 6.. Costo e l energí elétr en rrs e l entrl En l tl., se resumen los tos tener en uent pr preer el onsumo nul e energí elétr e un etermn regón pr un futuro o, omo sí tmén l prole emn e poten tv pr el msmo períoo, prteno e los vlores onoos en el ño ero y estmno ínes e remento e poten y energí. Vent e energí en el Demn máxm e poten ño: tv en el ño: Año [Kwh] [Kw] TAUE 0 E 0 P máx TAUE ( 0) ( 0 ) E E 0 [ EC() ] P mx P () ()[ TAUE mx 0 P ()] ()..... N ( ) [ ( )] E n E n- EC n P mx P ( ) ( ) [ TAUE n mx n- Pn ( )] ( n ) h ño Tl.: Proyeón e l emn e energí elétr e un entrl Hemos menono tmén que mtmos que, nluso en l épo el po nul e rg, ee exstr ert reserv ronte en l entrl. Luego, suponemos que pr un prevsón e l emn e poten tv hst el ño n e l plnfón (ontos prtr el ño ero, que freuentemente suele ser el ño en que se relz el nálss), tommos l hpótess e proyetr y onstrur un entrl, pr lmentr un sstem elétro e poten regonl. Los ostos tener en uent pr el álulo e l un e energí elétr sumnstr l sstem elétro e poten, on ls exepones menons nterormente, se pueen evlur prtr el ptl totl nverto en l entrl, el que puee esglosrse en: Cptl nverto en el terreno e l entrl Cptl nverto en el efo e l entrl Cptl nverto en tos ls nstlones uxlres e l entrl Cptl nverto en toos los grupos generores e l entrl Cptl en gro (es er, el ptl que está en l lle, en rzón e que l energí elétr no se or nmetmente) En generl, por este ptl hy que pgr un erto nterés nul orgnsmos e réto nonl o nternonl. Este ptl se puee onserr proxmmente proporonl l p, luego: C k.cp [U$S] C ptl totl nverto en l entrl, en U$S. k C ptl untro nverto e mplntón (o ptl por kw nstlo), en U$S/kW. Cp p e l entrl, en MW. Exepto el "terreno" y el "ptl en gro", los emás elementos el "ptl" se eterorn on el tempo y on el uso. Se esvlorzn. Págn 5/

16 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr Toos los gstos nules e l entrl (nluyeno ls epreones) een ompensrse on l vent nul e energí E. Es er: G m. E [ u$s ] ño G gsto totl nul e l entrl, en U$S/ño. m osto promeo e l energí elétr prou por l entrl, en U$S/kW. E nt e energí elétr prou por l entrl en el ño, en U$S/ño. A su vez, el gsto totl nul e l entrl G está ompuesto por el gsto por ntereses e ptl totl nverto y epreón totl nul, gstos fjos nretos por ño (suelos, seguros, lmpez, et.) y gstos retos (funmentlmente omustle, lurntes) y se puee expresr e l sguente form: U$S G f k Cp ks Cp.E no ~ U$S G F S.E no ~ G I D S E U$S. no ~ f oefente e rg fnner, ompuesto por l ts e nterés y l epreón untr nul. k. Cp ptl totl nverto en l entrl, en U$S. k s gstos fjos nretos untros por ño (oefente que epene el tpo e equpos generores y e l mgntu e l entrl), en U$S/kW.ño. k s. Cp Est es un expresón smplf el vlor e los gstos fjos que epene el tpo e equpmento e generón e energí elétr que se v utlzr (el que su vez epenerá el tpo e entrl onstrur) y e l poten e l msm [U$S / ño].e gstos retos (omprene funmentlmente los gstos en omustles y lurntes), en U$S/ño. gstos retos untros (prnplmente en omustles y lurntes), en U$S/kWh. S, en se los rteros y estuos, se opt f res > result: Cp fres P mx & kw ( n ) Nos quee l expresón el gsto nul: U$S G f k fres Pmx & k f P.E ( ) n S res mx & ( n) no ~ Dveno el gsto nul G e l entrl por l energí elétr gener en el ño E, se otene el osto untro e l energí prou por h entrl (omunmente onoo omo osto el kwh en rrs e l entrl): G f res ( ) U$S m Pmx & f.k k ( ) s n E E kwh m osto promeo el kwh prouo por l entrl, en U$S/kWh. Como: E( n ) h T ue ( n) P no ~ mx & ( n ) Introueno est expresón en l euón, result: G f U$S m res ( f k ks) E TAUE kwh ( n ) Es er, m es el osto untro e l energí elétr etermno en rrs e l entrl, en [U$S/kWh], que ument en l me que ument el ftor e reserv f res, y smnuye en l me que ument el tempo nul e utlzón equvlente e l entrl pr el ño T AUE pr el ño n. ( n ) Págn 6/

17 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr Los ftores k C y k S epenen el tpo e unes onvertors e energí que se seleonen. Se pueen efnr vlores mente onsults los frntes espelzos e los versos equpmentos y ls empress elétrs proutors e energí que y tengn en servo loques generores e pres rterísts. En mo, el gsto reto untro [U$S/kWh] pr prour kwh (omustles, lurntes), epene preponerntemente el tpo e omustle utlzr, lo que su vez epene el tpo e entrl seleon Costo e l energí elétr en el extremo fnl el sstem e trnsmsón Heno un nlogí on el nálss nteror, y teneno en uent que el ptl nverto en el sstem e trnsmsón (omo es ovo) y no tene nngun relón on l p e l entrl, sno que se puee onserr senslemente proporonl l longtu e l líne e trnsmsón en uestón; en un sstem elétro e poten regonl, los gstos nules e trnsmsón se pueen expresr: U$S G ( tr) ftr k L k L e ( tr ) L s ( tr ) L tr f( tr ) no ~ G (tr) gsto totl nul en el sstem e trnsmsón, en U$S/ño. f tr Coefente e rgs fnners, en U$S/ño k tr ptl untro e mplntón e l líne e trnsmsón, en U$S/km. L L longtu e l líne e trnsmsón en uestón, en km. k S(tr) gstos fjos nretos untros por ño (oefente que epene el nvel e tensón y tpo e líne e trnsmsón), en U$S/km. tr preo e l un e energí elétr puest en l re e trnsmsón, en U$S/kWh. e tr pérs e energí elétr en l re e trnsmsón, en kwh/ño. Se eerá tener en uent que ls pérs e energí elétr en l re e trnsmsón se ven en: e f(tr) pérs fjs e energí elétr por ño, en el sstem e trnsmsón (que no epenen el gro e rg o e vent e energí, sno que son ms en funón e l tensón e trnsmsón, tles omo ls que se prouen en el herro e los trnsformores e trnsmsón y ls orgns por el efeto oron y por pertn en ls ens e slores e ls línes), en kwh/ño. e j(tr) pérs vrles e energí elétr por ño, en el sstem e trnsmsón, por efeto Joule, proporonles l uro e l orrente que rul por los onutores tvos (es er, vrín on l poten trnsmt), en kwh/ño. 6.. Costo e l energí elétr en l re e struón Anlemos hor un sstem elétro e poten ompleto, que lógmente nluye: Generón elétr. Trnsmsón e l energí elétr. Dstruón e l energí elétr. Y hemos estuo los oneptos e gstos e generón y trnsmsón e l energí elétr. Ahor, el estuo e los gstos nules e struón e l energí elétr se puee enrr en form muy smlr los orresponentes l sstem e trnsmsón.). El prnpl prolem se plnte, l pretener evlur ls pérs nules por efeto Joule en un re e struón. Es fíl vlorr por trmos, por lo ul see optn prámetros meos representtvos. 6. Vent e l energí elétr: En tos ls tves omerles, l uestón e los preos tene un mportn esenl y que, en grn prte, onon el posteror esrrollo e l empres en uestón. Por lo tnto, el prmer prolem que ee resolverse es etermnr el preo e osto e un rtíulo o e un etermno servo. En l myorí e los sos, este prolem no present fultes nslvles, y que se reue un estuo etllo e los ftores que een onserrse, tles omo mters prms, mno e or, mortzón e ptles, mpuestos, et. Sn emrgo, l fturón e l energ elétr plnte prolems espeles, y que su sumnstro fere esenlmente e otros servos púlos que puen estleerse sposón e los usuros. Esto se ee, sore too que, en el esto tul e l tén, no es posle lmenr l energí elétr en uens onones eonóms pr sponer e ell me que se vy neestno, sno que ee prourse en el msmo momento en que ls neeses el onsumo sí lo requern. Págn 7/

18 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr Aemás, ls empress hn e sumnstrr to l energí que los usuros puen onsumr en un momento o, sn prevo vso l personl e l empres, y mente l smple onexón e un nterruptor. Es er que un soe proutor e energí elétr se enuentr nte urvs e emn muy omplejs. Es neesro, en estos sos, un profuno estuo pr etermnr l mportn e ftores letoros y que een ononr el vlor e ls entrles e prouón, e ls línes e trnsporte e energí y e ls rees e struón que son neesrs y, por lo tnto, tmén e los ptles que een nvertrse en l explotón, e form que se pue her frente l máxm emn que pue presentrse. Pero no es sufente l etermnón e un osto meo pr otener los preos e vent e l energí elétr los usuros, y que éstos tmén feren entre sí en vros spetos. Antes e fjr los preos pr un sumnstro etermno, es neesro etermnr l mportn e este tpo e sumnstro, pr que estos preos puen entrr en ompeten on los e otrs empress fnes. Aemás e ests onserones que solmente tenen en uent l ompeten e otrs empress y ls leyes e l ofert y l emn, ls empress sumnstrors e energí elétr tenen un ráter e servo púlo y en s tos ls legslones (tmén en l rgentn) están onsers e nterés nonl. Resumeno ls nterores onserones, puee erse que los preos e vent e l energí elétr los usuros, ee onsttur un sstem oherente, en el que se tengn en uent, no solmente los lógos enefos e l empres sumnstror, sno tmén l ferenón e los preos e vent en ls stnts plones e l energí elétr (fuerz motrz, lumnón, lefón, et.) y, emás, los ntereses nonles, por el ráter e servo púlo que tene el sumnstro e energí elétr. Ests onserones prevs emuestrn unt omplej tene el prolem e l trfón e energí elétr lo que, no solmente es gnor por los usuros, sno tmén nsufentemente ono por muhos profesonles e l Eletr. En lo que sgue, ntentremos nlzr los versos ftores que nfluyen en el sumnstro e energ elétr y uál es su mportn en l etermnón el preo e vent e est energí. 6.. Ftores que etermnn el preo e vent e l energí elétr: L orgnzón e un empres sumnstror e energí elétr, ee poyrse en los sguentes spetos: ) Es neesro prour l energí elétr, lo que requere l onstruón e ls orresponentes entrles elétrs neesrs pr tener l emn e nvertr los ptles neesros pr ello. ) L energí elétr prou en ls entrles h e trnsportrse ese ésts los entros e onsumo, por meo e ls orresponentes línes e trnsporte, lo que olg nuevs nversones e ptl. ) En los entros e onsumo, l energí elétr ee strurse los ferentes usuros lo que requere l nstlón e trnsformores, línes e me y j tensón, et. y nuevs nversones e ptl. ) L energí elétr h e entregrse en el omlo e usuro, lo que olg nuevs nstlones, on los onsguentes gstos. e) L presen el usuro y los ontrtos e sumnstro olgn otros gstos; por ejemplo, hy que nstlr ontores e energí elétr, se neest personl pr efetur l letur peró el esto el to meor, luego result neesro onfeonr l ftur y remtrl l usuro, efetur el oro e energí orresponente un períoo veno, se een revsr los meores e tempo en tempo, revsr nstlones pr evtr frues, et. f) El funonmento e l empres exge ertos gstos generles y e mnstrón, sí omo e onservón e toos los elementos e prouón, trnsporte y struón e l energí elétr prou. 6.. Mes pr l ronlzón el onsumo e energí: De ls onserones expuests puee eurse que, tnto l empres sumnstror omo l usuro, les nteres reprtr los onsumos e energí en el tempo e mner tl que el preo meo que resulte por kwh se lo más jo posle. Esto se onsegurá uno l energí elétr onsum se juste lo más extmente posle l tpo e fturón que hy so prevmente onveno entre ms prtes nteress. Ante too, ee prourrse reur ls punts e rg mente mes que numen preomnntemente l usuro. Espelmente, een evtrse ls punts e ort urón, por ejemplo mente un esplzmento en el tempo e ls hors e servo e los reeptores e grn poten. Pr ello es reomenle un plnfón el onsumo e energí. Los máxmos e poten neseles pueen evtrse mente prtos ontrolores e punts e rg. Dee prourrse elevr el onsumo e energí urnte ls hors noturns, en que ls máquns e ls entrles trjn rgs pequeñs y, por lo tnto, jo renmento. Ls empress sumnstrors y Págn 8/

19 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr tenen en uent est runstn y, muhs vees, estleen un trf más reu urnte ls hors noturns, pr nmr los usuros onsumr energí elétr urnte ess hors. Cuno se estlee un trf e energí retv, l ompensón el ftor e poten e l nstlón mente elementos propos (onensores, ompensores snrónos, et.) puee reur l fturón por este onepto límtes muy eonómos ese el punto e vst el onsumo glol e energí. Pr evtr los suplementos por onsumo en exeso, el onsumo e energí retv no eerí sorepsr el límte oneo por ontrto e energí retv grts. En explotones onsumors e energí térm, en erts runstns puee smnurse el onsumo e energí mente l utlzón onjunt e un proeso e fuerz motrz y e energí térm (servo ontrpresón), espelmente en épos en que es neesr l lefón. Pr el servo en prlelo e nstlones props on ls rees e ls empress sumnstrors e energí, tenen vlez lguns onones expeles. Por ejemplo, mente l smnuón e ls pérs en vío e los trnsformores, espelmente uno están fuer e servo, se pueen onsegur mportntes eonomís. De un mner generl, pr estleer un ontrto e sumnstro e energí elétr, tnto l empres sumnstror, omo el usuro, hn e tener en uent los sguentes tos: - Poten nstl, en kva. - Energí urn, en kwh. - Energí noturn, en kwh. 4- Enegí totl onsum, en kwh. 5- Fturón por poten tv ontrt. 6- Fturón por energí urn. 7- Fturón por energí noturn. 8- Energí retv, en kvarh 9- Ftor e poten e l nstlón. 0- Fturón por energí retv. fturón totl nul - Fturón me nul, ser: energí totl nul - Utlzón nul, ser: Energí totl nul Poten máx m e l nstlón 6.. Poten ontrt: Un onepto e muho nterés en too lo relono on ls trfs elétrs es l enomn poten e se o, tmén, poten ontrt y que puee efnrse omo l poten tv que el usuro h ontrto on l empres sumnstror pr que srv e se en l trfón e energí elétr. L evluón e l poten e se tene grn mportn porque e ell epene el mínmo e onsumo que h e onr el usuro sí omo l etermnón e los loques e onsumo. En l prát norml e nuestr regón, s el usuro tene un emn e poten tv superor los 50 kw, ee soltr por esrto l poten que quere ontrtr por un térmno e meses. S el usuro opt por l lmentón en Bj Tensón, se le nstl un equpo e meón e los enomnos pr grnes usuros, ompuesto por: Tres () trnsformores e orrente. Un () meor trfáso e energí elétr tv. Un () meor trfáso e energí elétr retv. Dos () meores e energí elétr tv monofásos e ontrol. Un () nor e emn máxm e poten tv (máxmo promeo urnte 5 mnutos). Un () orner e prues. 6. Tpos e trfs utlzs: Aunque se ertmente fíl un ntento e lsfón e tos ls trfs elétrs exstentes en l tul, el estuo prevo que hemos relzo nos permte un prmer lsfón e trfs elétrs que puérmos llmr prmrs o elementles y que, por otr prte, sguen erto oren ronológo en su plón por ls empress sumnstrors urnte el trnsurso el tempo. Ests tres forms elementles o prmrs e trfón e energí elétr, son ls sguentes: - Trfs ss en l poten nstl, sn tener en uent el tempo e utlzón. Se enomnn trfs e poten o trfs e tnto lzo. - Trfs ss en el onsumo e energí, sn tener en uent l poten nstl. Son ls trfs e energí o trfs e onsumo. - Trfs ss, smultánemente, en l poten nstl y en el onsumo e energí. Se onoen on el nomre generl e trfs noms. A ontnuón se esturán en form reve estos tres tpos funmentles e trfs elétrs. Págn 9/

20 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr 6.. Ojetvos e l trf: Done se se utle l energí, ee estleerse lgún métoo pr strur equttvmente el osto e su provsón entre ls stnts lsfones e uso. Este prolem se present l mrgen e one se us l energí, y se el proveor un empres nustrl on su prop plnt prv o s l energí es ompr un empres e servo púlo. Tos ls forms e trfs, een urr los sguentes spetos: - Reuperón el osto el ptl nverto en ls entrles generors, sstems e trnsformón, trnsmsón y struón e l energí elétr. - Reuperón el osto e operón, sumnstros y mntenmento el equpmento. - Reuperón el osto el equpo e meón, fturo y ornz y otros servos vros. 4- Un retorno neto stsftoro sore el ptl nverto. S en l etermnón e renglón el osto es reltvmente smple, l struón e estos entre ls stnts lses e uso, pr llegr trfs equttvs, es ms en omplejo pr l empres e servo púlo y pr ls grnes empress nustrles y requere un onserle nálss e ngenerí y e spetos omerles. Ests trfs se expresn en térmnos e un form e trf e energí Form generl e l trf: Un grn vre e forms e trfs están en uso tulmente. Sn emrgo, tos ells ervn e l sguente euón generl, s en l reuperón el osto: y x e z y Importe totl e l ftur pr el períoo onsero, en U$S. Crgo fjo untro por emn máxm ontrt, en U$S / kw. x Demn máxm urnte el períoo fturo, en kw. e Preo untro e l energí, en U$S / kwh. z Energí totl onsum urnte el períoo fturo, en kwh. Crgo fjo, onstnte, pr períoo fturo, en U$S. L trf totl está onsttu por tres elementos, uno que epene e l emn máxm e energí; el seguno que epene e l energí totl requer; el terero que es un vlor onstnte. El prmer elemento, o rgo e emn, reuper un prte e quells rgs e nversón que vrín on l p el equpo generor y struor requero; tmén reuper un prte e los ostos e operón que son nepenentes e l energí totl sumnstr, pero que vrín on el máxmo vlor on el ul puee ser requer h energí. El seguno elemento, o rgo e energí, reuper el resto e l rg e nversón el equpo generor y struor (l rzón pr esto será even en l susón que err este tem) y quellos elementos e los ostos e operón que vrín on l energí totl prou. El terer elemento, o rgo l usuro, reuper ls rgs e nversón y gstos e operón que son nepenentes e l emn e poten o el onsumo e energí totl. Por lo tnto, un usuro que permnee oneto ls línes e un proveeor, pero no us energí, provo gstos l proveeor, que ee pgr Trf e emn onstnte: Es prolemente el prmero e los os sstems nles e trfo plos l mpo el servo púlo e eletr, por el ño 88. Est so en el número totl e lámprs nstls y un nt fj e hors nules e utlzón. Por lo tnto l emn totl y el onsumo e energí ern fjos. El pgo poí luego strurse en pgos mensules o semnles. Como toos los onsumores ern e l msm lse, l trf poí expresrse retmente omo un erto preo por lámpr o un e p nstl. L trf e emn onstnte puee ser expres por: y x. Bjo est trf, el onsumor puee usr teórmente ulquer nt e energí, hst l que onsumen sus prtos funonno l 00 % e ftor e utlzón. A me que l plón e l eletr se extení, l trf e emn onstnte se restrngí usos tles omo her e señles, sstems e señlzón, lumnón e ls lles y otrs rgs uyo onsumo e energí en unto nt y tempo, poí ser fálmente preho. Este tpo e trfs tenen el msmo formto que ls enomns trfs e poten o e tnto lzo que se esren ontnuón Trfs e poten: Págn 0/

21 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr En ls trfs e poten o trfs e tnto lzo, l furón e energí elétr está s en un poten etermn. Ests trfs se pln uno los ostos e l energí epenen, sore too, e los gstos fjos, por poten nstl. Estn muy generlzs prnpos e sglo, unque, tulmente pens se emplen. L poten fturr o poten ontrt epene e l p e onexón el ono, e l que puee fjrse por ontrto o e l que porí herse meo nterormente. El ono pg un sum tnto lzo por l emn e poten que pres, urnte un períoo e tempo etermno (mes, ño, et.). L urón en l que est poten h so solt, no se tom en onserón. Con ojeto e que se respet l poten ontrt, se reurre freuentemente lmtores e ntens Trf e meón ret: Est es l segun e ls os forms prmtvs e fturón. Fue nsttuí uno se spuso e un spostvo práto pr mer y se reue l form: y e z Este métoo es generlmente el más populr entre el púlo, puesto que mpl un preo efno pr un nt onret e onsumo. L esventj e est trf rese en el heho e que un onsumor que no us energí urnte un períoo e fturo, no tene rg, unque h provoo un gsto efno l ompñí, eo su sposón servrl Trf e meón eslon: L trf e meón ret tene l esventj e rgr el msmo preo untro pr tos ls mgntues e onsumo e energí. El umento e generón (o e onsumo) struye el tem e rgs fjs sore un myor número e unes e energí y por lo tnto el preo e l energí eerí ereer l umentr el onsumo. Pr orregr l nonssten e l trf e meón ret, se ntroujeron stntos métoos, vees llmos esls vrles, e los ules l trf e meón eslon fue un e ls os forms áss. L trf e meón eslon es un onjunto e trfs e meón ret, e trfs untrs o penentes ereentes, me que se pln myores onsumos. Est trf puee expresrse sí: y e z one 0 z y e z one z y e z one z 0,,,, et. Límtes e onsumo e energí e, e, e, et. Crgos untros pr stntos límtes e onsumo e energí. Se proue un nonssten en el osto totl, uno el onsumo el onsumo e energí se proxm l límte superor e un e ls esls. Aumentno el onsumo e energí hst lnzr extmente l próxm esl, el osto totl puee reurse. Esto puee orregrse mente un mofón e l trf e moo que el osto totl permnez onstnte l psr e un esl l otr Trf e loques e meón: Est trf umple el msmo propósto e smnur los rgos untros e energí l umentr l onsumo, omo l trf e meón eslon, sn su efeto ntes menono. En est trf, se pl erto rgo untro un etermno loque e energí, en ontrste on l energí totl e l trf nteror. Por lo tnto, pr suesvos loques e energí, los orresponentes rgos untros ereen. Est trf puee expresrse sí: y e z e z... e n [z (z z... z n- )] e, e,..., e n rgos untros e energí pr loques e mgntues: z z... z n onsumo totl e energí. S el onsumo totl e energí yer entro el seguno loque, l euón se reurí : y e z e (z z ) y z (e e ) e z En ests runstns, el prmer térmno es un onstnte y l euón puee esrrse: y k e z Por lo tnto k tene l nturlez e un rg onstnte, tl omo rg por onsumor, s l energí totl exee sempre el prmer loque z. Por est rzón, l trf e loques e meón puee ser vst omo un form mof e l trf e meón ret, on un rgo fjo onl Trf e emn HOPKINSON: Tnto en un trf e meón ret o e emn onstnte, los ostos reles no pueen ser eumente struos; esto se ee que se trt e efetur los rgos sore l se e un solo tem, Págn /

22 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr uno en rel los ostos vrín on tres tems. Reonoeno prlmente este heho, en 89 el Dr. John Hopknson propuso un sstem que explítmente nluye los rgos e emn y energí. Est se expres sí: y x e z Amos rgos, el e emn y el e energí, pueen grurse omo en un sstem e loque o e eslones. Est trf ntroue el prolem e mer l emn el onsumor. En lgunos sos, l rg onet, multpl por un ftor representtvo e l emn, etermn l emn e fturo. En otros, hy meores que regstrn ontnumente el onsumo umulo e energí pr ntervlos etermnos, tles omo 5, 5, 0 o 60 mnutos. Luego el máxmo onsumo umultvo es l emn máxm pr l fturón. Cunto más orto es el períoo sore el ul se me l energí umul, myor será l emn máxm e l flutuón e l myorí e ls rgs. Alguns ompñís espefn un emn e fturo en térmno el número e htones e un efo, pr el servo resenl, otrs etermnn rtrrmente l emn e fturo, sore l se el áre el pso. Aunque ls emns se omputn mente un norm rtrr, een ser pgs lo msmo unque no se hy onsumo energí en ese períoo. Este requsto teórmente espree s l emn es me. Sn emrgo, es usul espefr un emn mínm que ee pgrse Trf DOHERTY: Est trf, llm tmén trf e tres prtes, fue nrou por Henry Doherty l omenzo el sglo XX. Es un extensón e l trf Hopknson, y que greg el rgo fjo, seno su form ént l menon: y x e z De est mner, pr onsumo nulo e energí, pero estno ún en efeto l onexón, el onsumor pgrá el rgo fjo. L trf Doherty vees es mof, espefno l mínm energí y l mínm emn que een pgrse. De est mner, el rgo fjo se norpor l omponente e emn y energí Trf e emn WRIGHT: Est trf fue propuest en 896 por Arthur Wrght en Brghton, Inglterr. Mentrs l trf Hopknson nue l onsumor mntener su emn en un mínmo, por meo e l reuón el rgo e emn, l trf WRIGHT ntensf est nuón, reueno los rgos e emn y e energí, pr un reuón e l emn máxm o, en otrs plrs, un mejor el ftor e rg. Est trf puee expresrse sí: y e t e t e t... e n [z (t t t... t n- ) ] Done: t, t, t,..., t n Suesvos loques e tempo (hors), seno el totl e toos los loques gul l nt e hors el períoo e fturón, en hors. emn máxm urnte el períoo e fturón, en kw. z Consumo totl e energí urnte el períoo e fturón. e, e, e,..., e n En oren ereente e mgntu, son los rgos e energí pr los orresponentes loques e energí t, t, t,..., t n, en $. Generlmente est trf se estlee pr onsumores nustrles, que tenen lgun form e ontrol sore sus emns máxms. Generlmente l trf es mof, fjno un rgo mínmo que ee ser pgo s l energí pr el períoo e fturón se reue menos e l nt mt por ho rgo Ajuste e ls trfs: Ls onstntes uss en ls trfs están ss en erts onones espefs e operón y preos. Deo l ráter monopólo e los servos e eletr, se les permte un rzonle retorno e sus nversones. S ls onones e operón y preos turán pr reur los ostos e operón e l ompñí, een trnsferrse ess reuones l onsumor y lmtrse l retorno estleo; nversmente s los ostos umentrn, eerín trnsferrse hos umentos, entro e ls lmtones permts por el retorno estleo. Dhos justes een estleerse en ls fórmuls e ls trfs. Algunos e los justes puestos en prát son: - Ajuste el preo el omustle: Preve los umentos o reuones e l fturón totl, uno el preo el omustle se esví el vlor norml. A vees nluye l vrón e renmento e l generón respeto un vlor norml. - Ajuste el omustle-hrul: Conser l vrón e onsumo e omustle por l sponl e energí hrául. - Ajuste e mpuestos: Prevé l vrón e vlores e mpuestos. Págn /

23 Generón, trnsmsón y struón e l energí elétr 4- Ajuste e slros: Prevé l vrón e ostos e personl. 5- Ajuste e ftor e poten: Prevé un penl pr el onsumor, s el ftor e poten e l rg es menor e un etermno vlor. 6- Ajuste por esuento: Prevé un esuento pr el onsumor por el pronto pgo e ls fturs Dseño e l trf: Uno e los tems más ontrovertos es el e l struón e ostos entre los stntos onsumores servos. S en hy un uero generl er e l just e l form generl e trf suger por l trf Doherty, los etlles pr etermnr ls mgntues e ls onstntes pr los stntos tpos e onsumores, epene e ul es l struón e ostos onser equttv. A ontnuón se esren lgunos e los métoos e struón, pr lustrr er e l nturlez el prolem. L prnpl ventj el esquem el servo entrlzo rese en l reuón e ls nversones en equpos generores logr por l vers en ls emns máxms nvules. L struón equttv e los rgos fjos e ests nversones entre los onsumores, surj omo onseuen. Un métoo, onoo omo struón por responsl en el po, supone que el osto ee strurse e uero l proporón en l ul onsumor requere energí en el momento e l emn e po el sstem. Ls prnples esventjs e este métoo, resen en el heho e que los pos no ourren sempre l msmo tempo, que ls proprones e emn e los onsumores vrí suesvos pos y que ulquer onsumor que no requer energí en el momento el po el sstem, pero que requere poten frme en otros momentos el í, no est ontruyeno on un prte equttv e ls rgs fjs. Otro métoo, onoo omo e emn no onente, ntent remer estos efetos, proporonno ls rgs fjs e uero ls máxms emns nvules e los onsumores, l mrgen el momento en que ells se prouzn Blogrfí: [] Power stton engneerng n eonomy, por Bernhr G. A.Skrotzk y Wllm A. Vopt, etorl MGrw-Hll, ño 960. [] Centrles elétrs, por Freerk T. Morse, etorl CECSA, ño 97. [] Línes e trnsmsón y rees e struón e poten elétr, por Glerto Enríquez Hrper, volúmen, etorl Lmus (Preeón), ño 978. [4] Elementos e entrles elétrs, por Glerto Enríquez Hrper, tomo I, etorl Lmus (Preeón), ño 98. [5] Eletrl Worl, emre 979, pág. 69. [6] El meo mente, por el Ing. Conro Buer, Revst e Ingenerí, (el Centro e Ingeneros e l Provn e Buenos Ares), Año XXIX, julo, gosto, setemre e 98, pág [7] El emplzmento e ls entrles elétrs y sus efetos eológos; Revst Eletrotén, Enero- Ferero 975, pág [8] Año 000, menz pr ls rees elétr; por el Dr. Klus Rgller, Revst ABB -99, pág. 4. [9] Conepón e sstems flexles e prouón e eletr; Revst ABB Influens sore los ostos e prouón e eletr; por Hns Johm Homnn, Revst Megvtos N 9, enero-ferero e 988. [0] Revst Semens 4/9, pág. 6. [] Energy n profle, SBS N /89, pulón e Shell. [] Sstem e ontrol-mno e proeso ABB en l nteronexón elétr europe, por Roert Freh y Henry Shufelerger, Revst ABB, N 5/9, pág. 5. [] Confl e los equpos e generón elétr; por R. W. Sru, Revst Megvtos N 6, novemre-emre e 979. [4] Conepón e sstems flexles e prouón e eletr (Prte I); Revst Megvtos N 8 e juno-90. [5] Conepón e sstems flexles e prouón e eletr (Prte II); Revst Megvtos N 9 e julo-90. [6] Centrles elétrs lments on omustles fósles, por Krl J. Suerwl; Revst Megvtos N (Revst Semens N 4/89) e setemre-90. [7] Instlones e j tensón: Cálulo e línes elétrs, E. CEAC, ño 979, pág. 60. Págn /