Criterios de seguridad N-1 - Revista Nueva Minería y...
-
Upload
vuongkhanh -
Category
Documents
-
view
225 -
download
0
Transcript of Criterios de seguridad N-1 - Revista Nueva Minería y...
Panel 1: Oportunidades y fortalezas – desventajas y
debilidades; perspectivas de desarrollo
Criterios de seguridad N-1
Prof. Dr. Rodrigo Palma Behnke
Dr. (C) Marcelo Cortés
Centro de Energía
Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile
Departamento de Ingeniería Eléctrica
30 de noviembre, 2010
noviembre de
2010
Contribuir con un análisis de la discusión actual
sobre el criterio de seguridad N-1 y
sus eventuales implicancias en una
interconexión SIC-SING
OBJETIVO
Criterio N-1 Marco conceptual
Confiabilidad: Seguridad + Suficiencia
Suficiencia: capacidad para abastecer la demanda eléctrica y
energética tomando en cuenta salidas programadas y plausibles
de elementos del sistema.
Seguridad: habilidad para soportar contingencias tales como
cortocircuitos y pérdida de elementos del sistema.
Seguridad de suministro == Suficiencia
Ref: The National Electricity Reliability Council oversees and co-
ordinates reliability and security for the entire United States.
Criterio N-1 Definición
• N-1 es un caso particular del criterio N-k desarrollado en la
década del 40.
Establece que el sistema eléctrico es capaz de soportar la
salida simultánea de k elementos de generación, red y/o
demanda, sin violar los límites operacionales ni tampoco
dejar de abastecer la demanda.
Enfoques Básicos
Estándar de diseño
Enfoque determinístico
Compromisos de LP
Estándar operacional
Enfoque probabilístico
Análisis costo -
beneficio
Probabilidad de ocurrencia conocida?
Costo de falla conocido?Efectos cuantificables ?
NO SI
Criterio N-1 N-k en la práctica
¿Cómo se trata un estándar en transmisión?
Categoría Contingencias Impacto en el sistema
Perturbaciones y elementos en contingencia
Sistema estable y variables en
rango
Pérdida de carga o de
transferencias
Desconexio-nes en
cascada
N Todas las instalaciones en servicio.
SI NO NO
N-1 - CC 1Ф, CC3Ф, con despeje: generador, circuito de LT, transformador.
SI NO con posibilidad de
ajustes programados
NO
N-1* - CC 1Ф, CC3Ф, con despeje: generador, circuito de LT, transformador.
SI Planificada / controlada
NO
N-2 Fallas con despejes retardados, 2 fallas consecutivas con despeje de elementos.
SI Planificada / controlada
NO
N-k Eventos de severidad extrema NO SI Controlada
País / Sistema Criterio de expansión utilizado
Determinístico Probabilístico
Alemania N-1 con N-2 en contingencias específicas
Francia N-1 SI
Holanda N-1 con N-2 en escenarios específicos Planificada / controlada
Brasil N-1 Se incorpora planificación probabilística
Japón N-1 red principal N-2 Tokyo Sólo para análisis de desprendimientos
Canadá N-2 en red principal y grandes ciudades Se incorpora paulatinamente
EEUU N-1 en general, N-2 excepcionalmente
Escocia N-1 red principal N-2 Interc. N-2, 3horas En adopción
Reino Unido N-2 en red principal y centros de carga Se incorpora paulatinamente
India N-1 para red principal 500 kV
Malasia N-1 en general, N-2 excepcionalmente
Israel N-1 red principal, N-2 ciudades escenar.
Australia, NECA N-1
Italia N-2
Nueva Zelanda N-1
Chile N, N-1* Costo esperado de falla de corto plazo
Ref: Main Transmission System Planning Guideline, Transpower, 2005Annexe 1 to report of working group on specification and negotiation of network services, NECA
Criterio N-1 N-k en la práctica
Araneda, J.C., “Presentation: Advanced Grid Reliability Standards”, SQSS International Workshop, London, 2009.
Criterio N-1 Situación actual en Chile
Criterio N-1¿Cómo se internaliza proceso de planificación?
Panel de Expertos resuelve en 30 d
Estudio ETT cada cuatro años
Revisión anual del ETT por parte del
CDEC
Proceso de licitación
Criterio N-1 ?
Esquema aplicado en Chile
Criterio N-1 Elementos constituyentes
Estándar de diseñoLímites de operación
producto de análisis de seguridad.
Modelos de coordinación hidrotérmica:
OSE, PLP, SDDP
Probabilidad de ocurrencia !!
Costo de falla !!
Estándar operacional
probabilidad de ocurrencia
Estándar operacionalRefleja sobrecostos
esperados por contingencias de baja
probabilidad de ocurrencia
Espacio de discusión
Criterio N-1 Elementos constituyentes
Ambigüedad en las definiciones
• N-1 considera torre doble circuito o circuito simple?
• ¿Se considera falla en barra?
• ¿Sólo demandas críticas dentro de las contingencias?
• ¿Se permite considerar EDAC / EDAG en planificación?
• ¿Salida de transformadores?
• ¿Salidas de operación de elementos de compensación?
Establece que el sistema eléctrico es capaz de Establece que el sistema eléctrico es capaz de soportar la salida simultánea de k elementos de
generación, red y/o demanda, sin violar los límitesoperacionales ni tampoco dejar de abastecer la
demanda.
Criterio N-1 Una mirada por segmento
N-1*
Estándar de diseño /
operacional
Estándar operacional
reflejado en la tarifa
Niveles deseables o definidos por la sociedad.
Estándar de diseñoénfasis medio
Estándar operacionalénfasis medio
Confiabilidad
Suficiencia Seguridad
Reglamentos, normas, bases.
Estándar de diseñoénfasis bajo
Estándar operacionalénfasis alto
Estándar de diseñoénfasis alto
Estándar operacionalénfasis bajo
A1
A2
A3
Criterio N-1 Aplicación en sistemas reales
Interconexión SIC-SING Marco conceptual
Confiabilidad: Seguridad + Suficiencia
Suficiencia: capacidad para abastecer la demanda eléctrica y
energética tomando en cuenta salidas programadas y plausibles
de elementos del sistema seguridad de suministro
aumento de suficiencia conjunta en la medida que enlace
permita intercambios.
Seguridad: habilidad para soportar contingencias tales como
cortocircuitos y pérdida de elementos del sistema no es
evidente ya que depende de criterios de diseño, operación y
respuesta del sistema frente a fallas (contingencias).
Interconexión SIC-SING Marco conceptual
Suficiencia: capacidad para abastecer la demanda eléctrica y
energética tomando en cuenta salidas programadas y plausibles
de elementos del sistema seguridad de suministro
aumento de suficiencia conjunta en la medida que enlace
permita intercambios.
SING SIC
Reserva conjunta = 46,7 %
Reserva = 48,4% Reserva = 46,1%
• Reserva conjunta mayor a SIC con alto componente térmico
posibilidad de optimización.
• Alternativas de fuentes y recursos energéticos.
• Restricción de transmisión crítica para efectividad de proyecto.
Mejillones-Cardones
Mejillones-Polpaico
Interconexión SIC-SING Marco conceptual
Seguridad: habilidad para soportar contingencias tales como
cortocircuitos y pérdida de elementos del sistema no es
evidente ya que depende de criterios de diseño, operación y
respuesta del sistema frente a fallas (contingencias).
SING SIC
• Posibilidad de respaldo SIC-SING reserva enlace.
• Fallas pueden provocar efecto en cascada (terremoto).
• Respuesta dinámica depende de solución (AC,DC,capacidad)
• Diseño y operación inadecuados provocarán problemas de
seguridad.
Mejillones-Cardones
Mejillones-Polpaico
Interconexión SIC-SING Marco conceptual
Seguridad: habilidad para soportar contingencias tales como
cortocircuitos y pérdida de elementos del sistema no es
evidente ya que depende de criterios de diseño, operación y
respuesta del sistema frente a fallas (contingencias).
SING SIC
• Búsqueda de aporte máximo en suficiencia puede vulnerar
seguridad criterios de diseño y operación a definir
efecto sobre ev. económica del proyecto.
Conclusiones
- Parecen claros los beneficios en la suficiencia que
promueve interconexión.
- Respecto de la seguridad, se incorpora un elemento
propenso a fallas y que dependiendo de los criterios de
diseño y operación pueden impactar la seguridad del
sistema.
- Discusión actual respecto de la definición del criterio N-1
(determinístico / probabilístico) debe extenderse a las
interconexiones.
- Fomento de esquemas EDAC como sustituto de inversión
puede provocar un detrimento de la seguridad SSCC
Confiabilidad: Seguridad + Suficiencia
Estándar de diseñoLímites de operación
producto de análisis de seguridad.
Modelos de coordinación hidrotérmica:
OSE, PLP, SDDP
Estándar operacionalRefleja sobrecostos
esperados por contingencias de baja
probabilidad de ocurrencia
Espacio de discusión
Conclusiones
Probabilidad de ocurrencia conocida?
Costo de falla conocido?Efectos cuantificables ?
NO SI
Panel 1: Oportunidades y fortalezas – desventajas y
debilidades; perspectivas de desarrollo
Criterios de seguridad N-1
Prof. Dr. Rodrigo Palma Behnke
Dr. (C) Marcelo Cortés
Centro de Energía
Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile
Departamento de Ingeniería Eléctrica
30 de noviembre, 2010