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”GENERACIÓN DISTRIBUIDA, SU INTERCONEXIÓN EN EL FUTURO A UN SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA, ANÁLISIS DEL IMPACTO SOBRE LA CALIDAD DE SERVICIO DEL SUMINISTRO”

Carlos Salzman

Facultad de Ingeniería Universidad de Buenos Aires - Proy UBACyT I001Departamento Electrotecnia

csalzman@fi.uba.ar

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Introducción Se presenta una propuesta innovadora de

planificación para que las previsiones futuras de la Generación Distribuida (GD) en materia de inversiones promuevan la interconexión y remediar los inconvenientes que afectan a localizaciones cuyos indicadores de calidad (SAIFI y SAIDI) revelan deficiencias.

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Propuestas Se promoverá la interconexión entre sistemas

centralizados y sistemas con GD para: Mejorar las externalidades del sistema eléctrico. Disminuir la Energía No Suministrada (ENS). Mejorar el nivel de calidad mínima para evitar

daños irreparables en la calidad de vida. Optimizar un plan para la utilización de las GD.

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Análisis previos:

Evaluar en términos económicos la utilización de diferentes GD.

Analizar la confiabilidad y nivel de tensión, del sistema eléctrico con GD.

Utilizar curvas de carga para cada GD. Las curvas estadísticas generales pueden ser insuficientes para definir costos y confiabilidad.

Planificar el sitio de cada GD puesto que puede tener soluciones distintas.

Analizar el sistema de T&D aislado e interconectado con GD.

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Sugerencias:

Se debe tener en cuenta que coincidencias de cargas, en el pico y fuera de pico son diferentes a las que se manifiestan en el sistema centralizado y para cada generador del sistema de GD.

Se requieren análisis complejos para determinar la ubicación óptima de estas fuentes, y respetar las restricciones impuestas por el layout del negocio de cada GD.

Se trata de ser objetivo definiendo cuál es la mejor alternativa de conjunto y no la de su propio GD en relación a la calidad de servicio.

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Factores que influyen sobre la calidad de servicio en redes de distribución con GD

Aislador averiado. Animales y pájaros. Árboles y ramas. Poda. Descargas atmosféricas y coordinación de protecciones.

Embestidas. Hilos y alambres para barriletes. Vandalismo.

Incendio. Inundaciones. Vientos. Maniobras y acciones de recierre de equipos operados

con sistemas electrónicos. Mantenimiento correctivo, programado y otros trabajos. Trabajos en la vía pública que afecten la alimentación.

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SAIDI Y SAIFI : Para el SAIFI se determina el número de clientes

interrumpidos por alimentador. Para el SAIDI se calcula el número de clientes

interrumpidos en el alimentador durante cierto tiempo.

Situación N-1: A medida que se eleva el nivel de tensión de alimentación

es mas delicado el estudio porque las interrupciones y frecuencias de interrupción de AT son vistas como efectos externos sobre las redes de MT y BT.

Los valores anteriores se calculan para una condición de proyecto de N-1.

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Planificación de la interconexión de las redes con GD

A.-Fenómenos eléctricos y cálculo de alimentadores a1.-Restricciones de la carga a2.-Perfiles de tensión a3.-Corrientes de falla a4.-Protecciones  a5.-Contaminación Ambiental B.-“Externalidades “ C.-Comunidades rurales o prácticamente aisladas D.-Cálculo de generadores d1.-Impacto provocado por condiciones de emergencia d2.-Recierres y flujo de cargas inverso

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Análisis de la situación actual en cifras- Unidades de muestreo de redes con generación eficienteSe muestran erogaciones para alcanzar

los niveles de calidad consignadas en la regulación teniendo en cuenta que:

Los sistemas son diseñados minimizando los costos de inversión versus los costos de ENS y que los sistemas con GD aseguren la remediación de indicadores de calidad (SAIFI y SAIDI) deficientes.

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Calculo de la inversión en un sistema interconectado con GD

Por cada U$S 100.000,00.

 Estructura de las Inversiones:

- Características de la Red. 16,00 %.

- Calidad de Servicio: 10,40 %.

- Reposición de instalaciones: 18,40 %.

- Mejora de Red por proyección de demandas: 7,04 %.

- Atención Demandas Puntuales: 18,56 %.

- Atención Demandas Rurales: 20,00 %.

- Otros Proyectos Especiales para GD: 9,60 %.

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Estudios para mejorar la calidad de servicio – Interconectando GD

Proyección y crecimiento de la Demanda Vertical y Horizontal.

Mejora de la tecnología de la Red. Atención de Demandas con Crecimiento Puntual o

Escalonado como fábricas de alto consumo. Modificaciones propuesta a la Regulación Nacional

de Argentina en relación con la generación forzada y para mejorar las “Externalidades”.

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Estudios para mejorar la calidad de servicio – Interconectando GD.

Se incrementa la potencia firme con aportes de GD en MT.

Se disminuyen las horas en que se supera la potencia firme bajando el riesgo de fallas.

La fuente de GD cumplirá con las exigencias del sistema interconectado.

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Proyectos para mejorar la calidad de servicio – Método de cálculo.

SAIFI y SAIDI ENSi = SAIFIei * SAIDIei * ENSi

ENS/kW de beneficio=[ENS sin GD–ENS con GD] / Real (SGDi )

La inclusión de los sistemas de GD disminuyen la cantidad y el tiempo de las interrupciones en los nodos de su área de influencia y en consecuencia la penalidad por ENS será menor

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Valor Actual Neto Social (VANS).

Para descontar el flujo de beneficios netos = (Beneficios totales–Costos totales), obtenidos con un proyecto de GD se recurre a una tasa social de descuento adoptada por la legislación que se puede definir de igual forma que la tasa privada.

El costo de atender a un cliente por unidad de potencia y compararlo contra estándares nacionales o internacionales debe ser rentable desde el punto de vista social.

Un costo socioeconómico por cliente, por año y por distancia de extensión de la red también será rentable.

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Obras de AT.

Las inversiones necesarias en la red de AT cambian. Se produce en proyectos con GD un defasaje en el

tiempo de cronogramas de obras de líneas de interconexión en AT y transformadores de AT/MT.

Los costos eventuales por despacho de generación distribuida, pueden ser inferiores al repago de la inversión, que requeriría la ampliación de la SE de AT para contingencia N-1.

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Ejemplos de cáculo para dos escenarios de CAIDI.

Inversiones MT/BT 2005 2006 2007

U$S x 1000 U$S x 1000 U$S x 1000 Proyección con proyectos de interconexión

SIN GD p/CAIDI 1,5  - 2.513,71 2.677,60 1,60 - 2.677,60 2.513,71

CON GD p/CAIDI 1,50  - 1.553,78 1.614,27 1,60 - 1.460,12 1.516,87 

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Ejemplos de cáculo para dos escenarios de CAIDI.

Inversiones MT/BT 2008 2009 2010 TOTAL

U$S x 1000 U$S x 1000 U$S x 1000 U$SX1000 Proyección con proyectos de interconexión

SIN GD p/CAIDI 1,5  2.783 2.892 3006 14.485 1,60 2.612 2.715 2822 13.597

CON GD p/CAIDI 1,50  1.677 1.742 1.810 8.398 1,60 1.460 1.637  1.700 7.891

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   CONCLUSIONES.

En el cuadro comparativo se demostró que la utilización de GD obtiene mejores resultados en las redes de distribución de MT y BT que el sistema tradicional.

La construcción de una red de T&D con GD modificará el cronograma de inversión en las instalaciones. Las redes de AT se defasarán para optimizar los costos.

Son pocas las compañías de electricidad que tienen experiencia acerca de cómo planificar el crecimiento de las redes y SE con interconexiones de generación distribuida.

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  CONCLUSIONES. La mejor opción será la de menor costo para el

conjunto de sistema con GD en lugar de seleccionar GD independientes.

Para finalizar concluiremos que la planificación y operación de sistemas interconectados con GD pueden proveer beneficios económicos, mejoras al medioambiente y aumento de la confiabilidad de la red, aún cuando los planificadores de GD han detectado que se requieren análisis y optimizaciones particulares posteriores.