V A L O R Y G E S T I Ó N
RESUMEN EJECUTIVO En el siguiente informe se presentan los resultados asociados al estudio de flujo de potencias, realizado para analizar el impacto que tendrá la conexión de la central Punta Palmeras, de propiedad de Acciona Energía Chile S.A., al Sistema Interconectado Central. Esta central, corresponde a un parque eólico, de 45 [MW] de potencia nominal, que se conectará al SIC por medio de la subestación Las Palmas, en un nivel de tensión de 220 [kv]. Para evaluar el impacto que tendrá la incorporación de la central en el SIC, se efectuó un estudio de régimen permanente, analizando los flujos de potencias y los niveles de tensión en los puntos eléctricamente adyacentes de la nueva instalación. Los parámetros considerados para dicha evaluación corresponden a la potencia activa y reactiva que fluye por los elementos serie contiguos, los niveles de tensión en las subestaciones cercanos a la central analizada, y el factor de potencia en el punto de conexión de la central al SIC. Todo lo anterior en base a las disposiciones establecidas en la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio vigente. A fin de realizar el análisis, la empresa Acciona entregó la información necesaria para la modelación del parque eólico Punta Palmeras, y la Subestación Las Palmas de propiedad de Transelec, por medio de la cual se conecta al SIC. Este estudio se realizó con la base de datos entregada por el CDEC-SIC, de Octubre de 2013, la cual se actualizó a Agosto de 2014, mes en que se espera la puesta en servicio de la central Punta Palmeras. Esta actualización se efectuó incorporando en dicha base las correspondientes actualizaciones de generación, transmisión y demanda, del programa del SIC, publicado en el informe de fijación de precios de nudo de Octubre de 2013 de la CNE. Adicionalmente, se consideró los proyectos de generación indicados en la carta D.O. Nº0988/2013. Para estudiar el impacto provocado por la inyección de la central, se analizaron distintos escenarios operacionales, considerando diversas combinaciones de demanda. Estos escenarios se evaluaron tanto en condición de operación normal como bajo contingencias a las que puede verse afectado el sistema. Finalmente, se observa que de concretarse los proyectos indicados por el CDEC para la realización de este estudio, existirán problemas de transmisión por exceso de generación, estos problemas se agravan a medida que la hidrología es más seca y se requiere un mayor despacho de centrales térmicas al norte de la S/E Pan de Azúcar. Resulta necesario realizar esquemas de reducción de generación ERAG e inclusive no se descarta 2
la necesidad de un EDAG (Esquema de Desconexión Automática de Generación) o un ERAG (Esquema de Reducción Automática de Generación) para las plantas eólicas y fotovoltaicas. Estas medidas requerirían estudios específicos para su dimensionamiento. Se destaca que en la carta D.O. Nº0988/20 el Programa de Obras de Gx y Tx del SIC indicado por el CDEC-SIC no concuerda con el listado obras de Gx (construcción y estudio) indicado por la CNE en el Informe de Fijación de Precios de Nudo de Octubre de 2013 (documento vigente). En particular no están contempladas todas las plantas fotovoltaicas indicadas por CDEC para el análisis. Esto implica que las condiciones objetivas del sistema pudieran no ser tan críticas como se indica en el estudio completo. No obstante lo anterior, la interconexión de la central Punta Palmeras en la red del SIC, no implica un impacto perjudicial en la zonas en estudio, manteniendo tensiones y cargabilidades normales durante su funcionamiento y salida de servicio, y por lo tanto, el ingreso a este Sistema Interconectado es técnicamente factible según los resultados de este estudio de régimen permanente de flujos de potencia. 3
ESTUDIO DE FLUJO DE POTENCIAS REV. FECHA PREPARÓ REVISÓ APROBÓ DESCRIPCIÓN 0 25-11-2013 F.R.S L.C.B. J.A.C. Emitido para revisión Cliente 1 27-01-2014 F.R.S L.C.B. J.A.C. Emitido para revisión Cliente VALGESTA ENERGÍA S.A. Alonso de Córdova Nº 5900 Piso 4, Of. 402 Las Condes Santiago Chile Tel: (+562) 2224 9704 Fax: (+562) 2229 3981 ENERO 2014 EL PRESENTE INFORME HA SIDO ELABORADO POR VALGESTA ENERGÍA, PARA EL CDEC-SIC POR ORDEN DE ACCIONA ENERGIA QUIEN LO RECIBE Y ACEPTA PARA SU USO CONFIDENCIAL, NO PUDIENDO DIVULGARLO A TERCEROS PREP AR AD O P AR A: CDEC-SIC POR ORDE N DE AC CIONA ENERGÍ A CHILE S. A. 4
ABLA DE CONTENIDOS 1 INTRODUCCIÓN... 10 2 OBJETIVOS... 11 3 RECOPILACION DE ANTECEDENTES... 12 3.1 ANTECEDENTES GENERALES DEL PROYECTO... 12 3.2 DIAGRAMA UNILINEAL DE LA INSTALACIÓN... 12 3.3 ACTUALIZACIÓN DE LA BASE DE DATOS... 16 3.4 DETALLE DE LOS EQUIPOS PRINCIPALES... 21 4 ASPECTOS CONSIDERADOS DE LA NORMA TÉCNICA... 24 5 ESTUDIO DE FLUJO DE POTENCIAS... 28 5.1 ESCENARIOS ANALIZADOS.... 29 5.2 RESULTADOS SIMULACIONES... 31 5.2.1 Escenario operacional 1: Caso 1 (Guacolda 4 uni.) - Sin contingencias... 33 5.2.2 Escenario operacional 2: Caso 1 (Guacolda 4 uni.) - Salida completa de Punta Palmeras... 36 5.2.3 Escenario operacional 3: Caso 1 (Guacolda 4 uni.) - Salida simultánea de todos los parques eólicos de la zona.... 38 5.2.4 Escenario operacional 4: Caso 1 (Guacolda 4 uni.) - Salida de un circuito de Pan de Azúcar Las Palmas 220 kv.... 40 5.2.5 Escenario operacional 5: Caso 1 (Guacolda 4 uni.) - Salida de un circuito de Las Palmas Los Vilos 220 kv. 42 5.2.6 Escenario operacional 6: Caso 1 (Guacolda 4 uni.) - Salida de una unidad de Central Guacolda.. 44 5.2.7 Escenario operacional 7: Caso 2 (Guacolda 4 uni. + Taltal 1 uni.) - Sin contingencias... 46 5.2.8 Escenario operacional 8: Caso 2 (Guacolda 4 uni. + Taltal 1 uni.) - Salida completa de Punta Palmeras 50 5.2.9 Escenario operacional 9: Caso 2 (Guacolda 4 uni. + Taltal 1 uni.) - Salida simultánea de todos los parques eólicos de la zona.... 52 5.2.10 Escenario operacional 10: Caso 2 (Guacolda 4 uni. + Taltal 1 uni.) - Salida de un circuito de Pan de Azúcar Las Palmas 220 kv.... 54 5.2.11 Escenario operacional 11: Caso 2 (Guacolda 4 uni. + Taltal 1 uni.) - Salida de un circuito de Las Palmas Los Vilos 220 kv.... 56 5.2.12 Escenario operacional 12: Caso 2 (Guacolda 4 uni. + Taltal 1 uni.) - Salida de una unidad de Central Guacolda.... 58 5.2.13 Escenario operacional 13: Caso 3 (Guacolda 4 uni. + Taltal 2 uni.) - Sin contingencias... 60 5.2.14 Escenario operacional 14: Caso 3 (Guacolda 4 uni. + Taltal 2 uni.) - Salida completa de Punta Palmeras 64 5
5.2.15 Escenario operacional 15: Caso 3 (Guacolda 4 uni. + Taltal 2 uni.) - Salida simultánea de todos los parques eólicos de la zona.... 66 5.2.16 Escenario operacional 16: Caso 3 (Guacolda 4 uni. + Taltal 2 uni.) - Salida de un circuito de Pan de Azúcar Las Palmas 220 kv.... 68 5.2.17 Escenario operacional 17: Caso 3 (Guacolda 4 uni. + Taltal 2 uni.) - Salida de un circuito de Las Palmas Los Vilos 220 kv.... 70 5.2.18 Escenario operacional 18: Caso 3 (Guacolda 4 uni. + Taltal 2 uni.) - Salida de una unidad de Central Guacolda.... 72 5.2.19 Escenario operacional 19: Caso 4 (Guacolda 4 uni. + Taltal 2 uni. + El Peñón 50 uni.) - Sin contingencias... 74 5.2.20 Escenario operacional 20: Caso 4 (Guacolda 4 uni. + Taltal 2 uni. + El Peñón 50 uni.) - Salida completa de Punta Palmeras... 78 5.2.21 Escenario operacional 21: Caso 4 (Guacolda 4 uni. + Taltal 2 uni. + El Peñón 50 uni.) - Salida simultánea de todos los parques eólicos de la zona.... 80 5.2.22 Escenario operacional 22: Caso 4 (Guacolda 4 uni. + Taltal 2 uni. + El Peñón 50 uni.) - Salida de un circuito de Pan de Azúcar Las Palmas 220 kv.... 82 5.2.23 Escenario operacional 23: Caso 4 (Guacolda 4 uni. + Taltal 2 uni. + El Peñón 50 uni.) - Salida de un circuito de Las Palmas Los Vilos 220 kv.... 84 5.2.24 Escenario operacional 24: Caso 4 (Guacolda 4 uni. + Taltal 2 uni. + El Peñón 50 uni.) - Salida de una unidad de Central Guacolda.... 86 6 CONCLUSIONES... 88 6
ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Centrales en construcción. ITD Octubre 2013... 16 Tabla 2: Centrales recomendadas. ITD Octubre 2013... 17 Tabla 3: Obras de Transmisión en construcción. ITD Octubre 2013... 18 Tabla 4: Obras de Transmisión recomendadas. ITD Octubre 2013... 18 Tabla 5: Proyección de crecimiento, consumo Regulado + Industrial, por zonas características. ITD Octubre 2013... 19 Tabla 6: Proyección de crecimiento, consumo Regulado, por zonas características. ITD Octubre 2013... 19 Tabla 7: Proyección de crecimiento, consumo Industrial, por zonas características. ITD Octubre 2013... 19 Tabla 8: Actualización de la demanda a Agosto 2014 (p.u.) realizado en la Base Digsilent... 20 Tabla 9: Proyectos de generación carta D.O. Nº0988/2013 y D.O. Nº0043/2013... 20 Tabla 10: Datos Generador... 21 Tabla 11: Datos Cables Media Tensión... 21 Tabla 12: Datos Transformador de poder... 23 Tabla 13: Datos Línea de Transmisión... 23 Tabla 14: Escenarios Operacionales (24) solicitados en carta D.O. Nº0988/2013... 29 Tabla 15: Centrales Fotovoltaicas prontas a conectarse al SIC... 31 Tabla 16: Centrales Eólicas conectadas y prontas a conectarse al SIC... 32 Tabla 17: Características centrales Guacolda, Taltal y El Peñón.... 32 Tabla 18: Despachos de interés realizados para los Escenarios 1-2-3-4-5-6... 34 Tabla 19: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 1... 35 Tabla 20: Niveles de Tensión, Escenario 1... 35 Tabla 21: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 2... 37 Tabla 22: Niveles de Tensión, Escenario 2... 37 Tabla 23: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 3... 39 Tabla 24: Niveles de Tensión, Escenario 3... 39 Tabla 25: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 4... 41 Tabla 26: Niveles de Tensión, Escenario 4... 41 Tabla 27: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 5... 43 Tabla 28: Niveles de Tensión, Escenario 5... 43 Tabla 29: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 6... 45 Tabla 30: Niveles de Tensión, Escenario 6... 45 Tabla 31: Despachos de interés realizados para los Escenarios 7-8-9-10-11-12... 47 Tabla 32: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 7... 48 Tabla 33: Niveles de Tensión, Escenario 7... 49 Tabla 34: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 8... 51 Tabla 35: Niveles de Tensión, Escenario 8... 51 Tabla 36: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 9... 53 Tabla 37: Niveles de Tensión, Escenario 9... 53 7
Tabla 38: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 10... 55 Tabla 39: Niveles de Tensión, Escenario 10... 55 Tabla 40: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 11... 57 Tabla 41: Niveles de Tensión, Escenario 11... 57 Tabla 42: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 12... 59 Tabla 43: Niveles de Tensión, Escenario 12... 59 Tabla 44: Despachos de interés realizados para los Escenarios 13-14-15-16-17-18... 61 Tabla 45: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 13... 63 Tabla 46: Niveles de Tensión, Escenario 13... 63 Tabla 47: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 14... 65 Tabla 48: Niveles de Tensión, Escenario 14... 65 Tabla 49: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 15... 67 Tabla 50: Niveles de Tensión, Escenario 15... 67 Tabla 51: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 16... 69 Tabla 52: Niveles de Tensión, Escenario 16... 69 Tabla 53: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 17... 71 Tabla 54: Niveles de Tensión, Escenario 17... 71 Tabla 55: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 18... 73 Tabla 56: Niveles de Tensión, Escenario 18... 73 Tabla 57: Despachos de interés realizados para los Escenarios 19-20-21-22-23-24... 75 Tabla 58: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 19... 76 Tabla 59: Niveles de Tensión, Escenario 19... 77 Tabla 60: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 20... 79 Tabla 61: Niveles de Tensión, Escenario 20... 79 Tabla 62: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 21... 81 Tabla 63: Niveles de Tensión, Escenario 21... 81 Tabla 64: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 22... 83 Tabla 65: Niveles de Tensión, Escenario 22... 83 Tabla 66: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 23... 85 Tabla 67: Niveles de Tensión, Escenario 23... 85 Tabla 68: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 24... 87 Tabla 69: Niveles de Tensión, Escenario 24... 87 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Modelo DigSilent Power Factory de Diagrama de Unilineal Parque Eólico Punta Palmeras... 13 Figura 2. Unilineal Parque Eólico y S/E Punta Palmeras... 14 Figura 3. Diagrama Unilineal Digsilent de la S/E Punta Palmeras en el SIC... 15 Figura 4. Diagrama Unilineal simplificado de la zona... 30 8
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1 INTRODUCCIÓN La empresa Acciona Energía Chile S.A., en adelante el Cliente, está construyendo el parque eólico Punta Palmeras, en adelante la central, en la zona cercana a la ciudad de Los Vilos y espera conectarla al SIC, específicamente a la subestación Las Palmas en 220 [kv]. Dicha subestación es propiedad de la empresa Transelec. En el marco de la normativa vigente, todo central que desee conectarse al SIC, debe cumplir con requerimientos técnicos identificados en la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio, NT de SyCS. El presente documento corresponde al estudio de flujo de potencias, en el cual se analizan la potencia activa y reactiva, niveles de tensión y factor de potencia en el punto de conexión de la central al SIC. Se proyecta que la central inyectará en el SIC, en condición de generación normal, una potencia de 45 [MW]. Se estima que la central se incorporará al SIC en el mes de Agosto de 2014. 10
2 OBJETIVOS La conexión de la central debe ser evaluada técnicamente de acuerdo a las disposiciones y normativas vigentes. Esto con el fin de determinar el impacto eléctrico que tendrá su incorporación en el SIC. El análisis del impacto se realiza en base a la representación del SIC, presente en la base de datos entregada por el CDEC-SIC, a la cual se le agrega la central en estudio. Las simulaciones se efectuaron utilizando el software Power Factory de Digsilent. La evaluación se efectúa realizando simulaciones estáticas o de régimen permanente de la operación del SIC, en distintas condiciones de operación, incluyendo en él la conexión de la central, reflejando con esto las condiciones de operación futuras del sistema. Al simular las distintas condiciones en que puede operar el sistema, es posible analizar los niveles de carga de las líneas, los niveles de tensión en los puntos adyacentes, los reactivos del sistema y el factor de potencia en el punto de conexión de la central, y así determinar si la central y la subestación cumplen con las exigencias establecidas en la NT de SyCS. 11
3 RECOPILACION DE ANTECEDENTES 3.1 ANTECEDENTES GENERALES DEL PROYECTO A objeto de poder realizar las modelaciones, el cliente ha enviado la información necesaria de las instalaciones de la central y de la subestación de conexión, y los equipos de ambas. Además se cuenta con la base de datos del programa Power Factory de DigSilent, enviada por el CDEC-SIC en archivos de dicho software de simulación, actualizada a Agosto de 2014, mes en que se espera que la central comience su inyección al SIC. Está proyectado que la central genere en 12 [kv] mediante 15 turbinas modelo AW109 3000 IECIIa [50Hz] Acciona Windpower de 3 [MW] de potencia cada una, con un total de 45 [MW] para el parque eólico. Dichas unidades generadoras se conectarán mediante tres alimentadores a la barra de 12 [kv] que conecta con el transformador de 12/220 [kv] y 50 [MVA] de potencia, ver Figura 1. Finalmente, y por medio de un línea en 220 [kv] y de 6,4 [km] de longitud, se inyecta la potencia generada por la central al SIC, conectándose a un paño de la subestación Las Palmas de Transelec. 3.2 DIAGRAMA UNILINEAL DE LA INSTALACIÓN El diagrama unilineal que se expone a continuación, en la Figura 1, muestra la configuración de la central en estudio modelo Digsilent, en la Figura 2 el unilineal detallado de la S/E Punta Palmeras y en la Figura 3 la subestación de conexión y parte del sistema SIC en la zona de conexión extraída de Digsilent. 12
Line(27) Line(29) Line(31) Line(26) Line(28) Line(30) P Palmeras 220/12kV 50 MVA Line(32) ESTUDIO DE FLUJO DE POTENCIAS Las Palmas J2 Punta Palmeras J 11 Punta Palmeras C Line(17) Line(18) Line(20) Line(21) Line(25) A.5.3(1) A5.2(2) A5.1(3) A3.3(6) A3.2(7) A3.1(8) A1.2(12) A1.1(13) G ~ AW(3) G ~ AW(2) G ~ AW(1) G ~ AW(6) G ~ AW(7) G ~ AW(8) G ~ AW(1.. G ~ AW(1.. Line(19) Line(22) Line(23) Line(24) A4.2(4) A4.1(5) A2.3(9) A2.2(10) A2.1(11) A6.2(15) A6.1(14) G ~ AW(4) G ~ AW(5) G ~ AW(9) G ~ AW(1.. G ~ AW(1.. G ~ AW(1.. G ~ AW(1.. Figura 1. Modelo DigSilent Power Factory de Diagrama de Unilineal Parque Eólico Punta Palmeras 13
Figura 2. Unilineal Parque Eólico y S/E Punta Palmeras unilineal.pdf 14
Line(32) I. SS/AA Las Palmas SS/AA Olivos 12 R. Marbella 110 kv I. Pto. Chungo + SS/AA Los Vilos 110 kv R. Salamanca 110 kv R. Illapel 66 kv 0 0 0 0 0 1 E Tap Talin.. Tap Talin.. I. Min.Carmen de Andacollo 110 kv 0 R. El Peñon 110 kv Cururos Pan de Az.. Pan de Az.. El Arrayan -8 ESTUDIO DE FLUJO DE POTENCIAS Pan de Azucar J1 Pan de Azucar J2 H2 R. Andacollo 66 Totoral 4 Reg 2 S/E El Arrayán 4 0 M1 H Z Tap Talinay 0 C1 0 R. E2 H R. San Joaquin 110 kv I. MCDA E1 0 S/E Los Cururos B2 0 Tap MRedondo C B1 G ~ G ~ G ~ G ~ G ~ H -2 I. SS/AA El Peñón 0 0 H Central Totoral J EL PEÑON 0 0 0 0 0 E 9 Central Canela J V V E LOS ESPINOS 0 0 0 0 Las Palmas J2 0 I. SS/AA Los Espinos C2 J G ~ G ~ G ~ G ~ I. Ov alle 66 kv E R. Ov alle 66 kv Punta Palmeras J Out of Calculation De-energized Voltage Levels 500, kv 220, kv 154, kv 110, kv 66, kv 60, kv 44, kv 34,5 kv 33, kv 25, kv 24, kv 23, kv 20, kv 19, kv 18, kv 16,7 kv 15,75 kv 15, kv 14,8 kv 14,49 kv 13,9 kv 13,8 kv 13,35 kv 13,3 kv 13,2 kv 12,5 kv 12, kv 11,5 kv Los Vilos J.. Nogales J1 Nogales J2 I. Los Piuquenes 220 kv J OLIVOS Figura 3. Diagrama Unilineal Digsilent de la S/E Punta Palmeras en el SIC 3 10 C1 H 3 8 H R. Quereo 110 kv 8 3 C2 R G ~ G ~ G ~ G ~ H R. Casas Viejas 110 kv 0 H 15
3.3 ACTUALIZACIÓN DE LA BASE DE DATOS La base de datos entregada por el CDEC-SIC fue actualizada a agosto de 2014 ingresando en esta las obras en construcción de: generación, transmisión y proyección de demanda publicadas por la CNE en el informe de precios de nudo vigente: FIJACION DE PRECIOS DE NUDO OCTUBRE DE 2013 SISTEMA INTERCONECTADO CENTRAL (SIC), OCTUBRE DE 2013, INFORME TECNICO DEFINITIVO. Así también los proyectos de generación indicados en la carta D.O. Nº0988/2013 generada por el CDEC-SIC a petición del cliente. Dichas actualizaciones se muestran en las tablas siguientes. Para llevar el SIC al escenario futuro, se seleccionaron las obras que debieran estar en servicio en agosto de 2014. Tabla 1: Centrales en construcción. ITD Octubre 2013 16
Tabla 2: Centrales recomendadas. ITD Octubre 2013 17
Tabla 3: Obras de Transmisión en construcción. ITD Octubre 2013 Tabla 4: Obras de Transmisión recomendadas. ITD Octubre 2013 18
Tabla 5: Proyección de crecimiento, consumo Regulado + Industrial, por zonas características. ITD Octubre 2013 Tabla 6: Proyección de crecimiento, consumo Regulado, por zonas características. ITD Octubre 2013 Tabla 7: Proyección de crecimiento, consumo Industrial, por zonas características. ITD Octubre 2013 19
Tabla 8: Actualización de la demanda a Agosto 2014 (p.u.) realizado en la Base Digsilent CONSUMO RESIDENCIAL CONSUMO INDUSTRIAL SISTEMA ago-14 SISTEMA ago-14 SIC NORTE 1,04 SIC NORTE 1,13 SIC CENTRO 1,05 SIC CENTRO 1,01 SIC ITAHUE 1,06 SIC ITAHUE 1,06 SIC CONCEP 1,06 SIC CONCEP 1,03 SIC SUR 1,07 SIC SUR 1,07 SIC AUSTRAL 1,07 SIC AUSTRAL 1,01 Tabla 9: Proyectos de generación carta D.O. Nº0988/2013 y D.O. Nº0043/2013 Proyecto Generación Punto de Conexión Capacidad Fecha de Puesta en Servicio Instalada MW Proyecto Fotovoltaico Javiera Barra seccionadora en LT 110 kv Diego de Almagro - Taltal (*) 70 4º trimestre 2014 Proyecestos Fotovoltaicos Canto del Agua, Denersol II y Denersol III S/E Maitencillo 110 kv 59 Julio 2014 Central Fotovoltaica Llano de Llampos Barra seccionadora en LT 220 kv Cardones - Cerro Negro Norte 100 Diciembre 2013 Parque Eólico El Arrayán Barra seccionadora en LT 220 kv Las Palmas - Pan de Azúcar C2 115 2014 Proyecto Fotovoltaico San Andrés Barra seccionadora en LT 220 kv Cardones - Carrera Pinto 50 Diciembre 2013 Parque Eólico Pacífico y La Cebada (Los S/E Seccionadora circuito 1 Las Palmas - Pan de Cururos) Azúcar 220 kv (a 30 km de Las Palmas) 72 Fines de 2013 Proyectos Fotovoltaicos Inca de Varas I y II S/E Carrera Pinto 50 1º semestre 2014 Proyecto Fotovoltaico "PV Salvador" Tap off en LT 110 kv Diego de Almagro - Salvador 68 1º semestre 2014 Proyectos Fotovoltaicos Valleland I y Valleland II Tap-Off en LT 220 kv Maitencillo - Cardones c1 67 1º semestre 2014 Proyectos Fotovoltaica Solar Atacama S/E Carrera Pinto 135 Julio 2014 Proyecto Solar SolaireDirect Generation x S/E Los Loros 05 50 3º trimestre 2014 Suma 836 (*) De acuerdo a lo indicado en la carta D.O. Nº0043/2013 de fecha 15 de Enero de 2014, se cambia el punto de conexióndel Proyecto Fotovoltaico Javiera de "Barra seccionador LT 220 kv Diego de Almagro - Paposo" a "Barra seccionadora LT 110 kv Diego de Almagro - Taltal" 20
3.4 DETALLE DE LOS EQUIPOS PRINCIPALES Tabla 10: Datos Generador Datos Generador Cantidad de unidades del Parque 15 Modelo AW109/3000 IECIIa [50Hz] Fabricante Acciona Windpower S.A. Tipo de generador Máquina asíncrona Tipo de máquina Doblemente alimentada (DFIG) Voltaje nominal 12 kv Potencia Aparente Nominal 3599 kva Potencia activa nominal 3000 kw Frecuencia nominal 50 Hz Zecuencia cero R0 0.01 p.u. Zecuencia cero X0 0.1 p.u. Resistencia estator Rs 0.01118 p.u. Mreactancia mag. Xm 3.18658 p.u. Reactancia estator Xs 0.20744 p.u. Resistencia rotor RrA 0.011422 p.u. Reactancia estator XrA 0.110718 p.u. Corriente de rotor bloqueado (IIr/In) 2.25 p.u. R/X de roto bloqueado 0.053904 p.u. Tabla 11: Datos Cables Media Tensión Cables de Media Tensión (1) Tipo (cable aislado) Sección Voltaje nominal Corriente nominal (subt.) Corriente nominal (aéreo) Frecuencia nominal Resistencia R1 (20 ºC) Reactancia X1 Resistencia R0 (20 ºC) Reactancia X0 XLPE Al 500 kcm 15 kv 0.436 ka 1 ka 50 Hz 0.168 Ω/km 0.119 Ω/km 0.42 Ω/km 0.501 Ω/km 21
Cables de Media Tensión (2) Tipo (cable aislado) XLPE Al Sección 1000 kcm Voltaje nominal 15 kv Corriente nominal (subt.) 0.65 ka Corriente nominal (aéreo) 1 ka Frecuencia nominal 50 Hz Resistencia R1 (20 ºC) 0.105 Ω/km Reactancia X1 0.098 Ω/km Resistencia R0 (20 ºC) 0.26 Ω/km Reactancia X0 0.404 Ω/km Cables de Media Tensión (3) Tipo (cable aislado) XLPE Al Sección 1250 kcm Voltaje nominal 15 kv Corriente nominal (subt.) 0.8 ka Corriente nominal (aéreo) 1 ka Frecuencia nominal 50 Hz Resistencia R1 (20 ºC) 0.064 Ω/km Reactancia X1 0.095 Ω/km Resistencia R0 (20 ºC) 0.165 Ω/km Reactancia X0 0.4 Ω/km Cables de Media Tensión (4) Tipo (cable desnudo) LA-180 Sección (total) 182 mm2 Voltaje nominal 15 kv Corriente nominal (subt.) --- Corriente nominal (aéreo) 0.4313 ka Frecuencia nominal 50 Hz Resistencia R1 (20 ºC) 0.1962 Ω/km Reactancia X1 0.387 Ω/km Resistencia R0 (20 ºC) 0.365 Ω/km Reactancia X0 1.73 Ω/km 22
Tabla 12: Datos Transformador de poder Datos Transformador de poder Tipo de transformador 2 enrollados Potencia nominal 50 MVA Tensión 220/12 kv Tipo de conexión YNd11 R1 0,00392 p.u. X1 0,1197358 p.u. R0 0,0 p.u. X0 0,06 p.u. Corriente en vacío 0,08 % Pérdidas en vacío 23,5 kw (a 100% de voltaje primario; 220/12 kv) Cambiador de Tap lado AT Taps ± 10 x 1,25 % (bajo carga Tabla 13: Datos Línea de Transmisión Línea de transmisión Tipo Sección Largo Voltaje nominal Corriente nominal Frecuencia nominal Resistencia R1 (20º C) Reactancia X1 Resistencia R0 Reactancia X0 AAAC Flint 375 mm2 6.4 km 220 kv 0.587 ka 50 Hz 0.0996 Ohm/km 0.39 Ohm/km 0.2324 Ohm/km 1.3038 Ohm/km 23
4 ASPECTOS CONSIDERADOS DE LA NORMA TÉCNICA Cabe mencionar que de acuerdo con los artículos 1-4, 1-5 y 2-7 de la NT de SyCS vigente (año 2010 Modif. Rex442), todas sus disposiciones son aplicables a las instalaciones de la Central en estudio tanto en los aspectos de diseño de las instalaciones que las interconectan al SIC, como en cuanto a las condiciones de operación y su correspondiente coordinación operativa con el centro de despacho económico de carga, en adelante CDEC- SIC. Los estudios desarrollados permiten verificar el cumplimiento de aquellos aspectos que tienen relación con las condiciones de operación de la instalación con el resto del SIC. Enmarcado en el capítulo 5, en donde se establecen las exigencias para estándares de seguridad y calidad de servicio, a continuación se destacan alguno de sus artículos. Artículo 5-2 El alcance del presente capítulo es: a) Establecer estándares de SyCS que permitan calificar los estados de operación del SI y discriminar los estados aceptables de aquellos que no lo son, a partir de la definición de un conjunto de indicadores característicos de la operación del SI. b) Establecer las exigencias mediante las cuales se definen las capacidades y condiciones de operación de las instalaciones del SI. c) Definir las especificaciones y requerimientos de los Estudios Específicos que debe realizar la DO para la determinación de los límites o márgenes operacionales. Artículo 5-23 Las Instalaciones de Clientes no sometidos a regulación de precios deberán tener un Factor de Potencia (FP) calculado en intervalos integrados de 60 minutos, en cualquier condición de carga, en cada una de las Instalaciones de Conexión de Clientes, según nivel de tensión como se indica a continuación: a) 0,93 inductivo y 0,96 capacitivo en la Instalación de Conexión de Cliente con tensión nominal inferior a 30 [kv]. b) 0,96 inductivo y 0,98 capacitivo en la Instalación de Conexión de Cliente con tensiones nominales iguales o superiores a 30 [kv] e inferiores a 100 [kv]. c) 0,98 inductivo y 0,995 capacitivo en la Instalación de Conexión de Cliente con tensiones nominales iguales o superiores a 100 [kv] e inferiores a 200 [kv]. 24
d) 0,98 inductivo y 1,000 en la Instalación de Conexión de Cliente con tensiones nominales iguales o superiores 200 [kv]. El factor de potencia se deberá calcular de la siguiente forma: FP = Coseno(ArcoTangente((QST+QGI)/(PST+PGI))) Donde: PST: Potencia Media Real Activa medida en la Instalación de Conexión de Cliente con el Sistema de Transmisión. Valor positivo cuando fluye desde el Sistema de Transmisión. QST: Potencia Media Real Reactiva medida en la Instalación de Conexión de Cliente con el Sistema de Transmisión. Valor positivo cuando fluye desde el Sistema de Transmisión. PGI: Potencia Media Real Activa total medida en las Instalaciones de Conexión de la Generación Interna a las Instalaciones del Cliente Libre correspondiente a la Instalación de Conexión en cuestión. Valor positivo cuando fluye desde la Generación Interna. QGI: Potencia Media Real Reactiva medida en las Instalaciones de Conexión de la Generación Interna a las Instalaciones del Cliente Libre correspondiente a la Instalación de Conexión en cuestión. Valor positivo cuando fluye desde la Generación Interna. En el caso de existir más de un Punto de Conexión de un mismo Cliente en la misma instalación del Sistema de Transmisión, el cálculo del Factor de Potencia se realizará sumando las mediciones de cada Instalación de Conexión del Cliente. En caso de existir Instalaciones de Conexión de Clientes enmalladas, el factor de potencia deberá calcularse para el conjunto de instalaciones que presentan esta característica. La exigencia del factor de potencia medido deberá cumplirse en al menos un 98% del tiempo estadístico de cada mes. Artículo 5-25 El SI deberá operar en Estado Normal con todos los elementos e instalaciones del Sistema de Transmisión y compensación de potencia reactiva disponibles, y suficientes márgenes y reserva de potencia reactiva en las unidades generadoras, compensadores estáticos y sincrónicos, para lo cual el CDC y los CC, según corresponda, deberán controlar que la magnitud de la tensión en las barras del SI esté comprendida entre: 25
a) 0,97 y 1,03 por unidad, para instalaciones del Sistema de Transmisión con tensión nominal igual o superior a 500 [kv]. b) 0,95 y 1,05 por unidad, para instalaciones del Sistema de Transmisión con tensión nominal igual o superior a 200 [kv] e inferior a 500 [kv]. c) 0,93 y 1,07 por unidad, para instalaciones del Sistema de Transmisión con tensión nominal inferior a 200 [kv]. En casos debidamente justificados en reemplazo de las tensiones nominales a que se refiere el presente artículo, la DO podrá definir tensiones de servicio para las distintas instalaciones del SI. La DO deberá justificar el uso de las tensiones de servicio mediante un Estudio Específico que se actualizará cada 2 años el cual deberá ser enviado a la SEC. En todo caso, en sus respectivas evaluaciones, el Estudio de Transmisión Troncal y los Estudios de Subtransmisión sólo deberán utilizar tensiones nominales. Artículo 5-27 En Estado Normal, el control de las tensiones del SI dentro de la banda de variación permitidas deberá efectuarse manteniendo la potencia reactiva de las unidades generadoras dentro del Diagrama PQ, de acuerdo a lo especificado en el TÍTULO 6-7 de la presente NT Artículo 5-28 Para cumplir con lo indicado en el artículo precedente, el aporte de potencia reactiva de las unidades generadoras estará limitado por los valores de la tensión máxima admisible en terminales de la unidad. Artículo 5-29 En Estado de Alerta el CDC y los CC deberán controlar que la magnitud de la tensión en las barras del SI esté comprendida entre: a) 0,96 y 1,04 por unidad, para instalaciones del Sistema de Transmisión con tensión nominal igual o superior a 500 [kv]. b) 0,93 y 1,07 por unidad, para instalaciones del Sistema de Transmisión con tensión nominal igual o superior a 200 [kv] e inferior a 500 [kv]. c) 0,91 y 1,09 por unidad, para instalaciones del Sistema de Transmisión con tensión nominal inferior a 200 [kv]. En casos debidamente justificados en reemplazo de las tensiones nominales a que se refiere el presente artículo, la DO podrá definir tensiones de servicio para las distintas instalaciones del SI. 26
La DO deberá justificar el uso de las tensiones de servicio mediante un Estudio Específico que se actualizará cada 2 años el cual deberá ser enviado a la SEC. En todo caso, en sus respectivas evaluaciones, el Estudio de Transmisión Troncal y los Estudios de Subtransmisión sólo deberán utilizar tensiones nominales. Artículo 5-32 La DO determinará la Capacidad de Transmisión en Régimen Permanente de cada Elemento Serie del Sistema de Transmisión a partir del Límite Térmico o máxima corriente admisible, según corresponda, el Límite por Regulación de Tensión, el Límite por Estabilidad Permanente y el Límite por Contingencias. La DO deberá mantener debidamente actualizada esta información en la página WEB del CDEC. Para estos efectos, se debe entender por Límite por Estabilidad Permanente la máxima transferencia que permite operar en forma estable, sin que se ponga en riesgo el sincronismo de las unidades generadoras conectadas en las áreas determinadas por los extremos receptor y el emisor de la instalación de transmisión. EL CDC y los CC, según corresponda, operarán los Elementos Serie manteniendo la corriente transportada en un valor equivalente inferior o igual al 100 % de la Capacidad de Transmisión en Régimen Permanente, tanto en Estado Normal como en Estado de Alerta. 27
5 ESTUDIO DE FLUJO DE POTENCIAS El estudio de flujo de potencias busca analizar el impacto que tendrá en el SIC la incorporación de la nueva central. Este análisis se hace por medio de simulaciones de distintos escenarios operacionales. El impacto en el SIC de la conexión de la central se realiza comparando la situación actual respecto de la situación proyectada. Se verificará el cumplimiento de las exigencias normativas. Primeramente, se tienen casos base, que corresponden a los generados con la base de datos Digsilent, enviada por el CDEC-SIC, con las modificaciones correspondientes al aumento proyectado de la demanda, ingreso previsto de centrales y obras de transmisión informadas en el informe de fijación de precios de nudo de corto plazo de la CNE para la fecha de puesta en servicio de la central, así también, los proyectos indicados en la carta D.O. 0988/2013. Estos casos base, que son la combinación de topología, generación y demanda, en que se tienen todos los elementos del sistema disponibles, se entienden como escenarios normales de operación, pudiendo denominarse escenarios de estado N. Posteriormente, a estos escenarios base se le aplican distintas contingencias simples a las que puede verse afectado el sistema, analizando el comportamiento de las variables a estudiar, obteniendo así escenarios de estado N-1. Estas contingencias son las solicitadas por el CDEC-SIC en la carta D.O. Nº0988/2013. En los escenarios que se produzcan sobrecargas en los elementos serie, o que las tensiones en los puntos estudiados estén fuera de lo exigido por la normativa vigente, estos se simularán considerando la central no despachada, para así determinar si estas salidas de norma corresponden al ingreso de la central al sistema, o a una pre-existencia. Los casos operacionales que resulten de la combinación de topologías, generación y demandas, se exponen a continuación en la Tabla 14. 28
5.1 ESCENARIOS ANALIZADOS. A continuación, se muestran en la Tabla 14, los escenarios operacionales analizados para determinar el impacto de la incorporación de la central. Se considera un nivel de demanda alta en la Zona Norte (demanda medida desde el extremo norte del SIC hasta S/E Nogales), tomando como base un escenario con hidrología seca. Tabla 14: Escenarios Operacionales (24) solicitados en carta D.O. Nº0988/2013 Nº Caso Demanda Generación Salida de Servico no simultánea 1 1.0 Sin contingencia 2 1.1 Totalidad del Parque Eólico Punta Palmeras Demanda Alta en Zona Norte 3 1.2 Totalidad de los Parques Eólicos de la zona Caso 1 (extremo norte del SIC hasta Central Guacolda (4 uni.) 4 1.3 Un circuito de LT 2x220 kv Pan de Azúcar - Las Palmas S/E Nogales) 5 1.4 Un circuito de LT 2x220 kv Las Palmas - Los Vilos 6 1.5 Una unidad de Central Guacolda 7 2.0 Sin contingencia 8 2.1 Totalidad del Parque Eólico Punta Palmeras Demanda Alta en Zona Norte 9 2.2 Totalidad de los Parques Eólicos de la zona Caso 2 (extremo norte del SIC hasta Caso 1 + Taltal (1 uni.) 10 2.3 Un circuito de LT 2x220 kv Pan de Azúcar - Las Palmas S/E Nogales) 11 2.4 Un circuito de LT 2x220 kv Las Palmas - Los Vilos 12 2.5 Una unidad de Central Guacolda 13 3.0 Sin contingencia 14 3.1 Totalidad del Parque Eólico Punta Palmeras Demanda Alta en Zona Norte 15 3.2 Totalidad de los Parques Eólicos de la zona Caso 3 (extremo norte del SIC hasta Caso 1 + Taltal (2 uni.) 16 3.3 Un circuito de LT 2x220 kv Pan de Azúcar - Las Palmas S/E Nogales) 17 3.4 Un circuito de LT 2x220 kv Las Palmas - Los Vilos 18 3.5 Una unidad de Central Guacolda 19 4.0 Sin contingencia 20 4.1 Totalidad del Parque Eólico Punta Palmeras Demanda Alta en Zona Norte 21 4.2 Totalidad de los Parques Eólicos de la zona Caso 4 (extremo norte del SIC hasta Caso 3 + El Peñón (50 uni.) 22 4.3 Un circuito de LT 2x220 kv Pan de Azúcar - Las Palmas S/E Nogales) 23 4.4 Un circuito de LT 2x220 kv Las Palmas - Los Vilos 24 4.5 Una unidad de Central Guacolda El objetivo es ir formando escenarios de generación que correspondan a hidrologías cada vez más secas, mediante la incorporación de centrales térmicas ubicadas en la zona norte. Obviamente la inclusión de estas centrales en los despachos, debe considerar el respeto de los límites de transferencias que tienen las líneas de transmisión de la zona. Se utilizarán líneas En todos los casos descritos en la Tabla 14 se deben considerar la generación de todo el conjunto de parques eólicos de la zona, con condiciones similares de viento. En la siguiente figura se muestra un unilineal simplificado de la zona que identifica las subestaciones troncales y las centrales fotovoltaicas (FV), eólicas (PE) y térmicas (CT) que son de interés en las simulaciones del estudio. 29
- Figura 4. Diagrama Unilineal simplificado de la zona 30
5.2 RESULTADOS SIMULACIONES En esta sección se exponen en tablas los resultados obtenidos de las simulaciones de flujo de potencias realizadas en cada escenario descrito en el punto 5.1. Se tienen en total 4 casos de generación y 6 casos de contingencias, dando como resultado 24 escenarios de operación a simular. Estos corresponden a potencias activas y reactivas transmitidas, y niveles de carga de los elementos serie analizados. Por su parte, también se muestran los niveles de tensión en los distintos puntos del sistema estudiados. En todos los 24 escenarios a simular, se busca despachar 4 unidades de la central Guacolda las que para dar seguridad al sistema deben estar siempre en servicio, además se requiere despachar los parques FV y eólicos, con régimen similar de generación. En las siguientes tablas se muestra la generación fotovoltaica y eólica disponible en la zona. Tabla 15: Centrales Fotovoltaicas prontas a conectarse al SIC Central Fotovoltaica Punto de Conexión Capacidad Instalada MW Solar Atacama S/E Carrera Pinto 220 kv 135 Llano de Llampos LT 220 kv Cardones - Cerro Negro Norte 100 Javiera LT 220 kv Diego de Almagro - Paposo 70 Salvador LT 110 kv Diego de Almagro - Salvador 68 Valleland I y II LT 220 kv Maitencillo - Cardones C1 67 Canto del Agua, Denersol II y II S/E Maitencillo 110 kv 59 San Andrés LT 220 kv Cardones - Carrera Pinto 50 Inca de Varas I y II S/E Carrera Pinto 50 SolaireDirect Generation x 05 S/E Los Loros 50 Suma 649 31
Tabla 16: Centrales Eólicas conectadas y prontas a conectarse al SIC Central Eólica Punto de Conexión Capacidad Instalada MW El Arrayan LT Pan de Azúcar - Las Palmas L2 220 kv 115 Talinay LT Pan de Azúcar - Las Palmas L2 220 kv 90 Los Cururos LT Pan de Azúcar -Las Palmas L1 220 kv 72 Canela 2 Las Palmas 220 kv 60 Monte Redondo LT Pan de Azúcar -Las Palmas L1 220 kv 48 Punta palmeras Las Palmas 220 kv 45 Totoral Las Palmas 220 kv 35 Punta Colorada S/E Punta Colorada 220 kv 20 Canela 1 Las Palmas 220 kv 18 Suma 503 Así también son de interés las características de las centrales Guacolda, Taltal y El Peñón, las que serán incorporadas paulatinamente a medida que se avanza a hidrologías más secas por los 24 escenarios a simular. Tabla 17: Características centrales Guacolda, Taltal y El Peñón. Nombre unidad Combustible Capacidad Máxima MW Potencia Mínimo Técnico MW Guacolda 1 Carbón 152 75 Guacolda 2 Carbón 152 75 Guacolda 3 Carbón 152 75 Guacolda 4 Carbón 152 75 Total 608 300 Taltal 1 Gas/Diesel 123,4 75 Taltal 2 Gas/Diesel 123,4 75 Total 247 150 El Peñón Gas 1,36 0,468 Total (50 unidades) 68 24 32
5.2.1 Escenario operacional 1: Caso 1 (Guacolda 4 uni.) - Sin contingencias En los escenarios 1 al 6 de la Tabla 14, vale decir en el Caso 1, se busca observar el comportamiento de la zona al despachar 4 unidades de Guacolda; El Peñón y Taltal sin despachar. La central Guacolda, por motivos de seguridad del sistema ante contingencias, debe estar siempre en servicio, por otra parte, se requiere despachar los parques FV y eólicos, con régimen similar de generación. El despacho solicitado en los escenarios 1 al 6 tiene tres variables a considerar: 1. Porcentaje de generación fotovoltaica (todas las centrales FV está al norte de Maitencillo) 2. Potencia despachada en la central Guacolda 3. Porcentaje de generación eólica a despachar Se observa que las centrales FV y Guacolda tienen como cuello de botella para su máximo despacho la línea Maitencillo Punta Colorada. Para las centrales eólicas la limitación está en la línea Las Palmas Los Vilos. Además, un aumento del despacho al norte de Maitencillo, sea Guacolda o fotovoltaico, provoca un copamiento de la línea Las Palmas Los Vilos. Señalado lo anterior, se privilegió un alto despacho eólico que permitirá observar de mejor manera el efecto que provoca la inclusión de la central en estudio. De este modo se despacharon todos los parques eólicos de la zona a un 80% de su capacidad nominal, las centrales FV todas a un 20%, el despacho de Guacolda fue desplazado por la generación fotovoltaica, quedando Guacolda a un 70% de su capacidad máxima. Se privilegio una alta penetración eólica y es por esto que Guacolda se despacha en un punto intermedio entre el máximo y su mínimo técnico. Con estos despachos, la línea Los Vilos Las Palmas queda con una cargabilidad cercana al 50% por cada circuito lo que corresponde a su límite N-1. Para el caso de las centrales fotovoltaicas, al desconocer el mínimo técnico de cada proyecto incorporado, se utiliza el supuesto que estas centrales se componen de 5 arreglos de 20% de la generación total cada uno, luego, al desprender 4 de estos photovoltaic array las centrales FV quedarían despachadas a un 20% de su máxima capacidad cada una. En la Tabla 18 se muestran los despachos de interés para los escenarios 1 al 6. 33
Tabla 18: Despachos de interés realizados para los Escenarios 1-2-3-4-5-6 Central Fotovoltaica Capacidad Máxima MW Despacho 21% [MW] Central Eólica Capacidad Máxima MW Despacho 80% [MW] Solar Atacama 135 27,6 El Arrayan 115 92,0 Llano de Llampos 100 20,5 Talinay 90 72,0 Javiera 70 14,3 Los Cururos 72 57,6 Salvador 68 13,9 Canela 2 60 48,0 Valleland I y II 67 13,7 Monte Redondo 48 38,4 Canto del Agua 59 14,3 Punta palmeras 45 36,0 San Andrés 50 10,2 Totoral 35 28,0 Inca de Varas I y II 50 10,2 Punta Colorada 20 16,0 SolaireDirect Gener. 50 10,2 Canela 1 18 14,4 Total 649 135,0 Total 503 402,4 Central a Carbón Capacidad Máxima MW Despacho 70% [MW] Central a Gas/Diesel Capacidad Máxima MW Despacho 0% [MW] Guacolda 1 152 100 Taltal 1 125 0 Guacolda 2 152 100 Taltal 2 125 0 Guacolda 3 152 100 Total 250 0 Guacolda 4 152 120 Total 608 420 Central a Gas Capacidad Máxima MW Despacho 0% [MW] El Peñón (50 uni) 68 0 Total 68 0 Para mantener los niveles de tensión dentro de los valores indicados en el punto 5-25 de la NTSyCS, se despachó reactivos desde los parques eólicos que cuentan con máquinas de inducción doblemente alimentadas (DFIG) y desde las centrales FV incorporadas. Se ajustaron para disminuir los niveles de tensión, vale decir absorbiendo reactivos, a un factor de potencia de entre 0.97 0.98 capacitivo (nomenclatura utilizada en Digsilent). En la Tabla 19 y Tabla 20 se observan las cargabilidades de las líneas de la zona y los niveles de tensión, para determinar la cargabilidad para los escenarios del Caso 1 se considera al conductor operando a una temperatura ambiente de 25ºC, con sol. Se observa que en las condiciones de despacho ajustadas el sistema se encuentra con las características exigidas para un escenario en estado normal de operación. Las tensiones en las barras Maintencillo 220 kv y Punta Colorada 220 kv son mayores a las señaladas en el Art. 5-25 de la NTSyCS en ausencia del Parque Eólico Punta Palmeras, esta operación es la que se encuentra en la base Digsilent del CDEC-SIC. 34
Tabla 19: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 1 Dirección de los Flujos de Potencia Nivel de Tensión [kv] P Q % de [MW] [Mvar] carga Desde Hasta Diego de Almagro Carrera Pinto 220-114,7 3,3 58,4 Carrera Pinto San Andrés FV 220-81,1-1,3 40,7 San Andrés Cardones 220-71,5-0,4 35,6 Cardones L1 Valleland FV 220-96,1 10,7 47,9 Valleland FV Maitencillo 220-83,6-10,0 41,0 Cardones L2-L3 Maitencillo 220-83,7-13,5 25,0 Maitencillo C1-C2 Punta Colorada 220 23,1-9,4 12,0 Punta Colorada C1-C2 Pan de Azúcar 220 31,0 4,5 17,2 Pan de Azúcar L1 Los Cururos 220-50,1-2,5 21,8 Los Cururos L1 Monte Redondo 220 7,0 2,2 3,2 Monte Redondo L1 Las Palmas 220 45,1-0,8 19,4 Pan de Azúcar L2 El Arrayán 220-103,1 18,2 46,0 El Arrayán L2 Talinay 220-12,5 4,0 6,7 Talinay L2 Las Palmas 220 59,3-23,2 27,4 Las Palmas L1-L2 Los Vilos 220 113,8-17,2 49,4 Los Vilos C1-C2 Nogales 220 97,7-15,2 42,7 Tabla 20: Niveles de Tensión, Escenario 1 Subestación / Nodo Voltaje Nominal Voltaje Calculado [kv] [p.u.] [kv] Diego de Almagro 220 0,997 219,34 Carrera Pinto 220 1,011 222,42 San Andrés 220 1,019 224,18 Cardones 220 1,023 225,06 Maitencilo 220 1,054 231,88 Punta Colorada 220 1,051 231,22 Pan de Azúcar 220 1,038 228,36 El Arrayán 220 1,040 228,80 Talinay 220 1,038 228,36 Los Cururos 220 1,044 229,68 Monte Redondo 220 1,043 229,46 Las Palmas 220 1,041 229,02 Punta Palmeras 220 1,042 229,24 Los Vilos 220 1,035 227,70 Nogales 220 1,026 225,72 35
5.2.2 Escenario operacional 2: Caso 1 (Guacolda 4 uni.) - Salida completa de Punta Palmeras En el escenario 2 se requiere observar el sistema ante la salida completa del parque eólico Punta Palmeras. Para realizar este escenario se toma como base el escenario sin contingencias del Caso 1, vale decir el escenario 1, y en esta base se aplica la salida completa de la central en estudio. Por lo tanto, para este escenario son válidos los despacho y consideraciones del escenario 1 con la adición de la salida de servicio del PE Punta Palmeras. No se realizaron cambios en los despachos luego de ocurrida la contingencia ya que se entiende que se busca observar el sistema inmediatamente después de aplicada la contingencia, esto es, en cuanto el sistema alcanza el régimen permanente. En las siguientes tablas se observan las cargabilidades de las líneas de la zona y los niveles de tensión. Se observa que ante la contingencia aplicada el sistema mantiene las características exigidas para un escenario en estado normal de operación tanto para líneas de transmisión como SS/EE. El efecto neto sobre el sistema de la salida de la central, el que puede observarse al realizar comparaciones con las tablas del escenario 1, es una disminución de la potencia que va desde Las Palmas a Los Vilos de 36 MW que equivalen al 80% de la generación máxima del Parque eólico Punta Palmeras, según se puede observar los despachos entregado en la Tabla 18. También se observa un aumento despreciable de la tensión en las SS/EE Los Vilos y Monte Redondo que se debe a que Punta Palmeras se encontraba en modo absorber reactivos antes de salir de servicio, de todos modos, el efecto en la tensión es apenas perceptible. 36
Tabla 21: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 2 Dirección de los Flujos de Potencia Nivel de Tensión [kv] P Q % de [MW] [Mvar] carga Desde Hasta Diego de Almagro Carrera Pinto 220-114,7 3,3 58,4 Carrera Pinto San Andrés FV 220-81,1-1,4 40,7 San Andrés Cardones 220-71,5-0,4 35,6 Cardones L1 Valleland FV 220-96,1-10,7 47,9 Valleland FV Maitencillo 220-83,6-10,0 41,0 Cardones L2-L3 Maitencillo 220-83,7-13,5 25,0 Maitencillo C1-C2 Punta Colorada 220 23,1-9,4 12,0 Punta Colorada C1-C2 Pan de Azúcar 220 31,0 4,5 17,2 Pan de Azúcar L1 Los Cururos 220-50,1-2,6 21,8 Los Cururos L1 Monte Redondo 220 7,0 2,1 3,2 Monte Redondo L1 Las Palmas 220 45,1-1,0 19,4 Pan de Azúcar L2 El Arrayán 220-103,1 18,1 46,0 El Arrayán L2 Talinay 220-12,5 3,9 6,6 Talinay L2 Las Palmas 220 59,3-23,4 27,4 Las Palmas L1-L2 Los Vilos 220 95,9-15,8 41,7 Los Vilos C1-C2 Nogales 220 80,3-11,6 42,7 Tabla 22: Niveles de Tensión, Escenario 2 Subestación / Nodo Voltaje Nominal Voltaje Calculado [kv] [p.u.] [kv] Diego de Almagro 220 0,997 219,34 Carrera Pinto 220 1,011 222,42 San Andrés 220 1,019 224,18 Cardones 220 1,023 225,06 Maitencilo 220 1,054 231,88 Punta Colorada 220 1,051 231,22 Pan de Azúcar 220 1,038 228,36 El Arrayán 220 1,040 228,80 Talinay 220 1,039 228,58 Los Cururos 220 1,044 229,68 Monte Redondo 220 1,044 229,68 Las Palmas 220 1,041 229,02 Punta Palmeras 220 --- --- Los Vilos 220 1,036 227,92 Nogales 220 1,026 225,72 37
5.2.3 Escenario operacional 3: Caso 1 (Guacolda 4 uni.) - Salida simultánea de todos los parques eólicos de la zona. En el escenario 3 se requiere observar el sistema ante la salida simultánea de todos los parques eólicos de la zona. Para realizar este escenario se toma como base el escenario sin contingencias, vale decir el escenario 1, y en esta base se aplica la salida simultánea de todos los parques eólicos de la zona. Por lo tanto, para este escenario son válidos los despachos y consideraciones del escenario 1 con la adición de la salida de servicio de todas las centrales eólicas. No se realizaron cambios en los despachos luego de ocurrida la contingencia ya que se entiende que se busca observar el sistema inmediatamente después de aplicada la contingencia, esto es, en cuanto el sistema alcanza el régimen permanente. En las siguientes tablas se observan las cargabilidades de las líneas de la zona y los niveles de tensión. Se observa que ante la contingencia aplicada el sistema mantiene las características exigidas para un escenario de operación en estado normal tanto para líneas de transmisión como SS/EE. El efecto neto sobre el sistema de la salida de la central es la inversión del flujo de potencia desde Nogales hasta Pan de Azúcar debido a la pérdida de 402 MW que corresponden al 80% de la generación eólica del norte del SIC, Tabla 18. Se observa que la diferencia de potencia fluye desde Nogales hacia el Norte. 38
Tabla 23: Potencias Activa y Reactiva Transmitidas, y Porcentaje de Carga, Escenario 3 Dirección de los Flujos de Potencia Nivel de Tensión [kv] P Q % de [MW] [Mvar] carga Desde Hasta Diego de Almagro Carrera Pinto 220-114,7 3,5 58,4 Carrera Pinto San Andrés FV 220-81,1-1,1 40,7 San Andrés Cardones 220-71,5-0,2 35,6 Cardones L1 Valleland FV 220-96,1-10,7 47,9 Valleland FV Maitencillo 220-83,6-10,0 41,0 Cardones L2-L3 Maitencillo 220-83,7-13,4 25,0 Maitencillo C1-C2 Punta Colorada 220 23,1-9,1 12,1 Punta Colorada C1-C2 Pan de Azúcar 220 23,3 5,6 14,4 Pan de Azúcar L1 Los Cururos 220-84,5 9,3 37,3 Los Cururos L1 Monte Redondo 220-86,1 20,9 38,1 Monte Redondo L1 Las Palmas 220-86,3 22,2 38,7 Pan de Azúcar L2 El Arrayán 220-84,5 9,5 37,3 El Arrayán L2 Talinay 220-85,4 16,1 37,8 Talinay L2 Las Palmas 220-85,9 19,4 38,1 Las Palmas L1-L2 Los Vilos 220-86,7 26,6 40,5 Los Vilos C1-C2 Nogales 220-102,2 31,3 48,1 Tabla 24: Niveles de Tensión, Escenario 3 Subestación / Nodo Voltaje Nominal Voltaje Calculado [kv] [p.u.] [kv] Diego de Almagro 220 0,997 219,34 Carrera Pinto 220 1,011 222,42 San Andrés 220 1,018 223,96 Cardones 220 1,022 224,84 Maitencilo 220 1,054 231,88 Punta Colorada 220 1,050 231,00 Pan de Azúcar 220 1,038 228,36 El Arrayán 220 1,041 229,02 Talinay 220 1,042 229,24 Los Cururos 220 1,042 229,24 Monte Redondo 220 1,042 229,24 Las Palmas 220 1,041 229,02 Punta Palmeras 220 1,041 229,02 Los Vilos 220 1,035 227,70 Nogales 220 1,029 226,38 39