EVALUACIÓN DE ÍNDICES DE CONTINUIDAD

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1 EVALUACIÓN DE ÍNDICES DE CONTINUIDAD DIRECCIÓN DE PEAJES DEL Santiago, 31 de Diciembre de 2009 Dirección de Peajes - 1 -

2 ÍNDICE 1 RESUMEN EJECUTIVO INTRODUCCIÓN Antecedentes Introducción al Análisis de Confiabilidad en Sistemas de Potencia Metodología empleada en la elaboración del Estudio de Continuidad Bases SUPUESTOS CRITERIOS Y SIMPLIFICACIONES UTILIZADAS RESULTADOS CONSIDERACIONES DEL ESTUDIO CONCLUSIONES TEORÍA APLICABLE AL ESTUDIO DE CONTINUIDAD Confiabilidad de Sistemas de Potencia DIGSILENT APLICADO AL CÁLCULO DE LOS ÍNDICES FMIK Y TTIK Análisis de Confiabilidad con DigSILENT Módulo Análisis de Confiabilidad Índices calculados por el módulo Análisis de Confiabilidad Dirección de Peajes - 2 -

3 1 RESUMEN EJECUTIVO En el presente documento se presenta el Estudio de Continuidad de acuerdo a lo establecido en el Título 6-4 de la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio (NT). El Estudio de Continuidad se ha elaborado cumpliendo las estipulaciones definidas en la Norma Técnica para este efecto, en el marco del Capítulo Nº 6 de esta norma, por lo que su objetivo no es definir estándares de medición para los índices de continuidad definidos en el Titulo 5-12, sino que tal como se indica en el título del Capítulo Nº 6 antes señalado, su objetivo es la realización de estudios para la Programación de la Seguridad y Calidad de Servicio. El Estudio de Continuidad se encuentra ligado a la determinación de frecuencia y tiempo de interrupción del suministro a Instalaciones de Clientes, los cuales quedan medidos a través de los indicadores FMIK y TTIK. La Norma exige determinar valores esperados para dichos índices en función de las desconexiones intempestivas de las instalaciones del Sistema Interconectado empleando tasas de falla y reparación obtenidas de estándares internacionales. El cálculo de los indicadores utilizados para medir la Calidad de Suministro está basado en la Teoría de Confiabilidad que se encuentra resumida en el Anexo Nº 1 de este Estudio. Para estos efectos se evaluó y seleccionó la herramienta de análisis computacional PowerFactory de DigSILENT. En las siguientes tablas se presentan los índices FMIK (veces/año) y TTIK (horas/año) promedios resultantes para el Sistema Interconectado Central, separados por zona, para el período enero a diciembre de Dirección de Peajes - 3 -

4 Zona Atacama Total FMIK TTIK S/E Tal Tal 23 kv S/E Chañaral 13.2 kv S/E Diego De Almagro 110 kv S/E Diego De Almagro 110 kv S/E Diego De Almagro 23 kv S/E Carrera Pinto 220 kv S/E Cardones 220 kv S/E Minera La Candelaria 23 kv S/E Los Loros 23 kv S/E Cerrillos 23 kv S/E Tierra Amarilla 23 kv S/E Plantas S/E Copiapó 13.8 kv S/E Hernán Fuentes 23 kv S/E Caldera 13.8 kv S/E Fundición Paipote 110 kv S/E Minera Refugio 110 kv Tap Los Colorados 110 kv S/E Huasco 110 kv S/E Huasco 13.2 kv S/E Vallenar 110 kv S/E Alto del Carmen 13.8 kv S/E Vallenar 13.2 kv S/E Potrerillos 110 kv S/E Cardones 110 kv Promedio Zona Colbún Total FMIK TTIK S/E Candelaria 220 kv S/E Maipo 110 kv S/E Colbún 13.2 kv S/E Procart 220 CMPC Promedio Zona Coquimbo Total FMIK TTIK S/E Algarrobo 110 kv S/E Dos Amigos 23 kv S/E Pajonales 110 kv S/E Incahuasi 23 kv S/E Romeral 110 kv S/E Las Compañías 13.2 kv S/E Pan de Azúcar S/E Guayacán 13.2 kv S/E Necsa 66 kv S/E Marquesa 23 kv S/E Vicuña S/E San Joaquín 13.2 kv S/E El Peñón 110 kv S/E El Peñón 23 kv S/E Andacollo S/E Ovalle 23 kv S/E Monte Patria 23 kv S/E Los Molles 13.8 kv S/E Punitaqui 13.2 kv S/E El Sauce 13.2 kv S/E Combarbalá 13.2 kv S/E El Espino S/E Illapel 23 kv S/E Los Vilos 220 kv S/E Salamanca 23 kv S/E Quereo 23 kv S/E Quínquimo 23 kv S/E Cabildo 23 kv S/E Casas Viejas 13.2 kv S/E Quillota 220 kv Promedio Zona Troncal Quillota-Charrúa Total FMIK TTIK -equiv- S/E Sauzal 110 kv S/E Sauzal 110 kv S/E Ancoa 13.2 kv Promedio Dirección de Peajes - 4 -

5 Zona Chilquinta-Aconcagua Total FMIK TTIK S/E Las Vegas 12 kv S/E Caleu 12 kv S/E Rungue 12 kv S/E Rungue FFCC 44 kv S/E Llay Llay FFCC 44 kv S/E Catemu 12 kv S/E Los Andes FFCC 44 kv S/E Río Blanco 12 kv S/E Juncal Portillo 12 kv S/E La Calera 110 kv S/E La Calera 12 kv S/E Calera Centro 66 kv S/E El Melón 12 kv S/E Fundición Chagres 110 kv S/E San Felipe 12 kv S/E San Rafael (CHILQUINTA) 12 kv S/E Saladillo 66 kv S/E los Quilos 66 kv S/E San Pedro 12 kv S/E Quilpué 12 kv S/E Reñaca 12 kv S/E Concón 12 kv S/E Ventanas 110 kv S/E Quintero 12 kv Tap Enami 110 kv S/E Miraflores 12 kv equiv- S/E Miraflores 12 kv equiv- S/E Miraflores 12 kv S/E Marga Marga 13.2 kv S/E Los Placeres 12 kv S/E Valparaíso 12 kv S/E Playa Ancha 12 kv S/E Quintay 12 kv S/E Algarrobo Norte 12 kv S/E Casablanca 12 kv S/E San Jerónimo 12 kv S/E Las Piñatas 12 kv S/E Las Balandras 12 kv S/E San Sebastián 12 kv S/E San Antonio 12 kv S/E Polpaico 220 kv S/E Concón 110 kv Promedio Zona Chilectra Total FMIK TTIK S/E Las Tórtolas 23 kv S/E Alonso de Córdova 12 kv S/E Altamirano 12 kv S/E Andes 12 kv S/E Apoquindo 12 kv S/E Batuco 12 kv S/E Brasil 12 kv S/E Carrascal 12 kv S/E Chacabuco 12 kv S/E Club Hípico 12 kv S/E Curacaví 12 kv S/E El Manzano (CHILECTRA) 12 kv Tap Lo Ermita 220 kv S/E Florida 12 kv S/E Queltehues 110 kv S/E Puntilla 13.2 kv S/E La Cisterna 12 kv S/E La Dehesa 12 kv S/E La Pintana 12 kv S/E La Reina 12 kv S/E Lampa 12 kv S/E Las Acacias 12 kv S/E Lo Aguirre 12 kv S/E Lo Boza 12 kv S/E Lo Espejo FFCC 110 kv S/E Lo Prado 12 kv equiv- S/E Curacaví 12 kv S/E Lo Valledor 12 kv S/E Lord Cochrane 12 kv S/E Los Domínicos 12 kv S/E Macul 12 kv S/E Maipú 12 kv S/E Malloco 12 kv S/E Metro 110 kv S/E Ochagavía 12 kv S/E Pajaritos 12 kv S/E Panamericana 12 kv S/E Pudahuel 12 kv S/E Puente Alto 110 kv S/E Costanera 12 kv S/E Punta Peuco 110 kv S/E Quilicura 12 kv S/E Recoleta 12 kv S/E San Bernardo 12 kv equiv- S/E Florida 12 kv S/E Pirque S/E San Cristóbal 12 kv S/E San Joaquín (CHILECTRA) 12 kv S/E San José 12 kv S/E San Pablo 12 kv S/E Santa Elena 12 kv S/E Santa Marta 12 kv S/E Santa Raquel 12 kv S/E Santa Rosa (CHILECTRA) 12 kv S/E Vitacura 12 kv equiv- S/E Queltehues 110 kv equiv- S/E Queltehues 110 kv Promedio Dirección de Peajes - 5 -

6 Zona Central Total FMIK TTIK S/E Alcones 23 kv S/E Bajo Melipilla 13.2 kv S/E Bollenar 13.2 kv S/E Chocalán 13.2 kv S/E El Maitén 13.2 kv S/E El Monte 13.2 kv S/E El Paico 13.2 kv S/E El Peumo 23 kv S/E Santa Rosa (EMELECTRIC) 13.2 kv S/E Las Arañas S/E Lihueimo 13.2 kv S/E La Manga 13.2 kv S/E Mandinga 13.2 kv S/E Quelentaro S/E Marchigüe 13.2 kv S/E La Esperanza (EMELECTRIC) S/E Nancagua 13.2 kv S/E Placilla 13.2 kv S/E Paniahue 13.2 kv S/E Indac 154 kv S/E Rancagua 154 kv S/E Rosario 15 kv S/E Minera Valle Central 154 kv S/E Cipreses 13.2 kv S/E FFCC Guindos 66 kv S/E Buin 15 kv S/E Fátima 15 kv S/E Isla de Maipo S/E Hospital 15 kv S/E Hospital FFCC 66 kv S/E San Francisco de Mostazal 66 kv S/E San Francisco de Mostazal 15 kv S/E Graneros FFCC 66 kv S/E Graneros 15 kv equiv- Tap Indura 66 kv Tap Indura 66 kv S/E Alameda 15 kv S/E Cachapoal 15 kv S/E Loreto 15 kv S/E Lo Miranda 15 kv S/E Tuniche 15 kv Tap El Teniente 66 kv S/E Los Lirios FFCC 66 kv S/E Chumaquito 15 kv S/E Rengo 66 kv S/E Rengo 15 kv S/E Pelequén 15 kv S/E Malloa 15 kv S/E Las Cabras 15 kv S/E El Manzano (EMELECTRIC) 15 kv S/E San Fernando 66 kv S/E La Ronda 15 kv S/E Chimbarongo 15 kv S/E Quinta 66 kv S/E Quinta 13.2 kv S/E Teno 13.2 kv S/E Rauquén 13.2 kv S/E Curicó FFCC 66 kv S/E Curicó 13.2 kv S/E Curicó 13.8 kv S/E Molina 13.2 kv S/E Itahue 13.2 kv S/E Itahue FFCC 66 kv S/E Villa Prat 13.2 kv S/E Parronal 13.2 kv S/E Hualañe 13.2 kv S/E Licantén 66 kv S/E Licantén 13.2 kv S/E San Rafael (EMETAL) 13.2 kv S/E Panguilemo 15 kv S/E Panguilemo 66 kv S/E Talca 13.2 kv S/E Talca 15 kv equiv- S/E Talca 15 kv S/E Piduco 15 kv S/E San Miguel 13.2 kv S/E Maule 13.2 kv S/E La Palma 13.2 kv S/E San Javier 23 kv S/E Constitución 23 kv equiv- S/E Constitución 23 kv equiv- S/E Constitución 23 kv S/E Constitución 66 kv S/E Villa Alegre 13.8 kv S/E Villa Alegre 66 kv S/E Linares Norte 13.8 kv S/E Linares 15 kv S/E Chacahuín 13.2 kv S/E Panimávida 13.2 kv S/E Longaví 13.2 kv S/E Longaví 66 kv S/E Retiro 13.2 kv S/E Parral 13.2 kv S/E Cauquenes 13.2 kv S/E San Gregorio S/E Ñiquén 66 kv S/E San Carlos 13.2 kv S/E Cocharcas 66 kv S/E Cocharcas 23 kv S/E Hualte 13.2 kv S/E Quirihue S/E Cocharcas 13.8 kv S/E Cocharcas 15 kv S/E Chillán 13.2 kv S/E Quilmo 13.2 kv S/E Tres Esquinas 66 kv S/E Tres Esquinas 13.2 kv S/E Santa Elvira 66 kv S/E Santa Elvira 15 kv Promedio Dirección de Peajes - 6 -

7 Zona Concepción Total FMIK TTIK S/E San Vicente 154 kv S/E San Vicente 13.2 kv # S/E San Vicente 13.2 kv # S/E Cementos Bío Bío 66 kv S/E Oxy 154 kv S/E Eka Nobel S/E Petrodow 154 kv S/E Petropower 154 kv S/E Petropower 66 kv S/E Petrox 66 kv S/E Mapal 154 kv S/E Fopaco S/E Mahns 15 kv S/E Tomé 23 kv S/E Penco S/E Lirquén 15 kv S/E Concepción 66 kv S/E Talcahuano 15 kv S/E Perales 15 kv S/E Latorre 15 kv S/E Tumbes 15 kv S/E Andalién 15 kv S/E Chiguayante 66 kv S/E Chiguayante 15 kv S/E Ejército 15 kv S/E Colo Colo 15 kv Tap Cerro Chepe 66 kv S/E San Pedro (CGE) 66 kv S/E San Pedro (CGE) 15 kv S/E Loma Colorada 15 kv S/E Escuadrón 15 kv S/E Polpaico 6.3 kv S/E Arenas Blancas 15 kv S/E Puchoco 15 kv S/E Coronel 15 kv S/E Lota (Frontel) 13.2 kv S/E Lota (Enacar) 13.2 kv S/E Colcura 13.2 kv S/E Horcones 66 kv S/E Carampangue 13.2 kv S/E Curanilahue 23 kv S/E Curanilahue 13.2 kv S/E Tres Pinos 23 kv S/E Tres Pinos 13.2 kv S/E Lebu 13.2 kv Promedio Zona Araucanía Total FMIK TTIK S/E Los Angeles 13.2 kv S/E Los Angeles 15 kv S/E Faenas Pangue 66 kv S/E Faenas Pangue 13.2 kv S/E Manso de Velasco 15 kv S/E El Avellano 23 kv S/E Duqueco 23 kv S/E Negrete 23 kv S/E Renaico 66 kv S/E Angol 13.2 kv S/E Collipulli 66 kv S/E Collipulli 13.2 kv S/E Victoria 13.2 kv Tap Victoria FFCC 66 kv S/E Traiguén 13.2 kv S/E Curacautín 13.2 kv Tap Lautaro FFCC 66 kv S/E Lautaro 15 kv S/E Lautaro 13.2 kv S/E Pillanlelbún 15 kv S/E Pillanlelbún 13.2 kv S/E Temuco 23 kv S/E Pumahue 15 kv S/E Chivilcán S/E Padre las Casas 15 kv S/E Licanco 23 kv S/E Nueva Imperial 23 kv Tap Metrenco 66 kv S/E Pitrufquén 13.2 kv S/E Loncoche 23 kv S/E Loncoche 13.2 kv S/E Pucón 23 kv S/E Villarrica 23 kv S/E Panguipulli 23 kv S/E Los Lagos S/E Central Valdivia 220 kv S/E Valdivia 13.2 kv S/E Chumpullo 66 kv S/E Paillaco 66 kv S/E Pichirropulli S/E Picarte S/E Corral 13.2 kv S/E La Unión S/E Osorno S/E Los Negros S/E Aihuapi S/E Pilmaiquén 13.2 kv S/E Purranque 13.2 kv S/E Frutillar 23 kv S/E Puerto Varas S/E Puerto Montt 23 kv S/E El Empalme 23 kv S/E Colaco 23 kv S/E Ancud 23 kv S/E Pid Pid 23 kv S/E Degañ S/E Chonchi 23 kv S/E Quellón 23 kv Promedio Dirección de Peajes - 7 -

8 Zona Charrúa Total FMIK TTIK S/E Cabrero 13.2 kv S/E Cabrero 66 kv equiv- S/E Cabrero 13.2 kv S/E Laja FFCC 66 kv S/E Monte Aguila 66 kv S/E Charrúa 66 kv S/E Cholguán (TRANSELEC) 66 kv S/E Charrúa 13.2 kv S/E Cholguán (STS) 13.2 kv S/E Laja equiv- S/E Cholguán (STS) 13.2 kv equiv- S/E Cholguán (STS) 13.2 kv S/E Mampil 23 kv S/E Abanico Tap María Dolores 220 kv S/E Papelera Inforsa 220 kv S/E Santa Fe 220 kv Promedio De acuerdo a las tablas anteriores, los resultados globales para el sistema son: FMIK Sistema: veces/año TTIK Sistema: h/año Dirección de Peajes - 8 -

9 2 INTRODUCCIÓN De acuerdo a lo establecido en la Norma Técnica de Calidad y Seguridad de Servicio, en su Capítulo Nº 6, la Dirección de Peajes de cada CDEC debe realizar un Estudio de Continuidad, en adelante el Estudio. El principal objetivo del Estudio se encuentra definido en el Título 6-4 de la NT, en el cual se establece la elaboración del Estudio con periodicidad al menos anual, para determinar los valores esperados de los índices de continuidad FMIK y TTIK del SI, para un horizonte de operación de 12 meses. A su vez, los índices FMIK y TTIK aparecen definidos en el Título 5-12 de la NT, el cual trata acerca de los estándares de Calidad del Suministro en instalaciones de generación y transmisión. Como se ha señalado, este estudio de Continuidad se elabora en el marco del Capítulo Nº 6 de esta norma, por lo que tal como se puede deducir de las características del estudio elaborado, no se ha realizado con el objetivo de definir estándares de medición para los índices de continuidad indicados en el Titulo 5-12, sino que tal como se indica en el título del Capítulo señalado, su objetivo está circunscrito a la realización de estudios para la Programación de la Seguridad y Calidad de Servicio. 2.1 Antecedentes Marco Legal Los principales antecedentes para la elaboración del estudio están dados en los títulos 6-4 y 5-12 de la Norma Técnica de Calidad y Seguridad de Servicio. A continuación se describen los artículos relevantes en cada uno de estos títulos. Dirección de Peajes - 9 -

10 Título 6-4 de la NT Los artículos relevantes de este título, que son determinantes en el desarrollo del Estudio, se resumen a continuación: Artículo 6-26: Señala que el Estudio deberá identificar los indicadores FMIK y TTIK en todos los puntos de conexión de las Instalaciones de Clientes. Artículo 6-27: Establece la elaboración de un modelo probabilístico adecuado para realizar cálculos de Calidad del Suministro mediante el uso de un modelo de flujo de potencia. Artículo 6-28: Estipula los requisitos del Estudio de Continuidad, los cuales se presentan a continuación: a) Representar adecuadamente las capacidades máximas de las unidades generadoras, los límites de las instalaciones de compensación activa y reactiva, los límites de tolerancia aceptados para las excursiones de la tensión en todas las barras del Sistema de Transmisión, la curva normalizada de duración anual de la demanda del SI y su apertura por barra del Sistema de Transmisión, y los índices de indisponibilidad programada y forzada aceptables en generación y transmisión. b) Se analizarán todos los modos de falla que representen las desconexiones intempestivas de las instalaciones del SI para situaciones de operación con todos los elementos disponibles y con un Elemento Serie fuera de servicio por mantenimiento programado. c) Se determinará la probabilidad y frecuencia de falla en el abastecimiento de la demanda para cada barra y se realizará el cálculo de los índices de continuidad esperados, a nivel global y por barra. Artículo 6-28: Define el contenido mínimo del Estudio de Continuidad: a) Un informe ejecutivo que resuma los índices de continuidad determinados. b) Descripción de la metodología empleada en el desarrollo del estudio. Dirección de Peajes

11 c) Base de datos utilizada. d) Convenciones y supuestos adoptados en la realización del estudio. e) Escenarios de operación considerados. f) Criterios adoptados para realizar las simulaciones Título 5-12 de la NT Los artículos relevantes de este título, que determinan en el desarrollo del Estudio, se resumen a continuación: Artículo 5-69: Define los valores de los índices de disponibilidad forzada en generación que se deben utilizar en el presente estudio (ver punto 2.4.3). Artículo 5-70: Define los valores de los índices de disponibilidad forzada en transmisión que se deben utilizar en el presente estudio (ver punto 2.4.3). Artículo 5-73: Define que la frecuencia de las interrupciones se miden a través de los índices de continuidad FMIK y TTIK definidos como: FMIK = donde, n i= 1 kvafs kvainst i ; TTIK = n i= 1 kvafs Tfs i kvainst i - kvafsi : Potencia interrumpida en el punto de conexión, expresada en [kva]. En los casos en que no exista equipamiento de transformación, se computará la potencia que estaba siendo transportada antes de la interrupción a través de la instalación afectada. De no resultar posible su determinación, se considerará igual a la potencia máxima transportada por la instalación afectada en el período controlado. - kvainst : Potencia instalada en el punto de conexión, expresada en [kva]. En los casos en que no exista equipamiento de transformación se considerará igual a la potencia máxima transportada por la instalación afectada en el período controlado. - Tfsi : Tiempo de duración de cada interrupción. Dirección de Peajes

12 - n : Número de interrupciones en el período. 2.2 Introducción al Análisis de Confiabilidad en Sistemas de Potencia De acuerdo a la Norma Técnica, el Estudio de Continuidad se encuentra ligado a la determinación de frecuencia y tiempo de interrupción del suministro a Instalaciones de Clientes, los cuales quedan medidos a través de los indicadores FMIK y TTIK. La NT exige determinar valores esperados para dichos índices en función de las desconexiones intempestivas de las instalaciones del SI. El cálculo de los indicadores utilizados para medir la Calidad de Suministro está basado en la Teoría de Confiabilidad y, con el objeto de introducir la metodología de cálculo de los índices, a continuación se presenta un resumen de dicha teoría. La definición de confiabilidad ampliamente aceptada es la siguiente: Confiabilidad es la probabilidad de que un equipo cumpla con su desempeño adecuadamente en un período de tiempo determinado bajo las condiciones operacionales en que se encuentre [Roy Billinton] Métodos de Análisis Los índices de confiabilidad de sistemas de potencia pueden ser calculados a través de diversos métodos. Las principales alternativas para el análisis de confiabilidad corresponden a los métodos analíticos y de simulación. La técnica analítica requiere una representación matemática del sistema a analizar, mediante la cual es posible evaluar los índices de confiabilidad. La principal ventaja de este método es que entrega resultados de índices en un tiempo relativamente corto. Sin embargo con frecuencia se requiere de supuestos y simplificaciones de modo de poder obtener un modelo matemático. Esto ocurre particularmente para sistemas complejos, por lo tanto los resultados del análisis pueden perder representatividad. Los métodos de simulación estiman los índices a través de la simulación del proceso junto con su comportamiento aleatorio. Por lo tanto trata el problema como una serie de experimentos reales. Son de uso frecuente los métodos de Monte Carlo y Enumeración de Estados. Dirección de Peajes

13 En el método de Monte Carlo la precisión de los resultados depende del número de simulaciones, en consecuencia un número elevado de éstas conlleva un tiempo de cálculo inaceptable en muchos casos. En la Enumeración de Estados los estados del sistema son analizados en orden creciente en función del nivel de contingencia (n-1, n-2, etc.) y el proceso de cálculo finaliza cuando la probabilidad de los restantes estados es despreciable. Si se utilizan niveles de contingencia menores, simples o dobles, se obtienen tiempos de cálculo aceptables en sistemas complejos, por lo tanto, en el desarrollo de este estudio se utiliza este método. 2.3 Metodología empleada en la elaboración del Estudio de Continuidad Para elaborar el Estudio de Continuidad la NT considera la utilización de un modelo probabilístico adecuado para realizar cálculos de Calidad del Suministro, mediante el uso de un modelo de flujo de potencia. Para ello se evaluó y seleccionó la herramienta de análisis computacional PowerFactory de DigSILENT, considerando que ella representa adecuadamente las especificaciones mencionadas en la NT: Capacidades máximas de las unidades generadoras Curva normalizada de duración anual de la demanda del SI y su apertura por barra del Sistema de Transmisión Tasas de falla y reparación de los componentes del SI Desconexiones intempestivas de las instalaciones del SI Además otra razón por la cual se seleccionó dicha herramienta es que los modelos que representan al SIC, tanto para flujos de potencia, análisis dinámico y análisis de protecciones se han elaborado en PowerFactory. Esta herramienta permite determinar índices de confiabilidad de sistemas eléctricos de potencia a través del módulo Análisis de Confiabilidad. Esta función efectúa el cálculo de estadísticas de interrupción tanto para cargas individuales como para barras. Para Dirección de Peajes

14 analizar las condiciones de post-falla se utiliza un flujo carga de Corriente Alterna (CA), incorporando un redespacho básico de generación y cambios automáticos de tap. Para determinar los distintos puntos de operación iniciales para el sistema eléctrico de potencia, en el cual influyen tanto la generación como el consumo, se emplea el programa de planificación de la operación de largo plazo PLP. El proceso de cálculo de los índices de continuidad se resume en los siguientes puntos: 1) Se cargan los datos necesarios para ejecutar el programa de planificación de largo plazo PLP, para un período de doce meses. 2) Se rescatan las horas de los bloque determinados en la curva de carga modelada por PLP 3) Se calculan los bloques de consumo a través de los perfiles de demanda y su crecimiento correspondiente. Cada bloque es calculado de acuerdo a las horas determinadas en el punto anterior. 4) Se cargan los datos en PowerFactory y se ejecuta el módulo Análisis de confiabilidad, determinando a partir de los índices de confiabilidad, los índices de continuidad definidos en la Norma Técnica. A continuación de la figura siguiente se presenta una descripción más detallada de los procesos llevados a cabo para el cálculo de los índices de continuidad. Dirección de Peajes

15 Dirección de Peajes

16 2.3.1 Análisis de Confiabilidad con PowerFactory El análisis de confiabilidad que realiza PowerFactory de DigSILENT se efectúa a través del módulo Análisis de Confiabilidad. Esta función efectúa el cálculo de estadísticas de interrupción tanto para cargas individuales como para barras. El método utilizado corresponde al Análisis clásico general, en el cual se asume que pueden ocurrir sobrecargas de post-falla. Para analizar condiciones de postfalla se utiliza un flujo carga de corriente alterna, incorporando un redespacho básico de generación y cambios automáticos de tap. Los cálculos de confiabilidad consideran: Interrupciones forzadas y reparación subsecuente de todo el equipo primario de la red Redespacho de generación y curvas de carga Protecciones básicas Prioridades de carga Análisis de Flujo de Carga en Corriente Alterna Realiza un análisis de flujo de carga para revisar si los elementos de la red se sobrecargan. Para aliviar posibles sobrecargas se redespachan generadores y se realizan transferencias o desprendimientos de carga Método de Enumeración de Estados El método de enumeración de estados analiza todos los posibles estados relevantes del sistema uno por uno. Las frecuencias reales son calculadas considerando sólo las transiciones de un estado sano a uno insano y viceversa. Esto es importante debido a que se pierde la conexión cronológica en este tipo de análisis. Dirección de Peajes

17 Este método no compromete la precisión del análisis y es posible calcular promedios exactos, sin embargo no es posible calcular la distribución de los índices de confiabilidad Índices calculados por el módulo Análisis de Confiabilidad Los índices que se emplean en el estudio y que son calculados por el análisis de la confiabilidad de la red son: a) Para las cargas: Tiempo de interrupción de nodos de carga (LPIT [h/a]) Frecuencia de interrupción de nodos de carga (LPIF [1/a]) Los LPIT, los LPIF son totales para los clientes que conforman una carga. LPIFi = Frk LPIT = k frac i,k 8760 Pr frac i k i, k k Donde: i : índice del nodo de carga k : índice de la contingencia frac i,k : fracción de la carga que ha sido desprendida en el nodo i, para la contingencia k. Fr k : Frecuencia de ocurrencia de la contingencia k. Pr k : Probabilidad de ocurrencia de la contingencia k PLP Permite determinar los perfiles de generación para cada mes del período de cálculo. Para ello, se ha empleado una simulación correspondiente al año 2010, de Dirección de Peajes

18 la cual se ha seleccionado la operación con hidrología con probabilidad de excedencia de 50%. Los datos utilizados en este proceso, entre otros, son: i) Perfil de Demanda ii) iii) iv) Previsión de Demanda Mantenimientos de Líneas Mantenimientos de Centrales v) Costos de Variables de Generación vi) vii) Estadística Hidrológica Convenios de Riego Los cuatro primeros puntos son utilizados también en PowerFactory. Se rescata la información de los perfiles de generación para entregar un punto de operación para el cálculo de los flujos de potencia que se llevan a cabo en PowerFactory. Además se rescatan las horas que definen cada bloque de la curva de carga, la que es empleada para determinar los bloques de consumo para ser asignados en PowerFactory Cálculo de Demanda por Barra y por Bloque A través de una planilla de cálculo se asocian las horas por bloque de la curva de carga con los perfiles de carga horarios de cada consumo y se determinan los consumos para cada bloque. Los perfiles de carga horarios son determinados a partir de las estadísticas de facturación por tipo de día CDEC: Lunes, Trabajo, Sábado y Domingo. Dirección de Peajes

19 2.4 Bases Consideraciones en cuanto a consumos y generación Con el fin de modelar los escenarios a analizar y permitir obtener resultados en un tiempo factible con PowerFactory para un año calendario se han considerado 4 escenarios: Escenario 1: Bloque Enero a Marzo de 2010 Escenario 2: Mes de Abril de 2010 Escenario 3: Bloque Mayo a Septiembre de 2010 Escenario 4: Bloque Octubre a Diciembre de Distribución de probabilidades La distribución de probabilidad empleada en las características de confiabilidad de los equipos del SI corresponde a una distribución exponencial: f (x) = 1 α exp 1 α Las instalaciones consideradas en la simulación de desconexiones intempestivas corresponden a líneas y generadores. Dirección de Peajes

20 2.4.3 Parámetros Los parámetros de confiabilidad empleados en el Estudio se presentan en las tablas siguientes, valores que se encuentran definidos en la Norma Técnica de Calidad y Seguridad de Servicio (art y 5-70). Líneas Nivel de Tensión Tiempo medio Frecuencia [kv] de reparación de falla [horas/año/100 km] [veces/año/100 km] < y < y < Fuente: NT de S y CS Generadores Tiempo medio Frecuencia de reparación de falla Tipo [horas/año] [veces/año] Hidráuilica Embalse Hidráulica Pasada 50 4 Térmica Vapor Térmica Ciclo Combinado Turbina Gas 50 4 Otros Fuente: NT de S y CS Dirección de Peajes

21 Transformadores Tiempo medio Frecuencia de reparación de falla [horas/año] [veces/año] 45 1 Hay que destacar, que para líneas de longitud inferior o igual a 100 [km], se considera un valor fijo de salidas como si fuera ésta una línea de 100 [km] y para líneas de longitud superiores a 300 [km] las horas de indisponibilidad se ponderan por un 65% del valor indicado en la tabla. 3 SUPUESTOS CRITERIOS Y SIMPLIFICACIONES UTILIZADAS 1. Se ha supuesto, en forma conservadora, que los consumos se abastecen a través de instalaciones adaptadas, por lo tanto, los índices LPIF y LPIT se han asignado, correspondientemente, a los índices FMIK y TTIK. 2. Como base se han considerado las barras de consumo que se encuentran simuladas en la base de datos de PowerFactory y para las cuales se dispone también de la correspondiente información estadística. Las barras correspondientes a otros puntos de conexión que no fueron simuladas en la etapa de enumeración de estados han sido incorporadas asimilándolas a las estadísticas de otras barras representativas, incorporando las tasas de falla y tiempos de reparación correspondientes. Dirección de Peajes

22 3. En relación al método de enumeración de estados implementado por DigSILENT en su programa PowerFactory se debe decir que sólo considera las transiciones entre estados sanos e insanos y viceversa, sin realizar un análisis dinámico entre ambos. En consecuencia se realiza un análisis de suficiencia para cada uno de estos estados y no se estudia la manera en que se pasa de uno a otro. Este tipo de simplificación es adecuada para el estudio que especifica la norma y para sistemas complejos como el SIC y permite obtener resultados en tiempos factibles. En efecto, para el análisis de los cuatro casos que se presentan en el informe, el tiempo de cómputo corresponde a 24 horas, sin tomar en cuenta las correcciones manuales que deben realizarse para cada contingencia (las que en total suman 5484). 4. Un efecto de este tipo de simplificación es que no existe un análisis de los posibles desprendimientos de consumo ya sea por frecuencia o tensión en el transitorio del fenómeno y, en consecuencia algunas barras del sistema podrían resultar con valores nulos cuando la realidad no refleja estos resultados. 5. Las fallas de transformadores de distribución no fueron modeladas y se agregaron analíticamente a cada punto de conexión, tomando en cuenta las tasas de salida forzada y tiempos de reparación. El principal motivo de esta simplificación es que las fallas de transformadores de distribución se pueden asignar directamente a las cargas sin distorsionar los resultados disminuyendo los tiempos de ejecución del modelo y mejorando la precisión de los índices resultantes. Dirección de Peajes

23 4 RESULTADOS Zona Atacama Ene a Mar Abril May a Sept Oct a Dic Total FMIK TTIK FMIK TTIK FMIK TTIK FMIK TTIK FMIK TTIK S/E Tal Tal 23 kv S/E Chañaral 13.2 kv S/E Diego De Almagro 110 kv S/E Diego De Almagro 110 kv S/E Diego De Almagro 23 kv S/E Carrera Pinto 220 kv S/E Cardones 220 kv S/E Minera La Candelaria 23 kv S/E Los Loros 23 kv S/E Cerrillos 23 kv S/E Tierra Amarilla 23 kv S/E Plantas S/E Copiapó 13.8 kv S/E Hernán Fuentes 23 kv S/E Caldera 13.8 kv S/E Fundición Paipote 110 kv S/E Minera Refugio 110 kv Tap Los Colorados 110 kv S/E Huasco 110 kv S/E Huasco 13.2 kv S/E Vallenar 110 kv S/E Alto del Carmen 13.8 kv S/E Vallenar 13.2 kv S/E Potrerillos 110 kv S/E Cardones 110 kv Promedio Dirección de Peajes

24 Zona Coquimbo Ene a Mar Abril May a Sept Oct a Dic Total FMIK TTIK FMIK TTIK FMIK TTIK FMIK TTIK FMIK TTIK S/E Algarrobo 110 kv S/E Dos Amigos 23 kv S/E Pajonales 110 kv S/E Incahuasi 23 kv S/E Romeral 110 kv S/E Las Compañías 13.2 kv S/E Pan de Azúcar S/E Guayacán 13.2 kv S/E Necsa 66 kv S/E Marquesa 23 kv S/E Vicuña S/E San Joaquín 13.2 kv S/E El Peñón 110 kv S/E El Peñón 23 kv S/E Andacollo S/E Ovalle 23 kv S/E Monte Patria 23 kv S/E Los Molles 13.8 kv S/E Punitaqui 13.2 kv S/E El Sauce 13.2 kv S/E Combarbalá 13.2 kv S/E El Espino S/E Illapel 23 kv S/E Los Vilos 220 kv S/E Salamanca 23 kv S/E Quereo 23 kv S/E Quínquimo 23 kv S/E Cabildo 23 kv S/E Casas Viejas 13.2 kv S/E Quillota 220 kv Promedio Dirección de Peajes

25 Zona Chilquinta-Aconcagua Ene a Mar Abril May a Sept Oct a Dic Total FMIK TTIK FMIK TTIK FMIK TTIK FMIK TTIK FMIK TTIK S/E Las Vegas 12 kv S/E Caleu 12 kv S/E Rungue 12 kv S/E Rungue FFCC 44 kv S/E Llay Llay FFCC 44 kv S/E Catemu 12 kv S/E Los Andes FFCC 44 kv S/E Río Blanco 12 kv S/E Juncal Portillo 12 kv S/E La Calera 110 kv S/E La Calera 12 kv S/E Calera Centro 66 kv S/E El Melón 12 kv S/E Fundición Chagres 110 kv S/E San Felipe 12 kv S/E San Rafael (CHILQUINTA) 12 kv S/E Saladillo 66 kv S/E los Quilos 66 kv S/E San Pedro 12 kv S/E Quilpué 12 kv S/E Reñaca 12 kv S/E Concón 12 kv S/E Ventanas 110 kv S/E Quintero 12 kv Tap Enami 110 kv S/E Miraflores 12 kv equiv- S/E Miraflores 12 kv equiv- S/E Miraflores 12 kv S/E Marga Marga 13.2 kv S/E Los Placeres 12 kv S/E Valparaíso 12 kv S/E Playa Ancha 12 kv S/E Quintay 12 kv S/E Algarrobo Norte 12 kv S/E Casablanca 12 kv S/E San Jerónimo 12 kv Dirección de Peajes

26 Zona Chilquinta-Aconcagua Ene a Mar Abril May a Sept Oct a Dic Total FMIK TTIK FMIK TTIK FMIK TTIK FMIK TTIK FMIK TTIK S/E Las Piñatas 12 kv S/E Las Balandras 12 kv S/E San Sebastián 12 kv S/E San Antonio 12 kv S/E Polpaico 220 kv S/E Concón 110 kv Promedio Dirección de Peajes

27 Zona Chilectra Ene a Mar Abril May a Sept Oct a Dic Total FMIK TTIK FMIK TTIK FMIK TTIK FMIK TTIK FMIK TTIK S/E Las Tórtolas 23 kv S/E Alonso de Córdova 12 kv S/E Altamirano 12 kv S/E Andes 12 kv S/E Apoquindo 12 kv S/E Batuco 12 kv S/E Brasil 12 kv S/E Carrascal 12 kv S/E Chacabuco 12 kv S/E Club Hípico 12 kv S/E Curacaví 12 kv S/E El Manzano (CHILECTRA) 12 kv Tap Lo Ermita 220 kv S/E Florida 12 kv S/E Queltehues 110 kv S/E Puntilla 13.2 kv S/E La Cisterna 12 kv S/E La Dehesa 12 kv S/E La Pintana 12 kv S/E La Reina 12 kv S/E Lampa 12 kv S/E Las Acacias 12 kv S/E Lo Aguirre 12 kv S/E Lo Boza 12 kv S/E Lo Espejo FFCC 110 kv S/E Lo Prado 12 kv equiv- S/E Curacaví 12 kv S/E Lo Valledor 12 kv S/E Lord Cochrane 12 kv S/E Los Domínicos 12 kv S/E Macul 12 kv S/E Maipú 12 kv S/E Malloco 12 kv S/E Metro 110 kv Dirección de Peajes

28 Zona Chilectra Ene a Mar Abril May a Sept Oct a Dic Total FMIK TTIK FMIK TTIK FMIK TTIK FMIK TTIK FMIK TTIK S/E Ochagavía 12 kv S/E Pajaritos 12 kv S/E Panamericana 12 kv S/E Pudahuel 12 kv S/E Puente Alto 110 kv S/E Costanera 12 kv S/E Punta Peuco 110 kv S/E Quilicura 12 kv S/E Recoleta 12 kv S/E San Bernardo 12 kv equiv- S/E Florida 12 kv S/E Pirque S/E San Cristóbal 12 kv S/E San Joaquín (CHILECTRA) 12 kv S/E San José 12 kv S/E San Pablo 12 kv S/E Santa Elena 12 kv S/E Santa Marta 12 kv S/E Santa Raquel 12 kv S/E Santa Rosa (CHILECTRA) 12 kv S/E Vitacura 12 kv equiv- S/E Queltehues 110 kv equiv- S/E Queltehues 110 kv Promedio Dirección de Peajes