TEMARIO > Operación y control de sistemas

Caso de aplicación: Región Capital

Límites operativos del sistema de transmisión


• La metodología propuesta es considerada como una valiosa herramienta para el control y supervisión de la operación diaria del Sistema Eléctrico Nacional
• Permite la cuantificación del nivel de proximidad a los límites de transmisión producto de diversas restricciones, considerando además numerosos escenarios de generación e indisponibilidades de transmisión


Un trabajo elaborado por J. Ribecca y E. Orea (Centro Nacional de Despacho/Despacho Nacional) aborda una metodología para el desarrollo de estudios de estabilidad de voltaje bajo el enfoque estático clásico y su integración con los límites de transmisión tradicionalmente determinados, con el objeto de constituir el marco de seguridad para la operación del Sistema Eléctrico Venezolano.
Los autores precisan que la estabilidad de tensión es fundamentalmente “la habilidad de un sistema de potencia para mantener los voltajes en estado estable de todas las barras del sistema, después de haber sido sujeto a la perturbación de una determinada condición operativa inicial”.
En términos operativos, el fenómeno de inestabilidad se manifiesta como una caída progresiva e incontrolable de los voltajes en los nodos del sistema de potencia una vez suscitado algún disturbio, lo cual inicialmente presenta implicaciones locales que típicamente vienen acompañadas de una secuencia de eventos que resulta en un colapso de tensiones, con consecuencias sobre gran parte del sistema de potencia.
La principal fuerza promotora de la inestabilidad de voltaje es la incapacidad del sistema eléctrico de potencia para hacer frente a las exigencias impuestas por la demanda, razón por la cual es también conocida como “inestabilidad de carga”.


Modelación y criterios asumidos
La modelación de la carga y en particular, su dependencia de la tensión de servicio es un factor de vital importancia dentro de los estudios de estabilidad de tensión.
En el presente trabajo se asume como criterio de seguridad la representación de la carga mediante un modelo a potencia constante: esto es, independiente de la tensión, con el objeto de subsanar las carencias inherentes a la adopción de modelos de carga heurísticos y considerar de forma aproximada, el efecto de los transformadores con cambiadores de toma bajo carga en los sistemas de distribución.
Otro aspecto de interés consiste en la verificación de los parámetros estáticos correspondientes a los elementos de la red de transmisión: líneas, transformadores y dispositivos de compensación, con el objeto de considerar con mayor precisión los efectos concernientes a las impedancias de transferencia, pérdidas e inyecciones de potencia reactiva.


Nomogramas propuestos
En este estudio se propone representar los límites de operación del Sistema Eléctrico Nacional (SEN) a través de una herramienta gráfica, que consiste en un diagrama bidimensional denominado “Nomograma”, el cual mediante tres parámetros críticos permite delimitar la región factible de operación e identificar el nivel de riesgo operativo en tiempo real, facilitando la clasificación del estado operativo como “seguro” o “inseguro”, además de proveer información relacionada con la proximidad a los límites de transmisión producto de diversas restricciones y posibles acciones de control preventivo.
Merece destacar que los nomogramas sugeridos se muestran como herramientas de gran versatilidad debido a que permiten evaluar visualmente y con facilidad una gama variada de condiciones de generación e indisponibilidades de transmisión posibles, a la vez que se integran en un único diagrama los límites operativos del sistema producto de diversas restricciones y/o esquemas de protección espaciales.


Caso de aplicación
La metodología propuesta en este trabajo se ilustra mediante el caso de estudio correspondiente a la determinación de los nomogramas para el sistema eléctrico de la Región Capital año 2012.
Así, se determinó que la contingencia simple de transmisión con mayor criticidad desde la perspectiva de estabilidad de tensión, está constituida por la línea Santa Teresa-Convento 230 kV, con una reducción promedio de la demanda máxima suplible con respecto al escenario base, de 95 MW y 85 MW en los casos de disponer una y dos unidades de generación en Ampliación Tacoa, respectivamente.
Igualmente, en el caso del Límite por Estabilidad Transitoria (LET), la contingencia más severa de acuerdo a los criterios expuestos fue la falla bifásica franca a tierra de la línea Santa Teresa-Convento 230 kV, en el extremo Santa Teresa con un tiempo de despeje de 150 milisegundos.
Respecto al límite por Sobrecarga de Equipos (LTS) y Límite por Sobrecarga de Equipos Considerando Indisponibilidad (LISI), los casos analizados reflejaron ausencia de sobrecarga.
Sin embargo, ante condiciones de indisponibilidad simple de transmisión y un parque de generación con una sola unidad de Ampliación Tacoa se evidenció la sobrecarga de la línea Tacoa-Junquito 230 kV.
Los nomogramas analizados en su carácter de herramienta calculada fuera de línea son objeto de constante revisión y actualización en virtud de las modificaciones que pudiesen suscitarse en el sistema eléctrico bajo estudio y su área de influencia.