INTERCONEXION ELECTRICA GUATEMALA MEXICO 400 KV

Transcripción

1 Empresa de Transporte y Control de Energía Eléctrica del INDE INTERCONEXION ELECTRICA GUATEMALA MEXICO 400 KV MARZO 2013

2 INDICE Componentes del proyecto Costo del proyecto Periodo de Prueba e inicio de Operación Comercial Transacciones Esquemas de Control Eventos Áreas de Oportunidad

3 LINEA DE TRANSMISION Nivel de tensión: 400 KV Longitud: km Guatemala, 30 km México. Configuración: Circuito simple con 2 conductores por fase ACSR/AS 1113, vertical. Estructuras: Auto soportadas de acero galvanizado tipo celosía, preparadas para la instalación de un segundo circuito. Cable de guarda: Fibra óptica de 36 fibras. Aislamiento: Vidrio templado Cimentaciones: Concreto reforzado Derecho de servidumbre de paso: 40 metros de ancho

4 TRAZO GEO-REFERENCIADO DE LINEA EN TERRITORIO DE GUATEMALA

5 ESTRUCTURA DE ACERO GALVANIZADO

6 Banco de Transformación: SUBESTACION Nivel de Tensión: 400/230 KV Capacidad Inicial: 225 MVA, Arreglo: Tres autotransformadores monofásicos 75 MVA cada uno, mas uno de reserva. Tipo de Conexión: YNynD1 Topología de Subestación: Configuración: Barra Principal + Barra de Transferencia 400 kv Tecnología de Aislamiento: Encapsulada en SF6 Distribución: 2 bahías de línea, 1 bahía de transformador, y una bahía de transferencia. Compensación Reactiva: Arreglo: Banco de reactores monofásicos de línea Tecnología de Aislamiento: Aceite Capacidad: 50 Mvar

7 Sincronización: Frecuencia: ± 0.05Hz, frecuencia MX mayor a GUA Diferencial de Voltaje: menor a 12 kv Diferencia Angular: menor a 10 grados, fasor MX delante de GUA Protección: SUBESTACION Protección Línea: Distancia, Sobre corriente y Comparación Direccional. Se migrara la protección principal a diferencial de línea y se instalaran localizadores de falla. Protección Transformador: Diferencial, Sobre corriente de fase y neutro, Protecciones propias. Barras: Diferencial, Falla de Interruptor Control: Supervisión en tiempo real y Maniobras: Vía remota desde SCADA del centro de control de ETCEE ubicado en la subestación Guatemala Sur. Monitoreo vía PMU: Información transferida a concentrador de datos en Guatemala Sur, para análisis de eventos. No tiene habilitados controles.

8 VISTA FRONTAL SUBESTACION LOS BRILLANTES

9 VISTA POSTERIOR SUBESTACION LOS BRILLANTES

10 GIS

11 REACTORES DE LINEA

12 SUBESTACION TAPACHULA POTENCIA

13 PLATAFORMA MODIFICADA

14 APUNTALAMIENTO DE PUENTES

15 ACCIDENTE VIAL, DAÑO DE EQUIPO

16 COSTO DEL PROYECTO País Fondos US M$ US M$ Guatemala Préstamo BID 37.3 Propios INDE México Propios CFE Costo Total 55.8

17 Fecha Estado PERIODO DE PRUEBA E INICIO OPERACIÓN COMERCIAL 21/04/2009 CNEE autoriza interconexión mediante resolución CNEE /07/2009 Inicio pruebas con 0 MW (Solo México y Guatemala) 21/10/2009 Inicio pruebas con 30 MW de importación (Solo México y Guatemala) 23/10/2009 Inicio pruebas con 60 MW de importación (Solo México y Guatemala) 28/10/2009 Inicio pruebas con 90 MW de importación (Solo México y Guatemala) 30/10/2009 Inicio pruebas con 120MW de importación (Solo México y Guatemala) 26/11/2009 Interconectados desde México a Panamá 26/02/2010 Reinicio de pruebas hasta con 120MW (México a Panamá) 10/10/2010 Inicio Operación Comercial

18 ENERGIA Y POTENCIA IMPORTADA ANUAL Energía Potencia Año MWh GWh MW , , , , Total 1,043, , Total sin P. Pruebas 807, El costo de la interconexión Guatemala México es el reflejo de los costos variables del área sureste de México, y para que se establezca una importación este debe ser mas bajo que el costo variable marginal (precio spot) del mercado mayorista de electricidad de Guatemala. La importación de energía desde México ha permitido al INDE beneficiar a gran parte de la población por medio de su aportación a la Tarifa Social (USD /MWh)

19 ESQUEMAS REMEDIALES No. ECS-001 ECS-002 ECS-004 ECS-005 ECS-006 Esquema Monitoreo Accionamiento Objetivo Sobrecarga banco de Este esquema monitorea la transformación 400/230 magnitud y dirección de la kv 225 MVA Los corriente de carga en el banco Brillantes. 400/230 kv de Los Brillantes. Apertura de interruptores en líneas Brillantes - Siquinalá o Siquinalá - Escuintla 230 kv Fallas con perdida de generación en Centroamérica Perdida de Generación en México Exceso de Generación o Perdida de Carga en México Este esquema monitorea el estado (abierto - cerrado) de los interruptores de las líneas Brillantes - Siquinalá y Siquinalá - Escuintla. (No aplica para el interruptor de transferencia en Los Brillantes) Este esquema monitorea la dirección y magnitud del flujo de potencia en la línea Moyuta - Ahuachapán Este esquema monitorea la dirección y magnitud del flujo de potencia en la línea Los Brillantes - Tapachula Potencia Este esquema monitorea la dirección y magnitud del flujo de potencia en la línea Los Brillantes - Tapachula Potencia Si el flujo de potencia va de 400 a 230 kv Evitar el disparo por superando los 621 A secundarios (110% del sobrecarga del banco de nominal) inicia una secuencia de disparo de transformación de Los circuitos 13.8 kv y líneas 69 kv en La Brillantes (Interconexión con Esperanza, Guatemala Sur, Guatemala Norte, México) ante desbalances Guatemala Este y Los Brillantes. Esta energéticos provocados por secuencia continua ejecutándose mientras el disparo de generación en dure la sobrecarga. el área de control de Guatemala. Al momento de registrar la apertura de uno de los interruptores monitoreados, el esquema envía de forma instantánea orden de disparo a los interruptores 69 kv Los Brillantes - La Cruz y la Esperanza - Alaska. Disparo del interruptor hacia Ahuachapán en Moyuta si el flujo con dirección sur llega a 175MW por mas de segundos (modificado a 297MW por.3 segundos) Dispara la línea 400 kv Tapachula - México si el flujo de potencia es hacia el Norte con una magnitud mayor a los 135 MW por 0.5 segundos y con una frecuencia menor a Hz. Dispara la línea 400 kv Tapachula - México si el flujo de potencia es hacia el Sur con una magnitud mayor a los 260 MW por segundos y con una frecuencia mayor a Hz. Seccionar la red en dos islas eléctricas, para evitar oscilaciones de potencia y voltaje, así como la posible sobrecarga de la red 69 kv del área occidental. Evitar el disparo del banco de transformación (Interconexión con México) ante disparo de generación en Centroamérica Evitar que México arrastre a Centroamérica ante perdidas mayores de generación en México Evitar que México afecte a Centroamérica ante perdidas mayores de carga.

20 VENTAJAS Ventajas de la operación interconectada: Voltaje: Mejora el perfil de voltaje en la red, especialmente en el sistema occidental. Frecuencia: Mejora la regulación en el SNI y el SER, especialmente en condiciones de emergencia. Continuidad del Servicio: Hay menor afectación debido a contar con una mayor capacidad de regulación ante desbalances energéticos. Restablecimiento: Alternativa adicional para iniciar procesos de restablecimiento ante posibles disparos generales.

21 REGULACION DE VOLTAJE La regulación de voltaje en la red de 230 kv del Sistema Occidental mejoro considerablemente, especialmente en condiciones de demanda máxima, tal y como se puede apreciar al comparar las curvas de voltaje diario sin y con la interconexión Guatemala México en servicio. Sin Interconexión Con Interconexión

22 CONTINUIDAD DEL SERVICIO EN AREA OCCIDENTAL El área occidental de Guatemala es el punto de interconexión con México y esta conectada al sistema central por tres alimentadores dos de 69 kv (verde) y uno de 230 kv (azul). Al fallar el alimentador de 230 kv el nivel de voltaje se reduce tanto que ha sido necesario implementar controles discretos suplementarios de tiro automático de carga ante bajo voltaje para evitar el colapso total de esta parte del sistema. Al estar conectados con México la contingencia mencionada no provocara mas el abatimiento de voltaje ya que la interconexión tiene la capacidad suficiente para suministrar la demanda del sistema occidental, por lo tanto la continuidad del servicio mejorara considerablemente. 22 DIVISION DE CONTROL

23 CONTINUIDAD DEL SERVICIO EN AREA OCCIDENTAL

24 EVENTO No. 1, DISPARO SIMULTANEO DE CIRCUITOS GUATE NORTE TACTIC 230 KV Fecha y hora 22-Feb-2012, 12:59:20 Evento Disparo de doble circuito Guatemala Norte Tactíc 230 kv Motivo Perdida de Generación 336MW (Chixoy 218) Flujo por Interconexión Guatemala - México Variación de Frecuencia Desconexión de Carga Actuación Esquemas Malla de un vivero se soltó por el fuerte viento e hizo contacto con los dos circuitos. Paso de a MW (Norte Sur) Se abate a HZ 223MW (116.5 Automática, 107 Manual) ESIM001 (occidente y centro)

25 EVENTO No. 1, DISPARO SIMULTANEO DE CIRCUITOS GUATE NORTE TACTIC 230 KV

26 EVENTO No. 1, DISPARO SIMULTANEO DE CIRCUITOS GUATE NORTE TACTIC 230 KV

27 EVENTO No. 2, DISPARO DE LINEA ESCUINTLA 2 SAN JOSE 230 KV Fecha y hora 26-Ene-2012, 19:55:18 Evento Motivo Perdida de Generación Flujo por Interconexión Guatemala - México Variación de Frecuencia Desconexión de Carga Actuación Esquemas Disparo de línea Escuintla 2 San Jose 230 kv Falla en transformador elevador Central San Jose. 129MW de Central San Jose Paso de -130 a -253 MW (Norte Sur) Entre y Hz 0.0 MW No

28 EVENTO No. 2, DISPARO DE LINEA ESCUINTLA 2 SAN JOSE 230 KV

29 EVENTO No. 2, DISPARO DE LINEA ESCUINTLA 2 SAN JOSE 230 KV

30 CONDICIONES OPERATIVAS DE EMERGENCIA, SIN INTERCONEXION El 24/05/2010 hubo una perdida de generación en una de las áreas de control de Centroamérica, esto provoco un decaimiento de la frecuencia en el Sistema Eléctrico Regional durante un periodo de 14 minutos (13:26 13:40), en los que se redujo considerablemente las condiciones de seguridad. El sistema regional no hubiese sufrido estas condiciones de haber estado la Interconexión Guatemala México en servicio.

31 AREAS DE OPORTUNIDAD Tanto los flujos de potencia inadvertidos por operación de cargas industriales de gran tamaño en México como los flujos de potencia originados por desbalances energéticos en las diferentes áreas de control consumen por momentos la reserva de capacidad en la red, poniendo en evidencia algunos cuellos de botella, entre ellos la capacidad de la primera etapa de transformación 400/230 kv de Los Brillantes (225MVA), actualmente esta limitación es minimizada por medio de la actuación de esquemas remediales, sin embargo es muy conveniente ampliar la capacidad de transformación para un mayor aprovechamiento de la operación interconectada. Actualmente solo existe un alimentador de 230 kv entre el área occidental y central de Guatemala, su apertura provoca el seccionamiento de la red en dos islas. Siendo imprescindible el reforzamiento para mejorar la seguridad operativa, esto ha sido considerado dentro del Plan de Expansión de la Transmisión PET- el cual ya esta en ejecución.

32 AREAS DE OPORTUNIDAD La interconexión Guatemala México se esta abriendo diariamente en horas de baja demanda debido a la presencia de oscilaciones de potencia no amortiguadas, las cuales han provocado el disparo de la interconexión Guatemala El Salvador. Estas oscilaciones tienen una frecuencia alrededor de los 0.2 Hz, por lo que evidentemente se trata de un fenómeno entre áreas. Hasta el momento se ha realizado alguna coordinación regional la cual se debe intensificar, para investigar y analizar las posibles causas e implementar las soluciones que devuelvan la estabilidad a la red interconectada, y así mantener permanentemente cerrada la interconexión para su mayor aprovechamiento. La visión de una red interconectada debe ser evidentemente brindar el apoyo mutuo entre áreas de control, sin embargo es importante definir limites, para que el efecto de fallas o desbalances energéticos mayores de un área no se propaguen y afecten la seguridad de otras áreas, para ello es extremadamente importante analizar la implementación de un esquema de protección de área ancha en cada una de ellas, para que cuando se presente un evento mayor se tomen de forma automática acciones remediales locales. Utilizando para ello un esquema basado en unidades de medición fasorial.

33 COMENTARIOS Definitivamente la operación interconectada de sistemas eléctricos estables y con controles bien ajustados provoca una sinergia de capacidades de regulación que mejora las condiciones operativas generales. Para el INDE el estar interconectado con México ha significado mejorar la calidad y continuidad del servicio eléctrico, así como un ahorro importante que ha permitido mantener el beneficio de la tarifa social a la población. Hasta el momento se ha comprobado que es posible importar 120MW a través de la interconexión Guatemala México de forma segura. Los sistemas eléctricos son dinámicos, por lo que se debe evaluar continuamente su desempeño, así como analizar cualquier ampliación o modificación topológica, especialmente en sistemas longitudinales, afectos a problemas de inestabilidad ante pequeñas perturbaciones.

34 Muchas Gracias