Modelling Behaviour Using H1N1a 2009: Needs and Challenges

Descripción de la Opción:

Esta Opción consiste en el cambio de los bancos de compensadores serie en Cotaruse y la construcción de una nueva línea a 500 kV por la costa entre las subestaciones Chilca 500 kV y Moquegua (Montalvo) 500 kV, implica también la ampliación de las subestaciones terminales en ambas subestaciones. La línea de 500 kV tendria una longitud aproximada de 815 km, y se requerira a su vez para controlar el flujo por las líneas de 220 kV entre C. Armiño (Mantaro) y Socabaya “phase-shifters” (intercambiadores serie de fase), ellos regularían el flujo de potencia real forzándolo a mantenerlo debajo de los límites térmico de las líneas a 220 kV y resultaría en un incremento del flujo por la línea de 500 kV a medida que se aumenta la transferencia entre los sistemas Norte y Sur.

El calculo de los parámetros de la línea de transmisión a 500 kV fue realizado utilizando el programa PSS™E Lineprop de Quantum. La configuración de la línea, es una línea simple terna con dos conductores por fase, la cual es una configuración típica para este nivel de tensión. En la

Figura 56 se muestra la configuración geométrica de la misma.

11.60 m 17 m 32.3 m 24.4 m 11.60 m 45 cm

Figura 56: Configuración Geométrica Línea de 500 kV

- Conductor Fase: ACAR 1000.1 MCM - Cable de Guarda : 19 #9AW

Los parámetros de la línea de transmisión calculados utilizando el programa se encuentran en la Tabla 10.

Tabla 10: Parámetro Línea de Transmisión a 500 kV Chilca – Moquegua (Montalvo)

R ohms/km X ohms/km B µsiemens/km

0.0310795 0.39847 4.1549

R ohms X ohms B µsiemens

25.332 324.787 3386.597

R p.u. X p.u B p.u

0.010133 0.129915 8.46649

El diagrama unifilar para la configuración de despacho Norte demanda MAA y máxima transferencia Norte Sur (definida en esta sección) se muestra en la Figura 57. A continuación se definen los límites por capacidad térmica, estabilidad de voltaje y estabilidad transitoria de la Opción.

Figura 57: Opción 3; Cambio de los Condensadores Serie y Nueva línea 500 kV entre Chilca y Montalvo (Despacho Norte – MAA)

Límite Térmico

La capacidad de la línea de 500 kV es de aproximadamente 2000 MW, ante la pérdida de esta línea el límite térmico entre Norte y el Sur estaría definido por la capacidad de las dos líneas a 220 kV, que es de 1080 MW.

Límite por Estabilidad de Voltaje

Para cada uno de los casos de flujo de carga con esta Opción se presenta a continuación las grafica del voltaje de Socabaya y el flujo total por la interfase Norte – Sur, definida en este caso por el flujo total medido en Mantaro hacia Socabaya por las dos ternas de 220 kV.

a) Despacho Norte – MAA: Para el Despacho Norte, solamente fueron evaluadas transferencia de Norte a Sur exclusivamente. La Figura 25 muestra el comportamiento del voltaje en la Barra Socabaya 220 kV y en la Figura 26, se muestra el flujo por la interfase (flujo total entre Mantaro y Cotaruse 220 kV).

100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 1000 1.30 1.20 1.10 1.00 0.90 0.80 1.40 0.70 Bus: 806 [SOCA B-22 220.00]

Figura 58: Voltaje en Socabaya 220 kV como función de la Transferencia de Potencia Incremental Norte-Sur – Transferencia GEN-GEN Demanda MAA

100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 1000 1250.00 1000.00 750.00 500.00 250.00 1500.00 0.00 Interface: SOC2

Figura 59: Flujo total en MW por las líneas Mantaro – Cotaruse como función de la Transferencia de Potencia Incremental Norte-Sur. Transferencia GEN-GEN. Demanda

MBB

El flujo de colapso de tensión corresponde a un incremento de potencia en la transferencia Norte – Sur para un total de 1234 MW por la interfase

Asumiendo una reserva del 30%, para la obtención del límite práctico de estabilidad de tensión, en estas condiciones el incremento en la transferencia de potencia equivaldría a 865 MW, el cual es inferior al límite térmico.

b) Despacho Sur – MAA: Para el Despacho Sur, fueron evaluadas transferencia de Norte a Sur y Sur a Norte si bien solamente se mostrarán los resultados correspondientes a transferencia Norte – Sur por ser este el flujo económico de acuerdo a las corridas de Perseo. La Figura 60 muestra el comportamiento del voltaje en la Barra Socabaya 220 kV y en la Figura 61 se muestra el flujo por la interfase (flujo total entre Mantaro y Cotaruse 220 kV).

250 500 750 1000 1250 0 1500 1.30 1.20 1.10 1.00 0.90 1.40 0.80 Bus: 806 [SOCA B-22 220.00]

Figura 60: Voltaje en Socabaya 220 kV como función de la Transferencia de Potencia Incremental Norte-Sur – Transferencia GEN-GEN Demanda MAA

250 500 750 1000 1250 0 1500 1000.00 800.00 600.00 400.00 200.00 1200.00 0.00 Interface: SOC2

Figura 61: Flujo total en MW por las líneas Mantaro – Cotaruse como función de la Transferencia de Potencia Incremental Norte-Sur. Transferencia GEN-GEN. Demanda

MBB

El flujo de colapso de tensión corresponde a un incremento de potencia en la transferencia Norte – Sur para un total de 1177 MW por la interfase. Asumiendo una reserva del 30%, la transferencia de potencia equivaldría a 824 MW por la interfase, el cual es inferior al límite térmico.

c) Despacho Térmico – MAA: Para el Despacho Térmico, solamente fueron evaluadas transferencia de Norte a Sur exclusivamente. La Figura 62 muestra el comportamiento del voltaje en la Barra Socabaya 220 kV y en la Figura 63, se muestra el flujo por la interfase (flujo total entre Mantaro y Cotaruse 220 kV).

250 500 750 1000 1250 0 1500 1.30 1.20 1.10 1.00 0.90 1.40 0.80 Bus: 806 [SOCA B-22 220.00]

Figura 62: Voltaje en Socabaya 220 kV como función de la Transferencia de Potencia Incremental Norte-Sur – Transferencia GEN-GEN Demanda MAA

250 500 750 1000 1250 0 1500 1000.00 750.00 500.00 250.00 0.00 1250.00 -250.00 Interface: SOC2

Figura 63: Flujo total en MW por las líneas Mantaro – Cotaruse como función de la Transferencia de Potencia Incremental Norte-Sur. Transferencia GEN-GEN. Demanda

MBB

El flujo de colapso de tensión corresponde a un incremento de potencia en la transferencia Norte – Sur para un total de 1177 MW por la interfase, este flujo no se logró incrementar por encima de este valor. Asumiendo una reserva del

30%, para la obtención del límite práctico de estabilidad de tensión, en estas condiciones el incremento en la transferencia de potencia equivaldría a 823 MW por circuito, el cual es superior al límite térmico.

d) Despacho Norte – MBB: Para el Despacho Sur fueron evaluadas transferencia de Norte a Sur y Sur a Norte si bien solamente se mostrarán los resultados correspondientes a transferencia Norte – Sur por ser este el flujo económico de acuerdo a las corridas de Perseo. La Figura 64 muestra el comportamiento del voltaje en la Barra Socabaya 220 kV y en la Figura 65 se, muestra el flujo por la interfase (flujo total entre Mantaro y Cotaruse 220 kV).

100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 1000 1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 2.00 0.80 Bus: 806 [SOCA B-22 220.00]

Figura 64: Voltaje en Socabaya 220 kV como función de la Transferencia de Potencia Incremental Norte-Sur – Transferencia GEN-GEN Demanda MAA

100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 1000 700.00 600.00 500.00 400.00 300.00 200.00 100.00 800.00 0.00 Interface: SOC2

Figura 65: Flujo total en MW por las líneas Mantaro – Cotaruse como función de la Transferencia de Potencia Incremental Norte-Sur. Transferencia GEN-GEN. Demanda

MBB

El flujo de colapso de tensión corresponde a un incremento de potencia en la transferencia Norte – Sur para un total de 698 MW por la interfase. Asumiendo una reserva del 30 %, para la obtención del límite práctico de estabilidad de tensión, la transferencia de potencia equivaldría a 489 MW, el cual es inferior al límite térmico.

e) Despacho Sur – MBB: Para el Despacho Sur fueron evaluadas la transferencia de Norte a Sur y de Sur a Norte si bien solamente se mostrarán los resultados correspondientes a la transferencia Sur – Norte por ser este el flujo económico de acuerdo a las corridas de Perseo. La Figura 66 muestra el comportamiento del voltaje en la Barra Socabaya 220 kV y en la Figura 67 se, muestra el flujo por la interfase (flujo total entre Mantaro y Cotaruse 220 kV).

100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 1000 1.30 1.20 1.10 1.00 0.90 1.40 0.80 Bus: 806 [SOCA B-22 220.00]

Figura 66: Voltaje en Socabaya 220 kV como función de la Transferencia de Potencia Incremental Norte-Sur – Transferencia GEN-GEN Demanda MAA

100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 1000 -100.00 -200.00 -300.00 -400.00 -500.00 -600.00 -700.00 -800.00 -900.00 0.00 -1000.00 Interface: SOC2

Figura 67: Flujo total en MW por las líneas Mantaro – Cotaruse como función de la Transferencia de Potencia Incremental Norte-Sur. Transferencia GEN-GEN. Demanda

El flujo de colapso de tensión corresponde a un incremento de potencia en la transferencia Sur – Norte para un total de 926 MW por la interfase. Asumiendo una reserva del 30%, para la obtención del límite práctico de estabilidad de tensión, en estas condiciones el incremento en la transferencia de potencia equivaldría a 682 MW, el cual es inferior al límite térmico.

f) Despacho Térmico – MBB: Para el Despacho Sur fueron evaluadas la transferencia de Norte a Sur y de Sur a Norte si bien solamente se mostrarán los resultados correspondientes a la transferencia Norte – Sur por ser este el flujo económico de acuerdo a las corridas de Perseo. La Figura 68 muestra el comportamiento del voltaje en la Barra Socabaya 220 kV y en la Figura 69 se muestra el flujo por la interfase (flujo total entre Mantaro y Cotaruse 220 kV).

100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 1000 400.00 300.00 200.00 100.00 0.00 -100.00 -200.00 500.00 -300.00 Interface: SOC2

Figura 68: Voltaje en Socabaya 220 kV como función de la Transferencia de Potencia Incremental Norte-Sur – Transferencia GEN-GEN Demanda MAA

100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 1000 1.60 1.50 1.40 1.30 1.20 1.10 1.00 1.70 0.90 Bus: 806 [SOCAB-22 220.00]

Figura 69: Flujo total en MW por las líneas Mantaro – Cotaruse como función de la Transferencia de Potencia Incremental Norte-Sur. Transferencia GEN-GEN. Demanda

MBB

El flujo de colapso de tensión corresponde a un incremento de potencia en la transferencia Norte – Sur para un total de 500 MW por la interfase, este estudio se afina posteriormente utilizando flujo de carga y se logra incrementarlo hasta 600 MW sin colapso de tensión afinando el flujo de carga. Asumiendo una reserva del 30%, para la obtención del límite práctico de estabilidad de tensión, bajo estas condiciones el incremento en la transferencia de potencia equivaldría a 420 MW, el cual es inferior al límite térmico.

Límite por Estabilidad Transitoria

A continuación se presentan los resultados de la Opción 5 para cada uno de los escenarios bajo análisis, los resultados corresponden a la falla doble en Mantaro a menos que se especifique lo contrario.

a) Despacho Norte – MAA, transferencia Norte – Sur, para este despacho el límite de estabilidad transitoria con la falla trifásica en Mantaro y despeje en cinco ciclos se obtuvo a 1132 MW. La

b) Figura 70 muestra la desviación en frecuencia en el sistema Norte (C. Armiño – Mantaro) y el sistema Sur (Socabaya), así como los voltajes en ambas subestaciones para dicho flujo.

c) Despacho Sur – MAA, transferencia Norte – Sur, para este despacho el límite de estabilidad transitoria se obtuvo a 1072 MW. La Figura 71 muestra la desviación en frecuencia en el sistema Norte (C. Armiño – Mantaro) y el sistema Sur (Socabaya), así como los voltajes en ambas subestaciones para dicho flujo.

d) Despacho Térmico – MAA, transferencia Norte – Sur, para este despacho el límite de estabilidad transitoria (por falla trifásica) se obtuvo a 432 MW. La Figura 72 muestra la desviación en frecuencia en el sistema Norte (C. Armiño – Mantaro) y el sistema Sur (Socabaya), así como los voltajes en ambas subestaciones para dicho flujo.

e) Despacho Norte – MBB transferencia Norte – Sur, para este despacho el límite de estabilidad transitoria (por falla trifásica) se obtuvo a 629 MW. La Figura 73 muestra la desviación en frecuencia en el sistema Norte (C. Armiño – Mantaro) y el sistema Sur (Socabaya), así como los voltajes en ambas subestaciones para dicho flujo.

f) Despacho Sur – MBB, transferencia Sur – Norte, para este despacho el límite de estabilidad transitoria se obtuvo a 610 MW. La Figura 74 muestra la desviación en frecuencia en el sistema Norte (C. Armiño – Mantaro) y el sistema Sur (Socabaya), así como los voltajes en ambas subestaciones para dicho flujo.

g) Despacho Térmico – MBB, transferencia Norte – Sur, para este despacho el límite de estabilidad transitoria (por falla trifásica) se obtuvo a 600MW. La Figura 75 muestra la desviación en frecuencia en el sistema Norte (C. Armiño – Mantaro) y el sistema Sur (Socabaya), así como los voltajes en ambas subestaciones para dicho flujo.

Figura 75: Frecuencia y Voltaje MBB Térmico Transferencia Norte - Sur

Definición Límite Capacidad de Transmisión Opción 5

El límite de la capacidad de transmisión se establece como el mínimo (valor absoluto) entre el límite térmico, el límite PV (considerando el margen) y el límite de

estabilidad transitoria.

Tabla 11: Límite por Estabilidad Transitoria Opción 5

Despacho Carga Transferencia

Límite Térmico (MW) PV limit @ Mantaro (MW) Límite Transitorio (MW) Límite Seleccionado (MW) Norte MAA N-S 1080 864 1132 864 Sur MAA N-S 1080 824 1072 824 Térmico MAA N-S 1080 789 432 432 Norte MBB N-S 1080 489 629 489 Sur MBB S-N 1080 -648 610 610 Térmico MBB _{N-S 1080 420} 600 ₄₂₀