Autora: Bengoa Robles, Blanca. Director: Sacristán Heras, Javier. Entidad colaboradora: Unión Fenosa.

Transcripción

1 Resumen i ANÁLISIS DE DISTINTAS REDES DE MT URBANAS PARA SU POSTERIOR UTILIZACIÓN EN LOS NUEVOS DESARROLLOS URBANÍSTICOS Autora: Bengoa Robles, Blanca. Director: Sacristán Heras, Javier. Entidad colaboradora: Unión Fenosa. Resumen Como consecuencia del crecimiento urbanístico previsto en el sudeste de Madrid Capital, será necesaria la instalación de nuevas subestaciones y líneas de media y baja tensión que permitan atender la demanda de electricidad. La superficie a la que nos referimos comprende los nuevos PAUs de El Cañaveral, Los Ahijones y Los Berrocales. Resulta de gran importancia determinar con la máxima exactitud posible la demanda actual y futura con el fin de optimizar los recursos y realizar la inversión en infraestructuras eléctricas a medida que vayan siendo necesarias, y no antes. Con este fin, se plantea este proyecto: predecir el comportamiento en la demanda eléctrica de los nuevos desarrollos urbanísticos y optimizar su dimensionamiento de acuerdo al crecimiento de la demanda. Para obtener un comportamiento anual genérico de la demanda aplicable a los nuevos desarrollos, se ha estudiado la evolución en el consumo eléctrico, además de las características socioeconómicas, de nueve barrios de distinta antigüedad de la Comunidad de Madrid. Ordenados de menor a mayor antigüedad, los barrios analizados son: Ensanche de Barajas, Ensanche de Vallecas, Sanchinarro, Valderrivas, Pavones, Valdebernardo, Las Rosas, Piovera y Barrio de La Estrella.

2 Resumen ii Gracias a la Base de Datos de Instalaciones, BDI, con la que cuenta la empresa Gas Natural Fenosa, lugar donde se ha llevado a cabo este proyecto, se ha conseguido limitar geográficamente y conocer las líneas eléctricas que prestan suministro eléctrico a cada uno de ellos para, posteriormente, gracias a otra herramienta con la que cuenta la empresa, el visor horario Vhor, en la cual queda registrada la carga real existente cada hora en cada línea perteneciente a Gas Natural Fenosa, obtener el valor máximo de demanda en cada barrio anualmente desde el año Realizado este procedimiento en los nueve barrios, obtenemos un gráfico de la demanda anual con las diferentes muestras representadas en un eje de tiempo común que situará en qué año de vida se encuentra en cada momento el barrio en cuestión. Con ello, tenemos un comportamiento ideal de la demanda en un espacio temporal de 52 años, determinado por la antigüedad del último barrio analizado, La Estrella. Dado el resultado obtenido de las diferentes muestras analizadas, se ha aproximado este comportamiento a una polinómica de tercer grado, en la que la variable en el eje de abscisas se corresponde con el año de funcionamiento en el que se encuentra la instalación y la variable en el eje de ordenadas con la demanda eléctrica representada en porcentaje con respecto a la capacidad total de carga de la que dispondrá el barrio, es decir, suma de las capacidades de cada una de las líneas que prestarán suministro eléctrico. De tal forma que, conociendo el número de líneas en cada nuevo desarrollo y las características de las mismas, se pueda aplicar dicha curva para obtener un comportamiento ideal de la demanda eléctrica en cada uno de ellos. Con ello, dado que los proyectos eléctricos de los nuevos desarrollos ya están realizados y conocemos en qué año comenzará a funcionar cada barrio como tal y el número de líneas de conductor unipolar de aluminio de 240 mm 2 (332 A de capacidad) de las que dispondrán, podemos estimar qué valor tendrá la demanda eléctrica anualmente. Las zonas a aplicar

3 Resumen iii este comportamiento se han separado en: Cañaveral Residencial, Cañaveral Industrial, Ahijones, Berrocales Residencial y Berrocales Industrial, con puestas en funcionamiento y alimentación de subestación diferentes. Una vez obtenida la evolución de la demanda eléctrica, se ha de diseñar en qué momento el valor de la carga exige realizar inversiones en transformadores, en posiciones de celda en subestación y en posiciones de celda en centros de reflexión. Todo ello, deberá ir sujeto a restricciones de no superación del 70% de la capacidad de los transformadores instalados en la subestación, no superación del 80% de la capacidad de la línea, una caída de tensión inferior al 7% y de diseño de configuraciones que permitan el socorro del 60% del mercado en caso de fallo en una subestación, además de restricciones propias del tipo de estructura que presente la disposición de las líneas en cada momento. Con todo esto, hemos conseguido repartir el número de inversiones a realizar en diferentes años, obteniendo la configuración final deseada en el momento en el que la demanda se haga estable. Este resultado permite retrasar la renovación por finalización de vida útil de los elementos, de 35 años en el caso de las posiciones de celda y 40 años en el caso de los transformadores, realizando, en los 52 años estudiados, un menor número de inversiones totales que si hubiésemos realizado una única inversión inicial. Además, basándonos en el VAC, Valor Actual del Coste, con diferentes tasas de interés, queda demostrado un ahorro económico al realizar este procedimiento frente a única inversión inicial, siendo, por ejemplo, en el caso de una tasa de interés del 3,5%, de Por tanto podemos concluir que, gracias a la realización de este proyecto se ha conseguido optimizar tanto técnica como económicamente las futuras instalaciones necesarias para los nuevos desarrollos urbanísticos de la Comunidad de Madrid.

4 Summary iv ANALISYS OF DIFFERENT URBAN MEDIUM TENSION NETWORKS FOR FUTURE UTILIZATION IN NEW URBANISTIC SETTLEMENTS Summary As result of the urban development expected in the southeast of Madrid city, it will be necessary the installation of new power substations and medium and low voltage lines which satisfy the electricity demand. The area to be focused includes the new PAUs of El Cañaveral, Los Ahijones and Los Berrocales. It is an outstanding matter to determine with the maximum feasible accuracy the current and future demand in order to optimize the existing resources and make the investments just in time according to real necessities. These are the objectives of the Project: To make the prediction of the electricity demand of the new urban areas and to optimize the power supply capacity according to the demand growth. To obtain a generic annual behaviour of demand applicable to the new neighbourhood, it was studied the evolution of electric consumption, in addition to the socioeconomic characteristics, of nine districts with different antiquity. Ranked in order of seniority the neighbourhoods studied are: Ensanche de Barajas, Ensanche de Vallecas, Sanchinarro, Valderrivas, Pavones, Valdebernardo, Las Rosas, Piovera and Barrio de La Estrella. Thanks to database system, BDI, of the company Gas Natural Fenosa, where this Project has been developed, it was possible to limit geographically the specific areas under study, and to know with power supply lines provide electricity to each one, and later, thanks to another

5 Summary v tool of the company, the viewer Vhor, where is recorded the real load every hour by each line of Gas Natural Fenosa, it was possible to obtain the maximum demand level by each district, from 2000 to Followed this procedure in the nine districts, we get a graph of the annual demand of the different samples represented in a common time axis which locates what year of life the neighbourhoods are in each moment. Thus, we obtain an ideal behaviour of demand for a period of 52 years. This period is determined by the age of the oldest neighbourhood: La Estrella. Taking into account the results obtained for the different cases under study, the behaviour has been closed to a third-degree polynomial, where the variable in the horizontal axis represents the year of operation when the specific installation was located, and the variable in the vertical axis represents the electrical demand, in percentage of the total capacity available in that district, that is, the sum of all the lines providing electrical power. Consequently, knowing the number of lines in every new development and the specific characteristics, the curve can be applied to obtain an ideal behaviour of the electricity demand in each of them. Taking into account the projects for the new developments implemented, the start up year defined in every district and the number of lines available with unipolar aluminium conductor of 240 mm 2 (332 A of capacity), we can estimate the level of electrical demand annually. The areas to implement this behaviour have been separated into: Cañaveral Residential, Cañaveral Industrial, Ahijones, Berrocales Residential and Berrocales Industrial, with different start up operation and power supply substations. Once the evolution of the electrical demand is obtained, has to be designed when the level of load requires making investments in transformers, substation cell positions and reflection centres cell positions. All this, must be tight to restrictions not exceeding 70 percent of the capacity of the installed transformers in the substation, not exceeding 80

6 Summary vi percent of the line capacity, a voltage drop less than 7 percent and the configuration design that support in casualty status the 60 percent of the customers in the event that one substation with failure, as well as the specific restrictions originated because of the type of structure presented by the lines layout in each time. With all this, we have achieved to distribute the number of investments to make through several years, obtaining the required final configuration when the demand is steady. This result allow to postpone the updating of the different elements due to the finalization of their working life, since 35 years, in the case of cell positions and 40 years in case of transformers, to 52 analyzed years. Additionally, based on the VAC, Cost current value, with different interest rates, is demonstrated an economic saving compare to an unique investment, that in the case of an interest ratio of 3.5%, the result is e.u. In consequence, can be concluded that thanks to this Project it has been optimized both technically and economically the future installations required for the new urban settlements in Madrid Community.