Sistemas

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA

Maestría en Ingeniería Eléctrica mención en Gestión de Sistemas de Energía Eléctrica

Curso: Sistemas Eléctricos de Potencia Syllabus Profesor: Mg. Fernando José Oyanguren Ramírez

SUMILLA Diseño y configuración de plantas generadoras y redes, técnicas modernas de análisis y operación Automática, la filosofía de control y supervisión digitalizada en sistemas eléctricos de potencia. Revisión de los algoritmos fundamentales. Modelos matemáticos y simulación en computador. Componentes de un centro de control. Oportunidad de interconexiones, importación/ exportación de energía a países vecinos y la información utilizada para determinar la carga base. Utilización del software de aplicación y desarrollo de casos reales.

OBJETIVOS Introducir al alumno en el diseño y configuración de plantas generadoras y redes eléctricas, y de manera específica las técnicas modernas de análisis y operación automática de la energía eléctrica. Dotar al participante de los conceptos fundamentales de la filosofía del control, supervisión y adquisición de datos de un sistema eléctrico de potencia, y del sistema EMS (Sistema de Gestión de Energía). Preparar al participante en la evaluación de un proyecto para la puesta en servicio de un sistema SCADA y del equipamiento necesario para la adecuación de un sistema eléctrico de potencia que permita cumplir con la Norma Técnica para el Intercambio de Información en Tiempo Real para la Operación del Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN). Estudio de las interconexiones con redes eléctricas de países vecinos en general y en particular la interconexión con Ecuador.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN Tipo  Controles de lectura y/o Desarrollo de Ejercicios/Trabajos  Examen parcial  Trabajo Final del Curso

Peso 40% 30% 30%

METODOLOGÍA Para lograr los objetivos definidos, se requiere de la participación activa del alumno en las lecturas previas del material de cada sesión y en los desarrollos de los ejercicios y/o trabajos dejados en clase. Se tendrán controles de las lecturas y de los ejercicios/trabajos, dejados en clase, los mismos que serán parte de la calificación. En la Sesión 8 se tomará un examen parcial, que permitirá evaluar el nivel de comprensión del marco teórico de los temas tratados. En las últimas sesiones del curso se presentarán y expondrán los trabajos finales de los participantes, el cual será desarrollado de manera grupal o individual.

CONTENIDO TEMÁTICO Sesión 1:

Introducción - Presentación del Curso - Características del Sector Eléctrico en el Perú

Objetivo: Presentar el panorama general de las reformas estructurales del sector eléctrico peruano y hacer una evaluación del desempeño de la industria eléctrica en el período post-reforma. Discusión sobre las características de las actividades involucradas en la provisión de la electricidad como generación, transmisión, operación del sistema y la distribución. Lectura:

“Reformas Estructurales en el Sector Eléctrico Peruano” Documento de Trabajo N° 5, OSINERGMIN. Setiembre 2005. Alfredo Dammert. http://www.osinerg.gob.pe/investigacion.

Sesión 2:

El Comité de Operación Económica del Sistema (COES) – Componentes y Planificación de un Sistema Eléctrico de Potencia

Objetivo: Examinar las funciones operativas del COES, el cual es un Organismo técnico cuya finalidad es la de coordinar la operación al mínimo costo, garantizando la seguridad y calidad del abastecimiento de energía eléctrica y el mejor aprovechamiento de los recursos energéticos. Discusión sobre

los componentes de un sistema eléctrico de potencia (SEP) así como las premisas para la planificación de un SEP. Lectura:

“Norma Técnica para la Coordinación de la Operación en Tiempo Real de los Sistemas Interconectados” (NTCOTRSI) Resolución Directoral N° 0142005-EM/DGE.

Sesión 3:

Modelos de Componentes de Sistemas de Potencia-Estado Estable-Simple Fase

Objetivo: Estudiar las características fundamentales de los componentes de un sistema eléctrico de potencia. Se analizarán las representaciones sencillas empleando circuitos equivalentes. Lectura:

Capítulo 2, “Componentes de un Sistema de Potencia” en B.M. Weedy “Sistemas Eléctricos de gran Potencia”

Sesión 4:

Estabilidad de los Sistemas Eléctricos de Potencia

Objetivo: Dar a conocer los conceptos y definiciones fundamentales de estabilidad en grandes sistemas eléctricos de potencia. Analizar los tipos de estabilidad, los métodos y técnicas de análisis utilizados actualmente para la identificación de estos problemas y su solución. Lectura:

Capítulo 7, “Límites de Estabilidad” en B.M. Weedy “Sistemas Eléctricos de gran Potencia”

Sesión 5:

Control de Frecuencia y de Voltaje

Objetivo: Estudiar los controles de frecuencia y potencia, así como de tensión y potencia reactiva, en los sistemas eléctricos de potencia. Aunque la frecuencia y la tensión están interrelacionadas, se estudiaran en forma independiente para tener una mejor apreciación del funcionamiento de los sistemas eléctricos de potencia. Lectura:

“Estudio de Rechazo Automático de Carga/Generación del SEIN - Año 2012” (http://www.coes.org.pe)

Sesión 6:

Estudios de Pre Operatividad y Operatividad - Discusión de Casos

Objetivo: Dar a conocer las exigencias mínimas que deben de cumplir los estudios de pre operatividad y de operatividad, para que el COES apruebe el ingreso de nuevas instalaciones (generación, transmisión, transformadores, reactores, etc.) al Sistema Eléctrico Interconectado Nacional. Lectura:

“Estudios de Pre-Operatividad y Operatividad de Nuevas Instalaciones en el SEIN”. COES (http://www.coes.org.pe)

Sesión 7:

Centros de Control de las Empresas Eléctricas - NTIITR

Objetivo: Estudiar la importancia de los Centros de Control Centralizados de las empresas eléctricas, y su interrelación con el Centro de Control de COES, así como las características que deben de tener las señales de estado y de medida, para la eficiente operación de un sistema eléctrico de potencia. Lectura:

“Norma Técnica para el Intercambio de Información en Tiempo Real para la Operación del Sistema Eléctrico Interconectado Nacional” (NTIITR). Resolución Directoral N° 055-2007-EM/DGE. Modificatoria Resolución Directoral N° 057-2010-EM/DGE.

Sesión 8:

Examen Parcial

Objetivo: Evaluar el grado de comprensión de los temas desarrollados en clase en las primeras 7 sesiones. Trabajo:

Presentación de Trabajo sobre Sistema de Manejo de Energía (Energy Management Systems -EMS) en Sistemas Eléctricos de Potencia.

Sesión 9:

Sistema de Manejo de Energía (EMS) y el Estimador de Estado

Objetivo: Estudiar los sistemas de manejo de energía y el estimador de estado, con la finalidad de conocer y predecir el comportamiento de la red eléctrica, ante eventos de fallas en el sistema eléctrico y en los sistemas de medición de las variables de estado. Lectura:

“Desarrollo de un Modelo Computacional de Estimación de Estado para Sistemas Eléctricos de Potencia” 2005, Universidad de Chile.

Sesión 10: El Control Automático de Generación (AGC) Objetivo: Conocer la funciones, ventajas y características du un control automático de generación (Automatic Generation Control - AGC), en la operación de los sistemas interconectados de potencia. Lectura:

“Estudio de la Reserva Rotante y de la Regulación de Frecuencia en el SEIN” (http://www.coes.org.pe)

Sesión 11: Factores que influyen en la selección de proyectos de generación Objetivo: Dar a conocer los factores técnicos y económicos que influyen en la selección de proyectos de generación de energía eléctrica. Lectura:

Procedimientos COES Nºs 19, 20 y 21.

Sesión 12: Aspectos Económicos de la Generación de Electricidad Objetivo: Presentar los aspectos económicos de generación eléctrica, relacionado con del despacho económico de carga, y el cálculo de los costos marginales de acuerdo con la legislación vigente. Métodos de Optimización. Discusión de los procedimientos COES referidos a los sistemas de generación de energía eléctrica hidráulicos y térmicos. Lectura:

Procedimientos COES Nºs 17, 18 y 25.

Sesión 13: Operación Segura y Óptima de Sistemas de Transmisión Objetivo: Dar a conocer los criterios y consideraciones a tomar en cuenta para tener una operación segura y óptima de los sistemas de transmisión, para asegurar el suministro de la energía eléctrica. Discusión sobre los procedimientos de OSINERGMIN para la supervisión de la transmisión y generación de electricidad. Lectura:

Procedimientos OSINERGMIN N°s 091, 304, 399 y 489.

Sesión 14: Programación de la Operación del Corto, Mediano y Largo Plazo Objetivo: Examinar las premisas asociadas con la programación de la operación de corto, mediano y largo plazo a cargo del COES, con la finalidad de asegurar el suministro de energía eléctrica en forma segura y confiable, considerando la operación al mínimo costo. Discusión de procedimientos COES referidos al tema. Lectura:

Procedimientos COES Nºs 1, 2, 3 ,4, 5 y, 6 y 7.

Sesión 15: Interconexión de Sistemas Eléctricos de Potencia - Importación y Exportación de Energía (Caso Ecuador) Objetivo: Presentar las ventajas y desventajas de la interconexión de los sistemas eléctricos de Potencia. Analizar la importación y exportación de energía Perú-Ecuador. Lectura:

Acuerdo de Operatividad entre Perú y Ecuador y Resolución de la Comunidad Andina (CAN) N° 757.

Sesión 16: Presentación de Trabajos Objetivo: Exposición de los trabajos en forma individual o grupal, con la finalidad de discutir e intercambiar ideas sobre los temas presentados.

BIBLIOGRAFÍA 1.

“Sistemas Eléctricos de gran Potencia”, B.M. Weedy, 1978, Editorial REVERTÉ.

2.

“Sistemas de Potencia”, Pablo Hernán Corredor, 1992, Universidad Pontificia Bolivariana, Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica.

3.

“Operación Económica de Sistemas Eléctricos de Potencia”, 1996, EGEMSA.

4.

“Regulación y Supervisión del Sector Eléctrico”, Alfredo Dammert, Raúl García y Fiorella Molinelli, 2008, Fondo Editorial de la Pontificia Universidad Católica del Perú.

5.

“Electric Energy Systems – Analysis and Operation”, Antonio Gómez Expósito, Antonio Conejo, Claudio Cañizares, 2009, CRC Press.

6.

“Power System s Dynamics – Stability and Control”, Jan Machowsky, Janusz Bialek, James Bumby, 2008, John Wiley & Sons.

7.

“Modern Power System Analysis”, I.J. Nagrath, D.P. Kothari, 1980, Editorial Mc Graw-Hill.

8.

Procedimientos Técnicos COES.

9.

Procedimientos OSINERGMIN para la Supervisión del Desempeño de las Unidades de Generación y las Instalaciones de Transmisión.