2. Normas de Calidad del Servicio de Distribución de Electricidad. 1. Introducción. Ysmael Da Silva 1, Haroldo Villamediana 1, José Romero 2

Transcripción

1 Evaluación de los Incentivos que Ofrece la Regulación de Calidad del Servicio Eléctrico en Venezuela para Satisfacer los Requerimientos de los Clientes Rurales Ysmael Da Silva 1, Haroldo Villamediana 1, José Romero 2 1 Departamento de Estudios INELECTRA, S.A.C.A. Av. Circunvalación del Sol, Torre Inelectra, Santa Paula, 1066-A, Caracas (Venezuela) Telef.: ysmael.dasilva@inelectra.com, haroldo.villamediana@inelectra.com 2 Escuela de Ingeniería Eléctrica Universidad Metropolitana Terrazas del Ávila, Caracas (Venezuela) romero_24194@hotmail.com Resumen: El presente trabajo se realiza con el objetivo de determinar si los incentivos o penalizaciones considerados en las Normas de la Calidad del Servicio Eléctrico Venezolana, son suficientes para que las empresas distribuidoras alcancen los niveles de calidad requeridos y obtengan beneficios. Por otra parte, se plantea que los clientes rurales conozcan y sean exigentes, de los niveles adecuados y establecidos, en la calidad del servicio eléctrico que reciben. Con este fin, se ha realizado un estudio en régimen permanente sobre una red de distribución que presta servicio a usuarios rurales (residencial, comercial y pequeñas agro-industrias). De este estudio, se ha obtenido las sanciones por baja calidad del servicio eléctrico prestado, de acuerdo con las Normas de Calidad del Servicio de Distribución de Electricidad. El sistema original se ha modificado para alcanzar los niveles de calidad requeridos en dicha normativa y sobre esta red optimizada se han determinado los costos de inversión. A partir de los resultados obtenidos se demuestra de forma teórica que la regulación conduce a un comportamiento no deseado de las empresas eléctricas, por lo cual la regulación del servicio no logra mejorar los niveles tradicionales de calidad en las zonas rurales del país. Palabras claves: Regulación, Calidad de Servicio, Incentivos, Penalidades, Clientes Rurales. 1. Introducción La calidad del servicio eléctrico está cobrando cada vez más importancia debido a las diferentes necesidades de los usuarios. El carácter de monopolio en la distribución, hace necesaria una regulación adecuada de la calidad del servicio eléctrico prestado. Esta regulación está apareciendo de forma explícita en diferentes países, coincidiendo con los procesos de reestructuración que están teniendo lugar en el mundo. Los requerimientos de calidad de servicio eléctrico para Venezuela fueron publicados en Gaceta Oficial N de fecha 25 de Noviembre de Este documento describe las variables eléctricas a ser controladas, los valores permitidos para estas variables y las penalidades por no satisfacer los requerimientos allí establecidos. Con el pasar de los años y los avances tecnológicos el sector rural de la sociedad ha ido evolucionando desde las pequeñas familias a pequeños y medianos complejos industriales cuya estabilidad económica depende del desempeño de sus procesos automatizados. Sin embargo, cuando el desempeño y expectativa de vida de los equipos eléctricos y electrónicos son significativamente afectados por anomalías en el suministro eléctrico causadas por cargas contaminantes y por actividades operacionales de la empresa distribuidora del servicio, los beneficios económicos de esta tecnología son rápidamente anulados y surgen muchos problemas tanto, para la empresa suplidora del servicio como para el usuario. 2. Normas de Calidad del Servicio de Distribución de Electricidad En Gaceta Oficial No y por resolución del Ministerio de Energía y Minas (hoy Ministerio de Energía y Petróleo), se establecen las normas y condiciones que deberán cumplir los agentes que desarrollen la actividad de distribución de electricidad, con la finalidad de garantizar a los usuarios un Servicio Eléctrico acorde con sus requerimientos y al menor costo posible [Gaceta Oficial No ]. La calidad del servicio eléctrico prestado es evaluada en las áreas de calidad del producto técnico (nivel de tensión y calidad de onda), calidad del servicio técnico (interrupciones) y calidad del servicio comercial. En las Normas de Calidad del Servicio de Distribución de Electricidad, se describen los procedimientos para determinar el monto de las sanciones aplicables por incumplimientos de los límites admisibles establecidos en las áreas mencionadas. La fiscalización y el control del cumplimiento de las Normas de Calidad se realizarán en períodos de control

2 que corresponderán a los trimestres de un año calendario, mediante campañas de medición. Las campañas de medición se realizarán por lapsos mínimos de siete (7) días calendarios en puntos de la red seleccionados por el Fiscalizador, considerando la base de datos de Usuarios y la topología de la red de distribución [Gaceta Oficial No ]. 3. Calidad del Producto Técnico: Indicadores de Calidad de Nivel de Tensión Para el Control de la Calidad del Nivel de Tensión se establecen dos (2) procedimientos de evaluación, los cuales se mencionan a continuación: Período de Permanencia del Nivel de Tensión fuera de la Banda Permitida en cada Medición: Cuando en algún punto de medición se registren niveles de tensión fuera de la banda permitida superior al tres por ciento de los registros totales medidos en dicho punto (FEDT>3%), La Distribuidora será sancionada y estará en la obligación de solucionar el problema demostrándolo a través de una nueva medición, la cual deberá ser realizada en el referido punto y durante un tiempo mínimo de siete (7) días calendarios. Cantidad de Registros de Medición Fuera del Límite Admisible medidos en cada Municipio: Cuando en algún Municipio se registren niveles de tensión fuera de la banda permitida superior al tres por ciento de los registros totales medidos en dicho Municipio (FEDT>3%), La Distribuidora será sancionada de conformidad con lo dispuesto en la Ley Orgánica del Servicio Eléctrico, su Reglamento y demás normas aplicables [Gaceta Oficial No ]. Las bandas de tensión están acotadas por los valores de la Tabla 1. TABLA 1. -Variaciones de Tensión Permitidas en las Bandas Nivel de Tensión Variaciones Alta Tensión +/- 5% Media Tensión +/- 6% Baja Tensión - Muy Alta Densidad +/- 6% Baja Tensión Alta Densidad Baja Tensión Mediana Densidad Baja Tensión Baja Densidad Baja Tensión Muy Baja Densidad +/- 6% +/- 8% +/- 10% +/- 10% Las desviaciones del valor de la tensión medida respecto a su valor nominal, se determinarán para cada período de control a través del indicador de Frecuencia Equivalente de Desviación de Tensión (FEDT), que representa la proporción en que la tensión medida se sitúa fuera de los límites permitidos. Igualmente se determinará el indicador de Frecuencia Equivalente de la Energía Suministrada fuera de la Banda Permitida de Tensión (FEES) y de Energía Entregada con Baja Calidad (EEBC), se calcularán utilizando las siguientes fórmulas: n CRMFBPTi i= 1 FEDT = CTRM x100 (1) n ESFBPi i= 1 FEES = ETR x100 (2) FEESxFEDTxETFct EEBC = (3) CRMFBPT: Cantidad de registros de medición fuera de la banda permitida de tensión, en el punto de medición. CTRM: Cantidad total de registros de medición, en ESFBP: dicho punto. Energía suministrada fuera de la banda permitida de tensión, en dicho punto. ETR: Energía total registrada, en dicho punto. n: Número total de registros de medición fuera de la banda permitida de tensión, en dicho punto. ETFct: Energía total facturada en el mes de la infracción, a los Usuarios conectados al Centro de Transformación asociado al punto de medición. En caso de incumplimiento por la calidad en los niveles de tensión requeridos, una sanción deberá ser pagada. El monto de las multas por incumplimiento de los valores admisibles de nivel de tensión se calculará mediante la siguiente expresión: Sanción: EEBC: FP: Sanción = EEBC x FP x PPE (n) (4) Monto base de la multa a ser aplicada, en bolívares. Energía Entregada con Baja Calidad, de acuerdo con lo establecido en esta Resolución. Factor multiplicador, de acuerdo con el carácter de la sanción, será igual a uno (1) cuando se trate de la primera vez que se incurra en la infracción, igual a veinte (20) cuando se trate de una sanción ocasional e

3 igual a veinticinco (25) cuando se trate de una sanción reiterada. PPE: Precio promedio de la energía. n: Caso de estudio (a ó b). Por Incumplimiento de los Valores Admisibles de Niveles de Tensión, como resultado de las campañas de medición en un Municipio (a). Por Incumplimiento de los Valores Admisibles de Niveles de Tensión, como resultado de reclamos de Usuarios (b). El precio promedio de la energía se expresa en Bs/kWh y se determina mediante la siguiente expresión: FTPC: ETFPC: PPE=(FUPC/ETFPC) (5) Facturación Total en el Período de Control expresado en bolívares. Energía Total Facturada en el Período de Control expresado en kwh. 4. Calidad de Servicio Técnico La Calidad del Servicio Técnico prestado se evaluará considerando indicadores que reflejen la frecuencia y la duración total de interrupciones del servicio de electricidad. Será responsabilidad de La Distribuidora efectuar el levantamiento y registro de las interrupciones, la determinación de los correspondientes indicadores y el pago de las multas por incumplimiento a los Usuarios afectados [Gaceta Oficial No ]. Los indicadores de calidad del servicio técnico se determinan mediante la siguiente expresión: FIUj : TTIUj : TTIUj = FIUj=Nj (6) Nj 23 i= 1 j= 0 KjxTij (7) Frecuencia de interrupción para el Usuario j expresado en número de interrupciones durante el período de control. Tiempo total de interrupción para el Usuario j expresado en horas. Nj : Cantidad de interrupciones que han afectado al Usuario j durante el período de control. Kj (t) : Tij : Coeficiente asociado a la curva de carga del Usuario típico, adoptando un valor hora a hora, equivalente al valor de su demanda horaria por unidad de la demanda máxima diaria, dividido entre su factor de carga diario típico. Intervalos de tiempo (horas) en que se divide cada interrupción, asociados al coeficiente horario de la curva de carga Los indicadores deberán calcularse en forma separada para fallas de origen interno y para fallas de origen externo. Los valores límites admitidos para los indicadores anteriormente mencionados, por causas externas, serán de una (1) interrupción trimestral y una (1) hora trimestral, respectivamente. Los valores límites admitidos por causas internas, son los que se indican a continuación en las Tablas 2, 3, 4 y 5: Tabla 2. - Para Usuarios en Baja Tensión Tipo de Usuario Valores Límites FIU TIU Muy Alta Densidad 2 2 Alta Densidad 2 4 Mediana Densidad 4 4 Baja Densidad 4 4 Muy Baja Densidad 6 6 Tabla 3. - Para Usuarios en Media Tensión Tipo de Usuario Valores Límites FIU TIU Muy Alta Densidad 1 1 Alta Densidad 1 2 Mediana Densidad 2 2 Baja Densidad 2 2 Muy Baja Densidad 3 3 Tabla 4. - Para Usuarios en Alta Tensión Valores Límites Tipo de Usuario FIU TIU Muy Alta Densidad 1 1 Alta Densidad 1 1 Mediana Densidad 2 2 Baja Densidad 2 2 Muy Baja Densidad 2 2 En caso de incumplimiento de los valores establecidos por la normativa, una sanción deberá ser aplicada. La sanción se determina mediante la siguiente expresión: Sanción = ENS x FP x PPE(n) (8)

4 Sanción: ENS: FP: Monto base de la multa a ser aplicada, en bolívares. Cantidad de energía no suministrada, de acuerdo con lo establecido en esta Resolución. Factor multiplicador, de acuerdo con el carácter de la sanción. 5. Red de Distribución En el presente trabajo se realizó un especial énfasis en el incumplimiento de la calidad del producto técnico (tensión). El caso estudiado, esta compuesto de una red de distribución en alta y media tensión de un Municipio, que sirve a una zona rural de baja densidad de carga 28,50 kva/km. La subestación, alimentada por una línea de 60 km tiene una capacidad instalada de 60 MVA formada por dos (2) transformadores de 20 MVA, 115/13,8 kv que alimentan el centro de carga del Municipio, otros dos (2) transformadores de 10 MVA, 115/34,5 kv, alimentan cuatro (4) pequeñas subestaciones, dos (2) de ellas con capacidades instaladas de 6,4 MVA, 34,5/13,8 kv y el resto 3,2 MVA cada una. Bancos de capacitores se han conectado por toda la red con la finalidad de mejorar el perfil de tensión, logrando un factor de potencia en 96%. La Figura 1 muestra la curva de carga del Municipio. MW Hora Energía Entregada con Baja Calidad Por punto de medición, EEBC: 242,02 kwh Por municipio, EEBC: ,99 kwh El análisis sobre calidad del servicio técnico (interrupciones) indica que para un período de tres (3) meses se presentan aproximadamente 41,13 horas de interrupciones, que afectan a 735 usuarios, debido a causas internas. De estas horas de interrupciones, 4,35 horas exceden los límites establecidos en la normativa, afectando a 152 usuarios. 6. Sanciones por Baja Calidad en el Producto Técnico La sanción por incumplimiento en los niveles de tensión depende del precio promedio de la energía. Para el cálculo de dicho precio, es necesario conocer la tarifa de la energía suministrada a los usuarios. A los usuarios residenciales se le aplico una tarifa conocida como Tarifa 01: Servicio Residencial Social la cual establece un monto de Bs.1.770,00 con derecho a 200 KWh. A los usuarios agro industriales se le aplicó la Tarifa 12: Servicio Agropecuario, la cual establece un monto de 1.336,11 Bs. /kva por demanda y 51,47 Bs. /kwh por energía. Esta última tarifa fue aplicada ya que no se contaba con la suficiente información como para aplicar la Tarifa 11: Servicio para Bombeo y Riego Agrícola, ya que esta requiere del conocimiento de la energía consumida durante el día y durante la noche por separado. Para el caso de estudio se determinó un precio promedio de la energía de 20,62 Bs. /kwh, es decir 0,095 $/kwh. Las sanciones estimadas por la baja calidad en el servicio eléctrico son las que se muestran en la Tabla 5. Tabla 5. - Sanciones por Incumpliendo en los Niveles de Tensión 5 0 Figura 1. Curva de Carga del Municipio La red se caracteriza por tener únicamente circuitos radiales estableciendo solamente una trayectoria entre la subestación y el usuario, si esta trayectoria es interrumpida da lugar a la pérdida total de la carga. Esta configuración está expuesta a muchas salidas forzadas relacionadas con fallas. Los diferentes valores de tensión obtenidos en los siete (7) puntos de medición (seleccionados aleatoriamente), refleja incumplimiento en los límites estipulados por la normativa. Los resultados son: Frecuencia Equivalente de Desviación de Tensión, FEDT: 3,37% Frecuencia Equivalente de Energía Suministrada fuera de la banda permitida de tensión, FEES: 11,22% Categoría Sanción Período Por punto de Bs. 124,78 mil Mensual medición $ 58,04 Por punto de medición Por municipio Por municipio Bs. 1,49 millones $ 696,45 Bs. 13,39 millones $ 6.228,02 Bs. 160,68 millones $ ,24 Anual Mensual Anual La empresa Distribuidora tiene como opciones invertir en el sistema de distribución y transmisión para adecuarla a las exigencias de la normativa ó pagar las sanciones por incumplimiento de las mismas. La inversión estimada esta en el orden de MMBs , es decir $ Como se puede observar la inversión requerida es aproximadamente siete (7) veces mayor a la sanción que la empresa distribuidora tendría que pagar por municipio anualmente (sin aumento de la sanción). En el caso

5 específico de redes en zonas rurales y/o de baja densidad de carga las inversiones para lograr los niveles de tensión establecidos en la normativa y que permitan satisfacer las necesidades de estas comunidades resultan costosas y son poco efectivas, tal como se ha podido comprobar en el caso estudiado. En las Normas de Calidad del Servicio de Distribución de Electricidad, se establece que la sanción anteriormente señalada, sufrirá un incremento proporcional al tiempo transcurrido desde el último día de la primera medición hasta el primer día de la medición que demuestre la solución del problema. Este criterio para la valoración del incremento de la multa se aplicará por un período de hasta ciento ochenta (180) días calendarios. Si al cabo de dicho período, no se ha dado solución al problema, el Regulador podrá incrementar el monto de la misma, en función de los antecedentes de cada caso [Gaceta Oficial No ]. El aumento en la sanción, se determina mediante la siguiente expresión: Spm: Dpm: Dnm: Sanción = (Dpm+Dnm) x (Spm/Dpm) Ec.9 Sanción originada en la primera medición. Duración del período de la primera medición expresado en días. Duración del período desde el último día de la primera medición hasta el primer día de la medición que demuestre la solución del problema, expresada en días. Para el caso bajo estudio, se asume que la empresa no invierte en solucionar el problema de las variaciones del nivel de tensión fuera de los límites admisibles, por lo tanto la empresa Distribuidora pagará un incremento. Se utilizaron los siguientes valores: Duración del período de la primera medición expresado en días, Dpm: 7 días Duración del período desde el último día de la primera medición hasta el primer día de la medición que demuestre la solución del problema, expresada en días. Dnm: 180 días Sanción originada en la primera medición. Por punto de medición. Spm: ,11 Bs. Por municipio, Spm: ,95 Bs. La Tabla 6 muestra el incremento en la sanción que la empresa Distribuidora debe pagar en caso de no cumplir con la normativa. Tabla 6. - Incremento en la Sanción Categoría Sanción Por punto de Bs. 3,33 millones medición $ 1.550,42 Por municipio Bs. 357,71 millones $ ,12 Nota: para un período de 180 días Para el período de un (1) año la sanción se habrá incrementado a Bs. 6,63 MM ($ 3,084.26) por punto de medición y a Bs. 711,59 MM ($ 330,974.80) por municipio. 7. Sanciones por Baja Calidad en el Servicio Técnico La sanción por baja calidad en el servicio técnico, se ha estimado en Bs. 98,27 MM ($ 45,706.33) trimestrales, es decir Bs. 393,07 MM ($ 182,825.33) anual. Al igual que en el punto anterior, la empresa distribuidora tiene la opción de realizar inversiones en el sistema para cumplir con la normativa ó pagar la sanción por el incumplimiento de la misma. La inversión estimada esta en el orden de MMBs , es decir $ En la Tabla 7. se muestran las sanciones acumuladas para el período de un (1) año y las inversiones necesarias para evitarlas. Calidad del Producto Técnico Calidad del Servicio Técnico Tabla 7. - Sanciones e Inversiones Sanción Bs. 711,59 millones $ 330, Bs. 393,07 millones $ 182, Total Bs ,49 millones $ 515,579,57 Inversión Bs millones $ Bs millones $ Bs millones $ Al observar la Tabla 7 es fácil notar cual es la opción que elegirán las empresas distribuidoras. Dichas corporaciones preferirán pagar la sanción y continuar prestando un deficiente servicio eléctrico. La diferencia financiera entre las sanciones y las inversiones requeridas para evitarlas y las limitaciones que tienen los entes de fiscalización de la Calidad del Servicio Eléctrico 8. CONCLUSIONES Los resultados obtenidos demuestran que las sanciones contempladas en las Normas de Calidad del Servicio Eléctrico de Distribución, no son lo suficientemente severas como para motivar la inversión en el sector. Al observar los límites en las variaciones de tensión, la

6 tolerancia aumenta llegando hasta aceptar variaciones del 10% para usuarios localizados en municipios con baja densidad de carga o zonas rurales; mientras que la tolerancia para municipios de alta densidad o zonas urbana es mucho menor (6%). Esto trae como consecuencia una deficiente calidad del servicio eléctrico en las zonas con baja densidad de carga. Este problema puede ser mitigado en parte colocando una fuente energética (generación dispersa), compensación de reactivos y aumentando los calibres de los tramos principales en el sistema de distribución con la finalidad de mejorar la calidad del servicio (incremento en la confiabilidad, reducción de perdidas en transmisión y distribución, entre otros). Por otra parte, la calidad del servicio técnico (interrupciones), no mejora para el caso de usuarios en zonas rurales. A medida que la densidad de carga de los municipios desciende, aumenta la tolerancia a las fallas, tal como se puede apreciar en las tablas 2, 3 y 4. Una posible solución al problema de las fallas, es la interconexión de circuitos, de esta forma se puede evitar que los usuarios se vean afectados por las interrupciones del servicio eléctrico. También se adecuado el uso de equipos que permiten localizar y aislar la falla y posteriormente reconfigurar la red de distribución. Los resultados presentados en este documento corresponden al estudio de un caso particular y no pueden se generalizados, sin embargo, se ha demostrado que el sector eléctrico requiere grandes inversiones para asegurar la adecuación de los sistemas de generación, transmisión y distribución. Lamentablemente las inversiones se han reducido en este sector, en gran parte debido al alto nivel de incertidumbre causado por el incumplimiento en las leyes aprobadas. A cinco (5) años después de haber sido aprobada la Ley del Servicio Eléctrico, aún no se han reestructurado las empresas del sector eléctrico para cumplir con las resoluciones que la misma establece; no existe un ente regulador autónomo (De acuerdo con lo establecido en la Ley del Servicio Eléctrico, el ente regulador denominado Comisión Nacional de Energía Eléctrica (CNEE), está adscrito al Ministerio de Energía y Mina (actualmente Ministerio de Energía y Petróleo) quien es el encargado de aprobar los cambios en las tarifas eléctricas) y no se ha tipificado el robo de energía como delito, entre otros. poca información sobre la existencia de las leyes que regulan el sector y de sus resoluciones limitando su capacidad para realizar reclamos que conlleven a la prestación de un servicio eléctrico eficiente. La calidad del servicio eléctrico en las zonas de baja densidad de carga es de suma importancia para lograr que estás zonas tengan un desarrollo y calidad de vida similar al existente en las ciudades. Un suministro de energía adecuado permitirá a la sociedad desarrollar actividades que potenciaran la generación de riquezas en estas zonas, reduciendo las migraciones a las ciudades y permitiendo a los usuarios cancelar los costos del suministro a las zonas de baja densidad. Aunque los costos de suministro eléctrico en zonas de baja densidad es elevado, los entes reguladores deben diseñar esquemas que permitan obtener parte de estos costos de otras fuentes y no solamente de los usuarios y/o de las empresas que suministran electricidad en estas zonas, ya que de otra forma, en el caso de Venezuela, difícilmente se logrará mejorar la calidad del servicio. Referencias [1] Reglamento de Servicio Eléctrico y Normas de Calidad del Servicio de Distribución de Electricidad. Gaceta Oficial de la República Bolivariana de Venezuela, Número , 25/11/2003. [2] J. Dolezal, P. Santarius, J.Tlustý, V. Valouch, and F. Vybíralík, The Effect of Dispersed Generation on Power Quality in Distribution System. CIGRE/PES 2003 (paper N 503). [3] L.A. Jorge, E. Quaresma, F. Mira, L.A.F.M. Ferreira, P.M.S. Carvalho, S.N.C. Grave, F.F.C. Silva, L.M.F. Barruncho, Novel Service Regulatory Criteria and Optimal Distribution System Reliability. 8 CLEEE (8 Congresso Luso Espanhol de Engenharia Electrotécnica), [4] E. Audiche, Metodología para la Determinación de Inversiones en la EDC con Base en las Normas de Calidad., Informe Final, Universidad Simón Bolívar, Por otra parte, la mayoría de los usuarios, y en especial los residentes de zonas rurales, desconocen o tienen muy