Besalco Energía Renovable S.A.

Transcripción

1 Besalco Energía Renovable S.A. CHILE ESTUDIO DE IMPACTO SISTÉMICO CH LOS HIERROS II Proyecto EE Informe Técnico EE-ES Revisión C Power System Studies & Power Plant Field Testing and Electrical Commissioning ISO9001:2008 Certified 12 sep. 14

2 Este documento EE-ES RC fue preparado para Besalco Energía Renovable S.A. por Estudios Eléctricos. Para consultas técnicas respecto del contenido del presente comunicarse con: Ing. Pablo Fernández Departamento de Estudios Ing. Alejandro Musto Coordinador de Estudios Este documento contiene 81 páginas y ha sido guardado por última vez el 12/09/2014 por Pablo Fernández, sus versiones y firmantes digitales se indican a continuación: Rev. Fecha Comentario Realizó Revisó Aprobó A 22/07/14 Para presentar. PF AM FL B 28/07/14 Cambio en la redacción de informe principal PF AM FL C 12/09/14 Se contemplan observaciones del CDEC-SIC PF AM FL escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 1/81

3 Índice 1 RESUMEN EJECUTIVO INTRODUCCIÓN DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO Información del Fabricante Unidad Generadora Transformador de Bloque ACONDICIONAMIENTO DE LA BASE DE DATOS Generalidades Proyección de la demanda Nuevos Proyectos de Transmisión y Generación MODELADO DE LA CENTRAL Unidades Generadoras Control de Velocidad Control de Tensión Transformador de Bloque Línea de Transmisión ESTUDIO DE FLUJO DE CARGAS Análisis de Red N Caso 01: Central Los Hierros I (2 unidades) E/S Caso 02: Central Los Hierros I (2 unidades) + Loma Alta E/S Caso 03: Central Pehuenche (2 unidades) E/S Caso 04: Central Los Hierros I (2U) + Loma Alta + Pehuenche (2U) E/S Caso 05: Central Los Hierros I (2u) + Loma Alta + Colbún (2u) E/S Análisis de Red N Contingencias Caso Contingencias Caso Contingencias Caso Contingencias Caso Contingencias Caso Resultados ESTUDIO DE CORTOCIRCUITOS Selección de Barras Cortocircuitos en Barras Verificación de equipamiento Análisis en Elementos Serie ESTUDIO DE ESTABILIDAD TRANSITORIA Definición de Fallas Criterios de Evaluación del Desempeño Dinámico Análisis de Contingencias Contingencia 1: Desconexión Pehuenche U Contingencia 2: Desconexión Central Los Hierros I Contingencia 3: F2FT C2 Pehuenche Ancoa al 5% de línea (Pehuenche) Contingencia 4: F2FT C2 Pehuenche Ancoa al 95% de línea (Ancoa) escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 2/81

4 8.3.5 Contingencia 5: F2FT Tap Loma Alta Ancoa al 5% de línea (Tap L.A.) Contingencia 6: F2FT Tap Loma Alta Ancoa al 95% de línea (Ancoa) Contingencia 7: F2FT Colbún Ancoa al 50% de línea CONCLUSIONES escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 3/81

5 1 RESUMEN EJECUTIVO Besalco Energía Renovable S.A. solicita acceso al Sistema Interconectado Central (SIC) para una nueva CENTRAL HIDRÁULICA DE PASADA compuesta por una unidad generadora de 6MW. La central se denominará CH LOS HIERROS II y tiene fecha prevista de puesta en servicio en NOVIEMBRE de Su vinculación al SIC se realizará a través de un enlace de 1x110kV desde el transformador de bloque de 7MVA 6,6/110kV hasta un nuevo tap-off del actual vínculo 1x110kV Los Hierros I Canal Melado. En el presente informe se documentan los estudios sistémicos conducentes a cuantificar el impacto del acceso de CH LOS HIERROS II en la operación del SIC, principalmente sobre las líneas de transmisión e instalaciones eléctricamente cercanas (SS/EE Los Hierros I, Canal Melado, Loma Alta, Pehuenche y Ancoa 220kV), a fin de que esta nueva planta de generación pueda integrarse al SIC cumpliendo los requisitos y condiciones técnicas establecidas en la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio (NTSyCS). Para el desarrollo del estudio se emplea el software DIgSILENT Power Factory v14.1, incluyendo módulos de: Cálculo de flujos de carga, Cálculo de cortocircuitos, y Estudio de estabilidad transitoria. El análisis se realiza mediante estudios de régimen permanente (flujos de carga y cortocircuitos) y estudios de estabilidad transitoria (simulaciones dinámicas de transitorios electromecánicos), en los cuales se analiza el sistema en condiciones de operación normal (Red N) y de contingencias simples (Red N-1). Los escenarios de estudio se elaboran para diferentes configuraciones de despacho y en condiciones de demanda baja y demanda alta, a fin de analizar el impacto de CH LOS HIERROS II ante diferentes condiciones de exigencia. La Base de Datos utilizada en el desarrollo del estudio corresponde a una versión acondicionada de la base de datos del CDEC-SIC en formato Power Factory v14, la cual incluye actualizaciones e incorporaciones de nuevos modelos matemáticos, así como también los modelos de las obras futuras en construcción según el Informe Técnico Definitivo de Fijación de Precios de Nudo de Corto Plazo del SIC (ITD) emitido por la Comisión Nacional de Energía (CNE) en abril de escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 4/81

6 A partir de los estudios realizados, se analizan: - La operación estática del sistema. - Los límites de transferencias en el Sistema de Transmisión. - El desempeño dinámico de la CH LOS HIERROS II ante perturbaciones de gran señal. A continuación se presentan los principales aspectos a considerar de cada uno de los tres tipos de análisis efectuados: Estudio de flujos de potencia. o Se analizan problemas de sobrecarga y regulación de tensión en todas las instalaciones existentes, especialmente en las del entorno de la nueva central (SS/EE Ancoa, Pehuenche, Canal Melado, Loma Alta y Los Hierros I), identificando posibles problemáticas tanto en condiciones normales de operación como frente a contingencias, maximizándose el despacho de Central Pehuenche a fin de modelar los Escenarios con mayores niveles de exigencia. o Se verifica que en términos de transferencias de potencia, la contingencia que impone mayor exigencia a la zona bajo estudio es la pérdida del segundo circuito del doble vínculo Pehuenche Ancoa 220kV cuando Central Pehuenche se encuentra operando a potencia nominal o cercana a ella. Para el caso más crítico, esta condición genera que en el escenario postcontingencia el primer circuito opere con un nivel de carga de hasta 120% cuando además de Pehuenche (2x275MW), se encuentran despachadas las centrales Loma Alta (38MW), Los Hierros I (2x12MW) y Los Hierros II (6MW). En estos casos, el aporte de la central Los Hierros II resulta mínimo, siendo el mismo inferior a <1%. En base a la norma IEEE Std : IEEE Standard for Calculating the Current-Temperature of bare Overhead Conductors, se verifica que para el caso de mayor exigencia, el circuito sano alcanza su temperatura máxima de operación (80 C) en aproximadamente 18 minutos (la reducción de tiempo debido a CH LOS HIERROS II resulta de sólo 52s para el caso más crítico), tiempo suficiente para ejecutar maniobras manuales de reducción de generación en las máquinas que evacúan su energía por el vínculo Pehuenche escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 5/81

7 Ancoa 220kV sin requerirse implementar un EDAG manteniendo la metodología de operación y control actual del sistema. o Dada esta condición de mínimo impacto de la nueva central, se considera adecuado mantener las metodologías de control actualmente realizadas sobre el sistema al presentarse dichos escenarios. o Para todos aquellos casos en los cuales la Central Pehuenche no se encuentra operando a plena potencia, no se observan problemáticas en la operación o En términos de tensión en las barras, en todos los Escenarios éstas cumplen con los rangos admisibles según las respectivas Tensiones de Servicio tanto para Red N como Red N-1. Estudio de cortocircuitos. o Se determina el impacto de las nuevas instalaciones (CH LOS HIERROS II) sobre las corrientes de cortocircuito en distintos nodos del sistema. En base a esto, se verifica la suficiente capacidad de ruptura de los interruptores, en las nuevas instalaciones y en las existentes que se ven afectadas por éstas. o El estudio se realiza de acuerdo al procedimiento de la DO del CDEC-SIC Términos y condiciones del cálculo de corrientes de cortocircuito para la verificación del dimensionamiento de interruptores en el SIC. o A partir de los cálculos efectuados, se verifica que en términos de corrientes simétricas, todos los interruptores se encuentran adecuadamente dimensionados. o El interruptor que presenta mayor exigencia es el que vincula al transformador de servicios auxiliares (SS/AA) de Central Los Hierros I con su barra de generación en 6,6kV. Ante una evaluación considerando un tiempo de apertura de contactos de t=40ms según se indica en el procedimiento DO, la corriente asimétrica sobrepasa en 3kA la capacidad de ruptura de diseño. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 6/81

8 No obstante, dado el nivel de tensión y la información proporcionada por el fabricante, se estima una operación en t=100ms, condición bajo la cual el nivel de corriente asimétrica alcanzada se encuentra en el límite admisible. Estudio de Estabilidad Transitoria. Se estudia el comportamiento dinámico de CH LOS HIERROS II ante perturbaciones causadas por contingencias en instalaciones cercanas a la zona afectada, las cuales han sido específicamente definidas por el CDEC-SIC. En todos los casos se monitorean: a. niveles de tensión. b. transferencia de potencia. c. factores de amortiguamiento de las oscilaciones electromecánicas. d. frecuencia y ángulo rotórico de los generadores del sistema. Lo anteriormente expuesto, permite verificar que el ingreso al SIC de CH LOS HIERROS II no producirá efectos adversos al sistema, lo cual se constata debido a que: No reduce la capacidad de transporte del Sistema. No produce sobretensiones, sobrecorrientes ni corrientes de cortocircuito que puedan afectar la vida útil del equipamiento. No reduce la calidad de servicio del SIC. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 7/81

9 2 INTRODUCCIÓN El objetivo del presente estudio es analizar el comportamiento de CH Los Hierros II y del SIC al momento de su conexión estimada para NOVIEMBRE de 2014, considerando su operación con distintos estados de la red. Se pretende verificar que el desempeño de la central sea adecuado, pudiendo ésta operar correctamente bajo el estricto cumplimiento de los estándares establecidos en Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio (NTSyCS). El estudio se divide básicamente en las siguientes etapas: MODELADO DE LA CENTRAL Se presenta detalladamente el modelado en el software DIgSILENT Power Factory v14.1 de cada uno de los elementos de la red que conforman la central, acorde a la información de los fabricantes provista por Besalco Energía Renovable S.A. ESTUDIO DE FLUJO DE CARGAS Se analiza el comportamiento en estado estacionario de la central y su zona de influencia para distintos estados de operación del sistema (despachos de generación, características de la demanda, etc.) y distintas configuraciones topológicas de la red; se analiza la operación en condición normal y de red N-1. ESTUDIO DE CORTOCIRCUITOS Se calculan las corrientes de cortocircuito trifásicas, monofásicas y bifásicas (con y sin contacto a tierra) en nodos eléctricamente próximos a la CH Los Hierros II, con el objetivo de verificar un adecuado dimensionamiento de los interruptores involucrados. El cálculo se lleva a cabo según lo establecido en el procedimiento de la Dirección de Operaciones (DO) del CDEC-SIC: TÉRMINOS Y CONDICIONES DEL CÁLCULO DE CORRIENTES DE CORTOCIRCTUITO PARA LA VERIFICACIÓN DEL DIMENSIONAMIENTO DE INTERRUPTORES EN EL SIC. ESTUDIO DE ESTABILIDAD TRANSITORIA Se analiza el comportamiento de la unidad generadora de la CH Los Hierros II y de todo el sistema, cuando éste sea perturbado con eventos de gran señal. Dicho análisis se lleva a cabo mediante simulaciones dinámicas de transitorios electromecánicos. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 8/81

10 3 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO La unidad generadora de la CH LOS HIERROS II se emplazará en la S/E homónima que la vinculará al SIC mediante un transformador de bloque de 7MVA y 6,6/110kV. La potencia nominal del generador será de 6MW/6,7MVA con factor de potencia nominal de 0,9. La potencia generada se exportará hacia el SIC únicamente mediante una línea aérea de 1x110kV y 426m de extensión que vinculará la S/E Los Hierros II con un tap-off en la línea que une la actual S/E Los Hierros I con la S/E Canal Melado en la Región del Maule. Figura 1: Unicación geográfica de CH LOS HIERROS II. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 9/81

11 S/E LA CANDELARIA CENTRAL COLBUN S/E ANCOA 500kV S/E ITAHUE S/E COLBUN CENTRAL LOS HIERROS II S/E ANCOA 220kV CENTRAL LOMA ALTA H G2 K1 G ~ K2 G1 Colbun - Ancoa 220kV J1 J2 G ~ Los Hierros II 1 G ~ G ~ C Los Hierros U2 G ~ Los Hierros U1 J S/E CANAL MELADO J1 Tap Loma Alta - Ancoa 220 kv L1 S/E PEHUENCHE B2 B1 CENTRAL PEHUENCHE G ~ G ~ DIgSILENT Ancoa - Pehuenche 220 kv - L2 Pehuenche - Tap. Loma Alta 220 kv L1 G ~ Pehuenche U1 Pehuenche U2 Nodes Branches PowerFactory CH LOS HIERROS II ZONA DE INFLUENCIA Besalco Energía Renovable S.A. Project: Graphic: Zona influencia Date: 7/8/2014 Annex: Figura 2: Zona de Influencia. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 10/81

12 3.1 Información del Fabricante De acuerdo a la documentación suministrada por Besalco Energía Renovable S.A., la CH LOS HIERROS II presentará las características técnicas que se detallan a continuación: Unidad Generadora Principales características del generador: Figura 3: Datos técnicos del generador - Parte 1 escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 11/81

13 Figura 4: Datos técnicos del generador - Parte 2. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 12/81

14 Figura 5: Datos técnicos del generador - Parte 3. Figura 6: Curva de capabilidad del generador a tensión nominal. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 13/81

15 3.1.2 Transformador de Bloque Figura 7: Información técnica del transformador de bloque - Parte 1. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 14/81

16 Figura 8: Información técnica del transformador de bloque - Parte 2. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 15/81

17 4 ACONDICIONAMIENTO DE LA BASE DE DATOS 4.1 Generalidades La Base de Datos (BD) empleada en el presente Estudio corresponde a una versión acondicionada de la base de datos del CDEC-SIC actualizada a abril de 2014, en formato DIgSILENT Power Factory v14. La preparación de la base de datos (BD) para el estudio de interconexión considera la construcción de una base de datos del SIC que represente la operación del sistema para el periodo de estudio, incluyendo a la CH Los Hierros II. 4.2 Proyección de la demanda A partir de la información disponible en el Informe Técnico Definitivo de Fijación de Precios de Nudo de Corto Plazo del SIC (ITD) emitido por la Comisión Nacional de Energía (CNE) en abril de 2014, se realizan proyecciones de demanda residencial e industrial para la fecha puesta en servicio de la CH Los Hierros II (noviembre de 2014). Proyección demanda SIC según ITD abril 2014 Año Tipo cliente Libres Regulados Total ,051 0,058 0, ,057 0,046 0,05 Tabla 1: Proyección de demanda en el SIC según ITD abril A partir de Tabla 1, la proyección de la demanda se realiza considerando los siguientes hitos: Se admite un crecimiento uniforme de la demanda durante los meses del año. El escalamiento se realiza utilizando un factor de crecimiento para clientes libres y otro para clientes regulados. Luego, la demanda estimada para noviembre de 2014 se calcula según las siguientes expresiones: FC (Abr2014 Nov2014)LIBRES = 1 + ( 7 12 ) FC 2014 LIBRES FC (Abr2014 Nov2014)REGULADOS = 1 + ( 7 12 ) FC 2014 REGULADOS Donde escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 16/81

18 FC 2014LIBRES = 0,051 FC 2014REGULADOS = 0,056 Factores de crecimiento para escalamiento de demanda Tipo cliente Período estudiado Libres Regulados Abril Noviembre , , Tabla 2: Factores de crecimiento de demanda para fecha prevista de puesta en servicio. Nuevos proyectos: Basándose en la información disponible en los estudios anteriormente mencionados, se incorporan los nuevos proyectos de consumo, transmisión y generación previstos a ser incorporados al SIC para la fecha de puesta en servicio del proyecto en estudio. Las diversas modificaciones a la base de datos se han realizado utilizando las herramientas «Variations/Expansion Stages», «Operation Scenarios» y «Study Cases», lo que permite una total trazabilidad sobre los cambios realizados a la base de datos original. 4.3 Nuevos Proyectos de Transmisión y Generación La representación de un escenario futuro considera la incorporación de las obras previstas para la expansión del sistema de transmisión y de la matriz energética del SISTEMA. Se deben modelar las modificaciones topológicas y expansiones que se tienen consideradas para el sistema de transmisión y el parque generador del SISTEMA. Este estudio considera la inclusión de los nuevos proyectos cuya fechas previstas de entrada en servicio sean anteriores a la fecha prevista de interconexión de la nueva central. La selección de los proyectos relevantes a incluir en este estudio se basa en la información publicada por los organismos correspondientes. Se los detalla en una tabla con los valores característicos que los representan/describen. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 17/81

19 Fecha de entrada Mes Año Obras de Generación en construcción Potencia [MW] Tecnología Abril 2014 San Andrés 40 Hidro - Pasada Abril 2014 Proyecto fotovoltaico San Andrés 50 Solar Fotovoltaica Abril 2014 Proyecto fotovoltaico Llano de Llampos 93 Solar Fotovoltaica Mayo 2014 Pulelfu 9 Hidro - Pasada Mayo 2014 Ucuquer II Eólico 9 Eólica Mayo 2014 Proyecto Lautaro II 22 Biomasa Mayo 2014 Central Hidroeléctrica Laja I 34,4 Hidro - Pasada Mayo 2014 Parque Eólico El Arrayán 100 Eólica Mayo 2014 Parque Eólico Los Cururos 110 Eólica Agosto 2014 Diego de Almagro FV 36 Solar Fotovoltaica Octubre 2014 Salvador FV 68 Solar Fotovoltaica Octubre 2014 Picoiquén 19 Hidro - Pasada Octubre 2014 Punta Palmeras 45 Eólica Octubre 2014 Tal Tal Eólico 99 Eólica Noviembre 2014 El Paso 60 Hidro - Pasada Diciembre 2014 Los Hierros II 6 Hidro - Pasada Diciembre 2014 Lalackama 55 Solar Fotovoltaica Tabla 3: Nuevas obras de Generación en construcción. Fecha de entrada Potencia Obras de Transmisión en construcción Mes Año [MVA] Julio 2014 Línea Ancoa - Alto Jahuel 2x 500kV: primer circuito 1400 Tabla 4: Nuevas obras de Transmisión en construcción. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 18/81

20 5 MODELADO DE LA CENTRAL En este apartado se presentan todos los modelos empleados en el SIMULADOR desarrollados para la ejecución del presente estudio, a partir de la información suministrada por Besalco Energía Renovable S.A Unidades Generadoras A continuación se muestran los parámetros del modelo de generador implementado en el software. Figura 9: Modelo del generador sincrónico de CH LOS HIERROS II Parte 1. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 19/81

21 Figura 10: Modelo del generador sincrónico de CH LOS HIERROS II Parte 1. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 20/81

22 5.1.1 Control de Velocidad En Figura 11 se muestra el diagrama de bloques utilizado para el sistema de regulación de velocidad del generador de CH LOS HIERROS II. El modelo que se utiliza para la representación del regulador es un modelo típico basado en la información descriptiva enviada por Besalco Energía Renovable S.A. 0 pcu_loshierrosii: Regulador de Velocidad f ref amax DIgSILENT 1 fe - df DBand Db skt/(1+st) Kn,Tn - KT KTx (1/s(1)) CTA array _CTA 2 H K Kp skt/(1+st) bt,td1 3 CH - KT 1/s K 0 KTi bs Switch H sw - 1 skt/(1+st) Kd,Td Pt 4 QC CQC array _CQC 5 CC posd K gan posdg CD array _CD,qNL ci 0 div 1 sqr h - href 1/K Tw 1/s q - qnl pturb Snom cosn 0 TRATE 1 Trate 2 pt 6 7 Figura 11: Diagrama de bloques del regulador de velocidad de CH LOS HIERROS II. En Figura 12 se detallan los parámetros utilizados para el ajuste del regulador de velocidad en el modelo, los cuales han sido adoptados de manera de situarse en las condiciones límites para el cumplimiento de la NTSyCS. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 21/81

23 Figura 12: Parámetros del modelo del regulador de velocidad. Respuesta del Regulador de Velocidad Se realiza una simulación dinámica con la unidad generadora vinculada a un sistema de potencia infinita con el objeto de ensayar el modelo del regulador de velocidad, verificar su respuesta y el cumplimiento de los requisitos establecidos en la NTSyCS. El modelo de la red de potencia infinita fija la frecuencia del banco de prueba, y la línea entre el sistema y el generador tiene una reactancia de 0.046pu, en base del generador (6,7MVA, 6,6 kv). La perturbación consiste de un escalón en la referencia de frecuencia. La NTSyCS en su artículo 3-18 exige a los generadores que participan del CPF el cumplimiento de los siguientes ítems: 1. Estatismo permanente con valores entre 4% y 8%, ajustable durante la operación de la unidad con carga, con excepción de las unidades impulsadas por turbinas escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 22/81

24 de vapor, las cuales podrán requerir detener la máquina primaria para modificar el valor del estatismo. 2. Banda muerta inferior a 0,1% del valor nominal de frecuencia, es decir, ± 25 mhz. 3. Tiempo máximo de establecimiento igual a 30 segundos para unidades generadoras termoeléctricas y 120 segundos para unidades generadoras hidroeléctricas, operando conectadas al SI. Para la operación en isla, las unidades generadoras deberán contar con cambio automático de ajustes de parámetros previamente definidos de común acuerdo con la DO. 4. Las oscilaciones deberán ser amortiguadas en todos los regímenes de operación. A fin de determinar el tiempo de establecimiento de la unidad frente a un escalón en la frecuencia, se realizan dos simulaciones: escalón de frecuencia de +0,02% escalón de frecuencia de -0,02% La inercia de la red de potencia infinita es tal que mantiene la frecuencia invariante. Luego, el regulador de velocidad visualizará un delta de frecuencia de -0,1Hz en el primer caso, y un delta de +0,1Hz en el segundo. Las figuras siguientes muestran las respuestas obtenidas. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 23/81

25 0,686 X =120,000 s p.u. DIgSILENT 0,681 0, s p.u. 0,671 0,666 0,661 0, ,000 60,000 90, ,00 [s] Los Hierros II: Turbine Power in p.u. 150,00 50,115 50,090 50,065 50,040 50,015 49,990 0, ,000 60,000 90, ,00 [s] pculoshierros II: fref in p.u. (base: 0,02 ) 150,00 50,003 50,002 50,001 50,000 49,999 49,998 0, ,000 60,000 90, ,00 [s] Los Hierros II: Speed in p.u. (base: 0,02 p.u.) 150,00 CH LOS HIERROS II Plots Date: 7/21/2014 Annex: /1 Test del GOV Escalón de frecuencia de +0,02% Figura 13: Respuesta del regulador de velocidad ante un escalón de +0,02% en la referencia de frecuencia. A partir de Figura 13 y Figura 14, se aprecia que la unidad así configurada se encuentra en condiciones aceptables para regular frecuencia. Como se puede observar, el tiempo de establecimiento se mantiene por debajo de los 120 segundos (91s y 105s) establecidos en la normativa vigente para unidades hidroeléctricas. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 24/81

26 0,667 0,662 X =120,000 s DIgSILENT 0,657 0,652 0, s p.u p.u. 0,642-0, ,840 79, ,92 159,96 [s] Los Hierros II: Turbine Power in p.u. 200,00 50,015 49,990 49,965 49,940 49,915 49,890-0, ,840 79, ,92 159,96 [s] pculoshierros II: fref in p.u. (base: 0,02 ) 200,00 50,001 50,001 50,000 50,000 49,999 49,999-0, ,840 79, ,92 159,96 [s] Los Hierros II: Speed in p.u. (base: 0,02 p.u.) 200,00 CH LOS HIERROS II Plots Date: 7/21/2014 Annex: /1 Test del GOV Escalón de frecuencia de -0,02% Figura 14: Respuesta del regulador de velocidad ante un escalón de -0,02% en la referencia de frecuencia. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 25/81

27 Control de Tensión El diagrama de bloques que se muestra en la figura siguiente, detalla el modelo que se utiliza para representar el regulador de tensión del generador de CH LOS HIERROS II. La correspondiente parametrización se aprecia en Tabla 5. El modelo a utilizar es uno típico con las modificaciones necesarias para cumplimentar con la información descriptiva enviada por Besalco Energía Renovable S.A.. vco_chlh2: DIgSILENT 0 ut 1/(1+sT) Tr1 16 K Up_posit yi11 0 LVgate 1 1 usetp utr1 - sk/(1+st) KD1,TB1 yi Limit.. K Up_negat yo2 yi12 uerr KIEC2pos -16 Iexmax2 xb1_lim Up_pos Up_pos 2 3 upss vuel sumu uw - uerr1 K K1 kuerr1 Limit.. KIEC2neg inpid1 _0_[1/sT]_ TI1 yo outpid1 Limit IefRef inpid2 K K2 in2_k -16 Limit.. in2_k_l(.. Up_neg [1/sT] TI2 yo1 outpid2 Limit.. Up_neg Uf K/(1+sT) KETB,Tc yi22 0 HVgate 1 4 voel PID1 - Voltage Regulator PID2 - Current Regulator Converter Ufc v_vhz K Xp o12-16 sumi Uef Lsup_vhz Limiter yi3 - o14 xi3punto K K3 yi8 _0_[1/sT]_3.5.. TI3-16 Limit.. KIEC356pos yo3 yo4 KIEC356pos yi1 _0_Li.. IefminRef - - Iex(4) yi5 uek 1/sT Te K Ke Ve uerrs 0 Const Iefmin PID3 - Minimun Current Limiter o13 vx Se(ef d) a,b Fex [1/sTvhz] Ti_vhz K Kp_vhz - xi4punto K K4 16 kpid4 Limit o11 IefmaxRef Ief1 K Kd 0 Fex(In) Kc 1 - o17 Const Iefmax KIEC356neg _-3.56KIEC_[1.. TI4 yo5 outpid4 _ KIEC356neg Excitation 5 fe Const Limit_vhz PID4 - Maximun Current Limiter 1 1/(1+sT) Tr4 6 curex Figura 15: Diagrama de bloques del modelo THYNE del AVR en DIgSILENT PF. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 26/81

28 Tabla 5: Parametrización del regulador de tensión. Respuesta del regulador de tensión En la Figura 16 se observa la respuesta del generador ante la aplicación de un escalón del 5% en la consigna de tensión del sistema de regulación de la excitación (el generador se encuentra operando en vacío). La misma resulta amortiguada presentando un sobrevalor inferior al 15%, un tiempo de crecimiento inferior a 400mseg (133mseg) y un tiempo de establecimiento no superior a 1,5seg (0,766 seg). escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 27/81

29 1,08 DIgSILENT 1,06 1, s p.u s p.u s p.u. Y = 1,0525 p.u. Y = 1,0475 p.u. 1,02 1, s p.u. 0,98 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 [s] Los Hierros II: Positive-Sequence-Voltage, Magnitude in p.u. 5,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 [s] Los Hierros II: Excitation Voltage in p.u. CH LOS HIERROS II Escalón de +5% en referencia de tensión del AVR. Generador operando en vacío. Figura 16: Respuesta del Regulador de Tensión. Plots Date: 7/16/2014 Annex: /1 5,00 El sistema de excitación cumple con los requerimientos de la NTSyCS. 5.2 Transformador de Bloque El modelo del transformador de bloque implementado en DIgSILENT PF se presenta en Figura 17: escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 28/81

30 Figura 17: Modelo del transformador de bloque implementado en DIgSILENT PF. 5.3 Línea de Transmisión La línea aérea de 1x110kV y 426m de extensión que vinculará la S/E Los Hierros II con un tap-off en la línea que une la actual S/E Los Hierros I con la S/E Canal Melado, se modela con los siguientes parámetros en el software utilizado: escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 29/81

31 Figura 18: Modelo de línea de transmisión en DIgSILENT PF - Parte 1. Figura 19: Modelo de línea de transmisión en DIgSILENT PF - Parte 2. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 30/81

32 6 ESTUDIO DE FLUJO DE CARGAS Mediante la resolución de flujos de carga se analiza el impacto sobre el SIC de la operación a plena potencia de la unidad generadora de la CH LOS HIERROS II, especialmente en la zona de directa influencia. Para la realización de este estudio se desarrollan diversos escenarios, los que surgen de realizar combinaciones entre niveles de demanda (máxima y mínima), capacidad de regulación de tensión, capacidad de regulación de frecuencia y niveles de inercia equivalente en el SIC. Todos estos escenarios son diseñados con la premisa de ser factibles de operación, manteniendo niveles de reserva adecuados para el control de frecuencia. El estudio de análisis de estado estacionario pretende reproducir diversas características reales de operación del SIC, además, se consideran condiciones particulares asociadas al área de influencia de la interconexión de la CH LOS HIERROS II. El enfoque inicial del análisis de flujos de carga consiste en verificar el funcionamiento del SIC con el aporte de la nueva central, ya sea en condiciones de red completa (N) como ante condiciones de simple contingencia (N-1). En el presente informe se muestran esquemas eléctricos unilineales de la zona de directa influencia de la central, con los resultados de los flujos de potencia de condiciones que resultan importantes de mencionar. Se destaca que en el documento anexo bajo la denominación «EE-ES RX_Anexo 1 Flujos de carga» se encuentran los esquemas unilineales para cada uno de los escenarios desarrollados para este capítulo del Estudio. Los esquemas unilineales presentan los resultados de los flujos de potencia de acuerdo al siguiente detalle: 500kV color azul 220kV color verde 110kV color naranjo 66kV color marrón Inferior a 66kV color celeste Equipamiento fuera de servicio color gris escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 31/81

33 En todos los unilineales con resultados de flujos de carga presente en este capítulo se identifican violaciones en niveles de tensión o carga de las líneas con color fucsia. En las ramas se presentan los valores de potencia activa en MW, potencia reactiva en MVAr y el porcentaje de carga. En barras los valores indicados son tensión, en kv y pu. Los porcentajes de carga indicados están referidos a los límites térmicos (para estado estacionario) de los conductores a 25º de temperatura ambiente con sol (CS). 6.1 Análisis de Red N A continuación se presentan las principales características de los escenarios sobre los cuales se evalúa el impacto de la CH LOS HIERROS II en condiciones normales de operación en el SIC (Red N). Estos escenarios representan condiciones factibles de operación del sistema y han sido definidos por el CDEC-SIC mediante el documento DO Nº0554/2014 con fecha 18 de junio de En el estudio se evalúan 5 Casos, cada uno de los cuales cuenta con un despacho para demanda alta (DA) y otro para demanda baja (DB), por lo que en total se analizan 10 Escenarios de operación. En función de los Escenarios, se define un conjunto de barras y líneas de interés, las cuales determinan el área de influencia que se considera en el estudio. Para cada Caso se muestra información global de la operación del SIC, despachos de las unidades generadoras asociadas a las barras definidas y niveles de transferencias en las líneas. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 32/81

34 6.1.1 Caso 01: Central Los Hierros I (2 unidades) E/S. La operación en condiciones normales en Caso 01 no presenta inconvenientes en Demanda Alta ni en Demanda Baja. Se cumple con la normativa relativa a niveles de tensión en todas las barras del SIC y ninguna línea de la Zona de Influencia se sobrecarga ni opera en valores cercanos a los límites establecidos. Red N ESCENARIO: CASO_01_DA CASO_01_DB Generación SIC 6.923, ,63 Hidráulica: 0,42 44,10 Térmica: 0,58 55,90 Demanda SIC: 6.609, ,81 Despachos [MW] Los Hierros II 6,00 6,00 Los Hierros I U1 11,50 11,50 Los Hierros I U2 11,50 11,50 Loma Alta 0,00 0,00 Pehuenche U1 0,00 0,00 Pehuenche U2 0,00 0,00 Colbún U1 0,00 0,00 Colbún U2 0,00 0,00 Transferencias de interés P [MW] Carga [%] P [MW] Carga [%] Tap Los Hierros II Canal Melado 110kV 28,87 29,88 28,87 29,98 Tap Loma Alta Ancoa 220kV L1 14,66 2,81 14,66 2,82 Pehuenche Tap Loma Alta 220kV L1-14,07 2,70-14,07 2,71 Pehuenche Ancoa 220kV L2 14,07 2,70 14,07 2,71 Tabla 6: Operación en Red N. Caso 01, Escenarios de Demanda Alta y Demanda Baja Caso 02: Central Los Hierros I (2 unidades) + Loma Alta E/S. La operación en Caso 02 mantiene a todas las barras del SIC dentro de sus niveles admisibles de tensión y las transferencias en las líneas de interés producen cargas que no superan el 30% en ningún circuito, por lo que se cumple con las exigencias de la NTSyCS. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 33/81

35 Red N ESCENARIO: CASO_02_DA CASO_02_DB Generación SIC 6.932, ,10 Hidráulica: 44,66 44,05 Térmica: 55,34 55,95 Demanda SIC: 6.609, ,81 Despachos [MW] Los Hierros II 6,00 6,00 Los Hierros I U1 11,50 11,50 Los Hierros I U2 11,50 11,50 Loma Alta 38,00 38,00 Pehuenche U1 0,00 0,00 Pehuenche U2 0,00 0,00 Colbún U1 0,00 0,00 Colbún U2 0,00 0,00 Transferencias de interés P [MW] Carga [%] P [MW] Carga [%] Tap Los Hierros II Canal Melado 110kV 28,87 29,82 28,87 30,08 Tap Loma Alta Ancoa 220kV L1 33,95 6,37 33,95 6,42 Pehuenche Tap Loma Alta 220kV L1-32,61 6,12-32,61 6,17 Pehuenche Ancoa 220kV L2 32,61 6,11 32,61 6,17 Tabla 7: Operación en Red N. Caso 02, Escenarios de Demanda Alta y Demanda Baja. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 34/81

36 6.1.3 Caso 03: Central Pehuenche (2 unidades) E/S. La operación en Caso 03 tanto para Demanda Alta como para Demanda Baja, presenta una carga levemente superior al 50% en cada circuito del doble vínculo Pehuenche Ancoa 220kV. Red N ESCENARIO: CASO_03_DA CASO_03_DB Generación SIC 6.912, ,24 Hidráulica: 44,93% 44,71% Térmica: 55,07% 53,29% Demanda SIC: 6.609, ,81 Despachos [MW] Los Hierros II 6,00 6,00 Los Hierros I U1 0,00 0,00 Los Hierros I U2 0,00 0,00 Loma Alta 0,00 0,00 Pehuenche U1 275,00 275,00 Pehuenche U2 275,00 275,00 Colbún U1 0,00 0,00 Colbún U2 0,00 0,00 Transferencias de interés P [MW] Carga [%] P [MW] Carga [%] Tap Los Hierros II Canal Melado 110kV 5,95 5,78 5,95 6,18 Tap Loma Alta Ancoa 220kV L1 276,43 51,66 276,32 53,55 Pehuenche Tap Loma Alta 220kV L1-272,09 50,58-272,09 52,51 Pehuenche Ancoa 220kV L2 277,88 51,64 277,88 53,53 Tabla 8: Operación en Red N. Caso 03, Escenarios de Demanda Alta y Demanda Baja. No obstante, al considerar F/S a CH LOS HIERROS II la condición mencionada se mantiene, tal como se muestra en Tabla 9. Esto evidencia la insensibilidad a la operación de la central en términos de niveles de carga del doble circuito de 220kV. Transferencias de interés P [MW] Carga [%] P [MW] Carga [%] Tap Los Hierros II Canal Melado 110kV -0,03 0,56-0,02 0,54 Tap Loma Alta Ancoa 220kV L1 273,41 51,09 273,31 52,94 Pehuenche Tap Loma Alta 220kV L1-275,02 51,13-275,02 53,10 Pehuenche Ancoa 220kV L2 274,95 51,09 274,95 52,95 Tabla 9: Operación en Red N. Caso 03, Escenarios de Demanda Alta y Demanda Baja SIN CH LOS HIERROS II. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 35/81

37 6.1.4 Caso 04: Central Los Hierros I (2U) + Loma Alta + Pehuenche (2U) E/S. El Caso 04 presenta una mayor exigencia para el enlace 2x220kV Pehuenche-Ancoa, pues considera E/S a todas las centrales cuyo despacho tiene a dicho vínculo como única vía de acceso al SIC. La Tabla 10 muestra en color rojo las mayores transferencias, las cuales se presentan en el primer circuito (L1) del enlace 2x220kV en la sección de línea que une al Tap-off Loma Alta con S/E Ancoa y en la totalidad del segundo circuito (L2). Red N ESCENARIO: CASO_04_DA CASO_04_DB Generación SIC 6.920, ,48 Hidráulica: 46,44 0,47 Térmica: 53,56 0,53 Demanda SIC: 6.609, ,81 Despachos [MW] Los Hierros II 6,00 6,00 Los Hierros I U1 11,50 11,50 Los Hierros I U2 11,50 11,50 Loma Alta 38,00 38,00 Pehuenche U1 275,00 275,00 Pehuenche U2 275,00 257,00 Colbún U1 0,00 0,00 Colbún U2 0,00 0,00 Transferencias de interés P [MW] Carga [%] P [MW] Carga [%] Tap Los Hierros II Canal Melado 110kV 28,87 29,88 28,88 29,46 Tap Loma Alta Ancoa 220kV L1 307,03 57,58 306,92 59,69 Pehuenche Tap Loma Alta 220kV L1 242,36 45,18 242,36 46,91 Pehuenche Ancoa 220kV L2 307,62 57,33 307,61 59,13 Tabla 10: Operación en Red N. Caso 04, Escenarios de Demanda Alta y Demanda Baja. Al considerar F/S a CH LOS HIERROS II, persiste la condición de carga sobre el 50% en ambos circuitos, por lo que ésta resulta insensible a la operación de la central. Transferencias de interés P [MW] Carga [%] P [MW] Carga [%] Tap Los Hierros II Canal Melado 110kV 22,89 24,21 22,90 23,42 Tap Loma Alta Ancoa 220kV L1 304,03 57,01 303,92 58,80 Pehuenche Tap Loma Alta 220kV L1-245,27 45,72-245,28 47,48 Pehuenche Ancoa 220kV L2 304,70 56,78 304,69 58,57 Tabla 11: Operación en Red N. Caso 04, Escenarios de Demanda Alta y Demanda Baja SIN CH LOS HIERROS II. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 36/81

38 6.1.5 Caso 05: Central Los Hierros I (2u) + Loma Alta + Colbún (2u) E/S. Al considerar F/S a Central Pehuenche, en Caso 05 el enlace 2x220kV Pehuenche Ancoa presenta bajos niveles de carga (~7%) en escenarios de Demanda Alta y Demanda Baja. La puesta en servicio de Central Colbún (2x250=500MW) no produce sobrecargas en el vínculo 1x220kV Colbún - Ancoa, el cual transporta alrededor de 114MW con una carga próxima al 19%. De esta forma, y con todas las barras con adecuados niveles de tensión, la operación cumple con las exigencias de la NTSyCS. Red N ESCENARIO: CASO_05_DA CASO_05_DB Generación SIC 6.907, ,91 Hidráulica: 46,05 46,70 Térmica: 53,95 53,30 Demanda SIC: 6.609, ,81 Despachos [MW] Los Hierros II 6,00 6,00 Los Hierros I U1 11,50 11,50 Los Hierros I U2 11,50 11,50 Loma Alta 38,00 38,00 Pehuenche U1 0,00 0,00 Pehuenche U2 0,00 0,00 Colbún U1 250,00 250,00 Colbún U2 250,00 250,00 Transferencias de interés P [MW] Carga [%] P [MW] Carga [%] Tap Los Hierros II Canal Melado 110kV 28,87 29,75 28,87 29,93 Tap Loma Alta Ancoa 220kV L1 33,95 6,37 33,95 6,42 Pehuenche Tap Loma Alta 220kV L1-32,61 6,12-32,61 6,17 Pehuenche Ancoa 220kV L2 32,61 6,12 32,61 6,16 Tabla 12: Operación en Red N. Caso 05, Escenarios de Demanda Alta y Demanda Baja. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 37/81

39 6.2 Análisis de Red N-1 A partir de los análisis de contingencias exigidos por el CDEC-SIC en el documento DO Nº0554/2014 para el estudio de interconexión de la CH LOS HIERROS II, en este apartado se analiza la respuesta estática del SIC ante la ocurrencia de contingencias simples en el área de influencia de la central o en zonas de relevancia en el desempeño del SIC. Para cada uno de los 5 escenarios de Red N descritos en 6.1, se evalúan en forma no simultánea las siguientes contingencias simples: Contingencia 1: Salida de servicio de Circuito 2 de línea 2x220 Pehuenche Ancoa. Contingencia 2: Apertura de interruptor 220kV de S/E Ancoa hacia S/E Tap Loma Alta. Contingencia 3: Apertura interruptor 220kV de S/E Pehuenche hacia S/E Tap Loma Alta. S/E LA CANDELARIA CENTRAL COLBUN S/E ANCOA 500kV S/E ITAHUE S/E COLBUN CENTRAL LOS HIERROS II S/E ANCOA 220kV CENTRAL LOMA ALTA H G2 K1 G ~ K2 G1 Colbun - Ancoa 220kV J1 J2 G ~ Los Hierros II 1 G ~ C G ~ Los Hierros U2 G ~ G ~ DIgSILENT 2 F/S Los Hierros U1 J S/E CANAL MELADO J1 1 F/S Tap Loma Alta - Ancoa 220 kv L1 Ancoa - Pehuenche 220 kv - L2 F/S 3 Pehuenche - Tap. Loma Alta 220 kv L1 S/E PEHUENCHE B2 B1 G ~ Pehuenche U1 CENTRAL PEHUENCHE G ~ Pehuenche U2 Nodes Branches PowerFactory CH LOS HIERROS II Tipos de contingencias simples estudiadas. Besalco Energía Renovable S.A. Project: Graphic: Zona influencia Date: 7/8/2014 Annex: Figura 20: Tipos de contingencias simples consideradas en el Estudio. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 38/81

40 Para cada contingencia simple aplicada, se verifica que el conjunto de barras y líneas de interés operen dentro de los márgenes que exige la normativa vigente (NTSyCS). En el caso de las barras, se constata si la tensión post contingencia se encuentra dentro de los límites permitidos según su tensión de servicio, mientras que en líneas se verifica que no se presenten sobrecargas significativas. Para los Casos en los que se presenten escenarios de mayor exigencia para alguno de los parámetros de interés, se exponen las tablas y explicaciones pertinentes, en tanto que para los Casos en que se cumplen con holgura todos los requerimientos ante las tres contingencias, se presentan en este informe las principales observaciones y se reserva para el Anexo 1 la totalidad de las tablas y diagramas unilineales Contingencias Caso 01. Al someter al sistema modelado tanto para escenarios de Demanda Alta como de Demanda Baja a las tres contingencias simples indicadas, la totalidad de las barras y líneas bajo observación mantienen sus respectivos parámetros de interés dentro de los márgenes admisibles según la NTSyCS vigente. Dado el poco nivel de despacho en la zona bajo estudio en ambos escenarios (6+11,5+11,5 = 29MW), ningún circuito del vínculo 2x220kV Pehuenche Ancoa supera una carga de un 5,5%, en tanto que la sección de línea 1x110kV Tap-off Los Hierros II Canal Melado se aproxima a un 30% Contingencias Caso 02. En Caso 02 se incrementa el despacho con respecto al anterior al poner en servicio a la Central Loma Alta con una operación a potencia nominal de 38MW, pero se mantiene F/S a Central Colbún y a Central Pehuenche, lo que totaliza 29+38=67MW despachados en la zona de interés. En estas condiciones, tanto para el escenario de Demanda Alta como de Demanda Baja, todos los elementos estudiados mantienen sus parámetros dentro de los niveles admisibles. Ante ninguna contingencia los circuitos 2x220kV Pehuenche Ancoa superan una carga del 13%, mientras que 1x110kV Tap-off Los Hierros II Canal Melado no sufre alteraciones con respecto a Red N y se mantiene con carga cercana a un 30%. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 39/81

41 6.2.3 Contingencias Caso 03. A diferencia de los casos anteriores ante la ocurrencia de contingencias simples, en Caso 03 se presentan leves sobrecargas en el circuito 1 entre las S/E Pehuenche y S/E Ancoa 220kV tanto para Demanda Alta como para Demanda Baja. ESCENARIO: CASO_03_DA Contingencia 1 Contingencia 2 Contingencia 3 Barras de interés: Tensión [kv] Tensión [kv] Tensión [kv] S/E Ancoa 220kV 226,8 226, S/E Pehuenche 220kV 228,35 228,49 228,37 S/E Colbún 220kV 226,81 226,88 227,01 S/E Canal Melado 220kV 228,35 228,56 227,33 S/E Loma Alta 220kV 228,37 228,58 227,35 S/E Los Hierros I 110kV 114,26 114,36 113,74 S/E Los Hierros II 110kV 114,26 114,36 113,75 Líneas de interés: P [MW] Carga [%] P [MW] Carga [%] P [MW] Carga [%] Tap Los Hierros II Canal Melado 110kV 5,95 5,79 5,95 5,78 5,95 5,82 Tap Loma Alta Ancoa 220kV L1-549,57 103,50 0,00 0,85-5,88 1,87 Pehuenche Tap Loma Alta 220kV L1-549,87 102,40 5,88 1,88 0,00 0,02 Pehuenche Ancoa 220kV L2 0,00 0,00 555,88 103,43 550,00 102,39 Tabla 13: Operación Caso 03 en Demanda Alta ante contingencias. ESCENARIO: CASO_03_DB Contingencia 1 Contingencia 2 Contingencia 3 Barras de interés: Tensión [kv] Tensión [kv] Tensión [kv] S/E Ancoa 220kV 224,63 224,7 224,82 S/E Pehuenche 220kV 222,8 222,95 222,85 S/E Colbún 220kV 224,63 224,71 224,82 S/E Canal Melado 220kV 222,84 222,98 225,02 S/E Loma Alta 220kV 222,87 223,01 225,05 S/E Los Hierros I 110kV 111,23 111,29 112,15 S/E Los Hierros II 110kV 111,23 111,29 112,15 Líneas de interés: P [MW] Carga [%] P [MW] Carga [%] P [MW] Carga [%] Tap Los Hierros II Canal Melado 110kV 5,95 6,09 5,95 6,10 5,95 6,26 Tap Loma Alta Ancoa 220kV L1-549,14 106,96 0,00 0,83-5,88 1,58 Pehuenche Tap Loma Alta 220kV L1-549,87 105,90 5,88 1,67 0,00 0,02 Pehuenche Ancoa 220kV L2 0,00 0,00 555,88 106,85 550,00 105,90 Tabla 14: Operación Caso 03 en Demanda Baja ante contingencias. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 40/81

42 A partir de Tabla 13 y Tabla 14, se observa que ante la salida de servicio del segundo circuito (L2) 2x220 Pehuenche Ancoa (contingencia 1), el primer circuito (L1) supera levemente su límite de transferencia de potencia admisible de un 100% (517MVA). Dicho circuito se sobre exige debido a que se transforma en el único enlace de evacuación de la potencia generada por CH LOS HIERROS II (6MW) y por las dos unidades de Central Pehuenche, las cuales se encuentran operando a potencia nominal (275MW cada una). En forma semejante, la apertura del interruptor de S/E Ancoa (contingencia 2) o de S/E Pehuenche (contingencia 3) que enlazan a ambas subestaciones por medio del primer circuito (L1) de 220kV, sobrecarga al segundo circuito (L2) de la línea aérea 2x220 Pehuenche Ancoa. No obstante lo anterior, estas sobrecargas se presentan independientemente de que opere la nueva CH LOS HIERROS II pues obedecen a un elevado despacho de Central Pehuenche, lo cual se evidencia en Tabla 15 y Tabla 16: Contingencia 1 Contingencia 2 Contingencia 3 Líneas de interés: P Carga P Carga P Carga [MW] [%] [MW] [%] [MW] [%] Tap Los Hierros II Canal Melado 110kV -0,02 0,55-0,02 0,55-0,25 0,55 Tap Loma Alta Ancoa 220kV L1 543,72 102,37 0,00 0,85-0,09 1,59 Pehuenche Tap Loma Alta 220kV L1 549,87 102,39 0,09 1,60 0,00 0,01 Pehuenche Ancoa 220kV L2 0,00 0,00 549,90 102,31 550,00 102,39 Tabla 15: Operación Caso 03 en Demanda Alta ante contingencias SIN CH LOS HIERROS II. Contingencia 1 Contingencia 2 Contingencia 3 Líneas de interés: P Carga P Carga P Carga [MW] [%] [MW] [%] [MW] [%] Tap Los Hierros II Canal Melado 110kV -0,02 0,54-0,02 0,54-0,02 0,54 Tap Loma Alta Ancoa 220kV L1 543,31 105,78 0,00 0,83-0,09 1,58 Pehuenche Tap Loma Alta 220kV L1 549,86 105,90 0,09 1,56 0, Pehuenche Ancoa 220kV L2 0,00 0,00 549,90 105,68 550,00 105,90 Tabla 16: Operación Caso 03 en Demanda Baja ante contingencias SIN CH LOS HIERROS II. Tal como puede observarse, el aporte de la CH Los Hierros II resulta inferior al 2%. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 41/81

43 6.2.4 Contingencias Caso 04. El Caso 04 presenta una mayor exigencia al vínculo 2x220kV Pehuenche Ancoa, pues considera en operación además de a CH LOS HIERROS II y a Central Pehuenche, a las centrales Loma Alta (38MW) y Los Hierros I (2x11,5MW). En Figura 21 se muestra la operación en la Zona de Influencia ante la ocurrencia de la Contingencia 1 en Demanda Baja. S/E LA CANDELARIA CENTRAL COLBUN S/E ANCOA 500kV S/E ITAHUE S/E ANCOA 220kV S/E COLBUN CENTRAL LOS HIERROS II CENTRAL LOMA ALTA C H G2 K1 G ~ K2 G1-7,51 28,33 3,98 Colbun - Ancoa 220kV -363,4.. 41,41 59,78 J1 7,51-27,58 3,98 118,48-2,26 24,62 118,48-2,26 24,62 363,49-42,12 59,78 6,00-0,59 89,99 G ~ J2 Los Hierros II 0,00 0,00 0,00-608,35 141,80 118,46 1 G ~ -28,87 4,19 29,32 G ~ Los Hierros U2 G ~ G ~ DIgSILENT Los Hierros U1 J 616,45 MW -71,16 Mvar 118,46 % Tap Loma Alta - Ancoa 220 kv L1 S/E CANAL MELADO 6 16, , ,4 6 Ancoa - Pehuenche 220 kv - L2 550,00-72,19 105,90 Pehuenche - Tap. Loma Alta 220 kv L1 0,00 0,00 0,00 J1 S/E PEHUENCHE B2 B1 275,00-0,30 94,83 275,00-0,30 94,83 G ~ Pehuenche U1 CENTRAL PEHUENCHE G ~ Pehuenche U2 Load Flow Balanced Nodes Line-Line Voltage, Magnitude [kv] Active Power [MW] Voltage, Magnitude [p.u.] Branches Reactive Power [Mvar] Loading [%] PowerFactory CH LOS HIERROS II Flujos de Carga CASO 04 - DB - Contingencia 1 Project: Graphic: Zona influencia Date: 7/8/2014 Annex: Figura 21: Caso 04 - Demanda Baja - Contingencia 1. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 42/81

44 ESCENARIO: CASO_04_DA Contingencia 1 Contingencia 2 Contingencia 3 Barras de interés: Tensión [kv] Tensión [kv] Tensión [kv] S/E Ancoa 220kV 225,91 225,97 226,41 S/E Pehuenche 220kV 227,64 227,77 228,05 S/E Colbún 220kV 225,92 225,98 226,42 S/E Canal Melado 220kV 227,53 227,71 226,64 S/E Loma Alta 220kV 227,62 227,8 226,77 S/E Los Hierros I 110kV 111,81 111,86 111,57 S/E Los Hierros II 110kV 112,03 112,09 111,77 Líneas de interés: P [MW] Carga Carga Carga P [MW] P [MW] [%] [%] [%] Tap Los Hierros II Canal Melado 110kV 28,87 29,79 28,87 29,82 28,87 29,64 Tap Loma Alta Ancoa 220kV L1 608,80 115,17 0,00 0,85-66,50 12,51 Pehuenche Tap Loma Alta 220kV L1 549,87 102,75 66,59 12,43 0,00 0,02 Pehuenche Ancoa 220kV L2 0,00 0,00 616,58 115,10 550,00 102,54 Tabla 17: Operación Caso 04 en Demanda Alta ante contingencias. ESCENARIO: CASO_04_DB Contingencia 1 Contingencia 2 Contingencia 3 Barras de interés: Tensión [kv] Tensión [kv] Tensión [kv] S/E Ancoa 220kV 224,45 224,52 224,89 S/E Pehuenche 220kV 222,69 222,83 222,89 S/E Colbún 220kV 224,46 224,52 224,9 S/E Canal Melado 220kV 222,8 222,93 225,09 S/E Loma Alta 220kV ,12 225,19 S/E Los Hierros I 110kV 110,47 110,5 111,02 S/E Los Hierros II 110kV 110,55 110,58 111,16 Líneas de interés: P [MW] Carga Carga Carga P [MW] P [MW] [%] [%] [%] Tap Los Hierros II Canal Melado 110kV 28,88 29,32 28,88 29,33 28,88 29,61 Tap Loma Alta Ancoa 220kV L1 608,35 118,46 0,00 0,83-66,50 12,60 Pehuenche Tap Loma Alta 220kV L1 549,87 105,90 66,59 12,76 0,00 0,02 Pehuenche Ancoa 220kV L2 0,00 0,00 616,59 118,37 550,00 105,91 Tabla 18: Operación Caso 04 en Demanda Baja ante contingencias. Debido a los elevados niveles de despacho en la zona, los incumplimientos a la NTSyCS se presentan independientemente de que opere la CH LOS HIERROS II, lo cual se aprecia en Tabla 19 y Tabla 20: escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 43/81

45 Contingencia 1 Contingencia 2 Contingencia 3 Líneas de interés: P Carga P Carga P Carga [MW] [%] [MW] [%] [MW] [%] Tap Los Hierros II Canal Melado 110kV 22,89 24,08 22,89 24,13 22,89 23,87 Tap Loma Alta Ancoa 220kV L1 602,99 114,04 0,00 0,85 60,55 11,38 Pehuenche Tap Loma Alta 220kV L1 549,87 102,73-60,63 11,31 0,00 0,01 Pehuenche Ancoa 220kV L2 0,00 0,00 610,62 113,97 550,00 102,54 Tabla 19: Operación Caso 04 en Demanda Alta ante contingencias SIN CH LOS HIERROS II. Contingencia 1 Contingencia 2 Contingencia 3 Líneas de interés: P Carga P Carga P Carga [MW] [%] [MW] [%] [MW] [%] Tap Los Hierros II Canal Melado 110kV 22,89 23,27 22,89 23,29 23,89 23,57 Tap Loma Alta Ancoa 220kV L1 602,55 117,30 0,00 0,83 60,55 11,45 Pehuenche Tap Loma Alta 220kV L1 549,86 105,90-60,63 11,65 0,00 0,01 Pehuenche Ancoa 220kV L2 0,00 0,00 610,63 117,20 550,00 105,90 Tabla 20: Operación Caso 04 en Demanda Baja ante contingencias SIN CH LOS HIERROS II. La contribución de LH2 resulta menor al 2% Contingencias Caso 05. En Caso 05 se considera F/S a Central Pehuenche y E/S a Central Colbún (2x250=500MW), por lo que el vínculo 2x220kV Pehuenche Ancoa sólo transporta la potencia proveniente de CH LOS HIERROS II, Los Hierros I y Loma Alta y ninguno de sus circuitos supera el 13% de carga ante cualquiera de las tres contingencias consideradas. El enlace 1x220kV Colbún Ancoa mantiene su mismo nivel de carga tanto para Red N como ante las contingencias y se aproxima a un 18,4%. Por otra parte, todas las barras de interés preservan adecuados niveles de tensión. escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS SA 44/81