tesis: cuantificacion de perdidas por interrupcion …

89
Q ((7 o 1 UNIVERSIDAD NACIONAL :\UTONOMA DE MEXICO FACULTAD DE INGENIERIA DIVISION DE ESTUDIOS DE POSGRADO CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO T E S 1 S QUE PARA OBTENER EL GRADO DE: MAESTRO lE N INGENIERIA ( E L E e T R e A ) P R E S E N T A ING. RAFAEL L FERNANDEZ CANO DIReCTOR DE TESIS: ING. CAYETANO ALBERTO BLANCO MONTlEL CIUDAD UNIVERSITARIA, MARZO, 2001 Q ((7 o 1 UNIVERSIDAD NACIONAL :\UTONOMA DE MEXICO FACULTAD DE INGENIERIA DIVISION DE ESTUDIOS DE POSGRADO CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO T E S 1 S QUE PARA OBTENER EL GRADO DE: MAESTRO lE N INGENIERIA ( E L E e T R e A ) P R E S E N T A ING. RAFAEL L FERNANDEZ CANO DIReCTOR DE TESIS: ING. CAYETANO ALBERTO BLANCO MONTlEL CIUDAD UNIVERSITARIA, MARZO, 2001

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Page 1: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

Q ((7 o 1

UNIVERSIDAD NACIONAL :\UTONOMA DE MEXICO

FACULTAD DE INGENIERIA

DIVISION DE ESTUDIOS DE POSGRADO

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL

USUARIO

T E S 1 S QUE PARA OBTENER EL GRADO DE:

MAESTRO lE N INGENIERIA

( E L E e T R e A )

P R E S E N T A

ING. RAFAEL L A~EDONDO FERNANDEZ CANO

DIReCTOR DE TESIS: ING. CAYETANO ALBERTO BLANCO MONTlEL

CIUDAD UNIVERSITARIA, MARZO, 2001

Q ((7 o 1

UNIVERSIDAD NACIONAL :\UTONOMA DE MEXICO

FACULTAD DE INGENIERIA

DIVISION DE ESTUDIOS DE POSGRADO

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL

USUARIO

T E S 1 S QUE PARA OBTENER EL GRADO DE:

MAESTRO lE N INGENIERIA

( E L E e T R e A )

P R E S E N T A

ING. RAFAEL L A~EDONDO FERNANDEZ CANO

DIReCTOR DE TESIS: ING. CAYETANO ALBERTO BLANCO MONTlEL

CIUDAD UNIVERSITARIA, MARZO, 2001

Page 2: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

UNAM – Dirección General de Bibliotecas

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Page 3: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …
Page 4: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTlFICAOON DE PERDIDAS POR INTEJlRUPCION DE ENERGIA ELECTRlCA AL USUARIO

DEDICADA A:

MIS PADRES POR TODO EL APOYO BRINDADO

A LO LARGO DE MI VIDA

MI ESPOSA POR SU COMPRENSION. AMOR

Y CARIIÍIO

MIS HERMANOS POR SU APOYO DESINTERESADO

TODOS AQUELLOS QUE DE ALGUNA FORMA DIRECTA O INDIRECTAMENTE CONTRIBUYERON EN

LA ELABORACION DE ESTE TRABAJO

CUANTlFICAOON DE PERDIDAS POR INTEJlRUPCION DE ENERGIA ELECTRlCA AL USUARIO

DEDICADA A:

MIS PADRES POR TODO EL APOYO BRINDADO

A LO LARGO DE MI VIDA

MI ESPOSA POR SU COMPRENSION. AMOR

Y CARIIÍIO

MIS HERMANOS POR SU APOYO DESINTERESADO

TODOS AQUELLOS QUE DE ALGUNA FORMA DIRECTA O INDIRECTAMENTE CONTRIBUYERON EN

LA ELABORACION DE ESTE TRABAJO

Page 5: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRlCA Al USUARIO

Introducción

I Sistema confiable

1.1 Definición, caracterlsticas, importancia y evaluación

de la confiabilidad de un sistema de energla eléctrica

11 Costos involucrados en el suministro de energla eléctrica

2

6

11.1 Elementos que componen el estudio de costos 11

del servicio eléctrico

. 11.2 Optimización 12

11.3 Clasificación de costos 13

11.4 Desarrollo de datos de carga 14

11.5 Distribución de costos 16

11.5.1 Costos referentes a la demanda 16

11.5.2 Asignación de costos de generación y transmisión 18

11.5.3 Asignación de costos de distribución 20

11.5.4 Costos referentes a la energla 21

11.5.5 Costos referentes al consumidor 21

11.6 Determinación de costos de interrupción 21

11.6.1 Evaluación de costos mediante la relación beneficio/costo 22

11.6.2 Costos de interrupción por la función de 25

daño al consumidor

111 Métodos para establecer la proporción de pérdidas por

energla eléctrica interrumpida

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRlCA Al USUARIO

Introducción

I Sistema confiable

1.1 Definición, caracterlsticas, importancia y evaluación

de la confiabilidad de un sistema de energla eléctrica

11 Costos involucrados en el suministro de energla eléctrica

2

6

11.1 Elementos que componen el estudio de costos 11

del servicio eléctrico

. 11.2 Optimización 12

11.3 Clasificación de costos 13

11.4 Desarrollo de datos de carga 14

11.5 Distribución de costos 16

11.5.1 Costos referentes a la demanda 16

11.5.2 Asignación de costos de generación y transmisión 18

11.5.3 Asignación de costos de distribución 20

11.5.4 Costos referentes a la energla 21

11.5.5 Costos referentes al consumidor 21

11.6 Determinación de costos de interrupción 21

11.6.1 Evaluación de costos mediante la relación beneficio/costo 22

11.6.2 Costos de interrupción por la función de 25

daño al consumidor

111 Métodos para establecer la proporción de pérdidas por

energla eléctrica interrumpida

Page 6: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACJON DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA El.ECTRlCA AL VSUARlO

111.1 Aproximación de frecuencia y duración 28

111.1.1 Formulación matemática 28

111.2 Aproximación de evaluación de Monte Cario 31

111.2.1 Descripción del modelo 32

111.3 Proceso de renovación (sistema reparable) reconociendo el 36

Ciclo de arranque-falla-reparación-arranque

111.3.1 Ciclo de falla-reparación, tiempo del ciclo, disponibilidad 36

111.3.2 Componentes reparables en serie 39

111.3.3 Componentes reparables en paralelo 42

IV Sistema de prueba

IV.1 Descripción del sistema de prueba de confiabilidad

IV.1.1 Modelo de carga

IV.1.2 Sistema de generación

IV.1.3 Sistema de transmisión

IV.2 Criterios de diseno del sistema de prueba de confiabilidad

V Programa de aplicación

V.1 Aproximación de frecuencia y duración

V.2 Aproximación de evaluación de Monte Cario

V.3 Componentes en serie reparables

V.4 Componentes en paralelo reparables

Conclusión

Bibliografia

47

47

50

54

67

74

75

76

77

80

84

ii

CUANTIFICACJON DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA El.ECTRlCA AL VSUARlO

111.1 Aproximación de frecuencia y duración 28

111.1.1 Formulación matemática 28

111.2 Aproximación de evaluación de Monte Cario 31

111.2.1 Descripción del modelo 32

111.3 Proceso de renovación (sistema reparable) reconociendo el 36

Ciclo de arranque-falla-reparación-arranque

111.3.1 Ciclo de falla-reparación, tiempo del ciclo, disponibilidad 36

111.3.2 Componentes reparables en serie 39

111.3.3 Componentes reparables en paralelo 42

IV Sistema de prueba

IV.1 Descripción del sistema de prueba de confiabilidad

IV.1.1 Modelo de carga

IV.1.2 Sistema de generación

IV.1.3 Sistema de transmisión

IV.2 Criterios de diseno del sistema de prueba de confiabilidad

V Programa de aplicación

V.1 Aproximación de frecuencia y duración

V.2 Aproximación de evaluación de Monte Cario

V.3 Componentes en serie reparables

V.4 Componentes en paralelo reparables

Conclusión

Bibliografia

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Page 8: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

Actualmente el planeta cuenta cada vez con menos recursos naturales por el

uso irracional que el hombre ha hecho de ellos. Además, los problemas

económicos, pollticos y sociales han generado en los paises más débiles la

dependencia tecnológica de los paises más poderosos, por lo que éstos

últimos han tenido que explotar sus recursos naturales. Extrapolando lo

anterior a la generación de energia eléctrica, que desde luego requiere de

recursos naturales y tecnologia, podemos decir que los costos son muy

elevados. Si consideramos además, que la existencia de fallas en el sistema

eléctrico involucra pérdidas, no sólo de recursos naturales, sino de recursos

materiales y financieros, estamos hablando de un serio problema.

En nuestro pais la realidad no es la excepción, por tanto se requiere de una

evaluación cuantitativa de los costos de interrupción de energia eléctrica por

pérdida de carga o falla en el sistema eléctrico para visualizar las pérdidas

significativas de dinero que esto genera y que repercute en la economla

nacional.

Por lo que el objetivo del presente trabajo es proporcionar las bases para la

evaluación de los costos generados por la interrupción de energ ia eléctrica al

usuario; es decir, el precio que se debe pagar por la energia eléctrica

generada no distribuida en cualquiera de las áreas de consumidores

(doméstica, comercial e industrial). Este análisis considera los costos de

generación, transmisión y distribución que incluyen los costos de personal

administrativo, de mantenimiento y operación, equipo (generadores, lineas,

transformadores), etc.; asi como el análisis de operación del sistema en caso

de una falla para reducir los costos por interrupción. Que pueden ser

2

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

Actualmente el planeta cuenta cada vez con menos recursos naturales por el

uso irracional que el hombre ha hecho de ellos. Además, los problemas

económicos, pollticos y sociales han generado en los paises más débiles la

dependencia tecnológica de los paises más poderosos, por lo que éstos

últimos han tenido que explotar sus recursos naturales. Extrapolando lo

anterior a la generación de energia eléctrica, que desde luego requiere de

recursos naturales y tecnologia, podemos decir que los costos son muy

elevados. Si consideramos además, que la existencia de fallas en el sistema

eléctrico involucra pérdidas, no sólo de recursos naturales, sino de recursos

materiales y financieros, estamos hablando de un serio problema.

En nuestro pais la realidad no es la excepción, por tanto se requiere de una

evaluación cuantitativa de los costos de interrupción de energia eléctrica por

pérdida de carga o falla en el sistema eléctrico para visualizar las pérdidas

significativas de dinero que esto genera y que repercute en la economla

nacional.

Por lo que el objetivo del presente trabajo es proporcionar las bases para la

evaluación de los costos generados por la interrupción de energ ia eléctrica al

usuario; es decir, el precio que se debe pagar por la energia eléctrica

generada no distribuida en cualquiera de las áreas de consumidores

(doméstica, comercial e industrial). Este análisis considera los costos de

generación, transmisión y distribución que incluyen los costos de personal

administrativo, de mantenimiento y operación, equipo (generadores, lineas,

transformadores), etc.; asi como el análisis de operación del sistema en caso

de una falla para reducir los costos por interrupción. Que pueden ser

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Page 9: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGlA ELECTRlCA AL USUARIO

empleados como punto de partida para la realización de un estudio más

profundo para la evaluación de los costos generados por la interrupción de

energla eléctrica al usuario.

Por otra parte, describe dos métodos para establecer la proporción de

pérdidas por energ la interrumpida: el método de aproximación de frecuencia y

duración; y el método de evaluación de Monte Cario. Este último puede ser

propuesto para el análisis del sistema eléctrico nacional, en primer lugar

porque parte de un sistema de prueba de confiabilidad que puede ser

extrapolado para cualquier sistema de energla eléctrica. Y en segundo lugar

debido a que contempla un análisis más profundo sobre la evaluación del

sistema eléctrico, ya que considera una serie de parámetros tales como:

cambios de carga; cambios en los requerimientos de reserva; falla, reparación

y desajuste de las unidades de generación; en la evaluación de pérdida de

carga. Mientras que el método de aproximación de frecuencia y duración solo

evalúa la probabilidad de frecuencia y duración de pérdida de carga;

considerando la capacidad de las unidades de generación y los porcentajes de

reparación, falla y salidas forzadas de las unidades.

AsI como la evaluación de la disponibilidad, tiempo de falla, tiempo de

reparación, frecuencia de falla y porcentaje de falla de un ciclo de arranque­

falla-reparación-arranque para componentes reparables en serie y paralelo;

dando a conocer los beneficios y carencias de cada uno.

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CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGlA ELECTRlCA AL USUARIO

empleados como punto de partida para la realización de un estudio más

profundo para la evaluación de los costos generados por la interrupción de

energla eléctrica al usuario.

Por otra parte, describe dos métodos para establecer la proporción de

pérdidas por energ la interrumpida: el método de aproximación de frecuencia y

duración; y el método de evaluación de Monte Cario. Este último puede ser

propuesto para el análisis del sistema eléctrico nacional, en primer lugar

porque parte de un sistema de prueba de confiabilidad que puede ser

extrapolado para cualquier sistema de energla eléctrica. Y en segundo lugar

debido a que contempla un análisis más profundo sobre la evaluación del

sistema eléctrico, ya que considera una serie de parámetros tales como:

cambios de carga; cambios en los requerimientos de reserva; falla, reparación

y desajuste de las unidades de generación; en la evaluación de pérdida de

carga. Mientras que el método de aproximación de frecuencia y duración solo

evalúa la probabilidad de frecuencia y duración de pérdida de carga;

considerando la capacidad de las unidades de generación y los porcentajes de

reparación, falla y salidas forzadas de las unidades.

AsI como la evaluación de la disponibilidad, tiempo de falla, tiempo de

reparación, frecuencia de falla y porcentaje de falla de un ciclo de arranque­

falla-reparación-arranque para componentes reparables en serie y paralelo;

dando a conocer los beneficios y carencias de cada uno.

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Page 10: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

Este análisis podrfa proporcionarnos parámetro probabilístico que nos ayude a

cuantificar los costos de energfa eféctrica interrumpida; que a su vez podrfa

ser de gran utilidad en la planeación de cualquier sistema eléctrico nacional.

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CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

Este análisis podrfa proporcionarnos parámetro probabilístico que nos ayude a

cuantificar los costos de energfa eféctrica interrumpida; que a su vez podrfa

ser de gran utilidad en la planeación de cualquier sistema eléctrico nacional.

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Page 11: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANT1FICAC1QN DE PERDIDAS POR lNTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

1.1 DEFINICION, CARACTERISTlCAS, IMPORTANCIA y EVALUACION DE

LA CON FIABILIDAD DE UN SISTEMA DE ENERGIA ELECTRICA

La evaluación cuantitativa de la confiabilidad de un sistema de energla

eléctrica es un aspecto importante en la planeación y operación del sistema

eléctrico. Los Indices generados en esta evaluación son empleados en el

control de resoluciones en una gama ilimitada dentro de la companla del

servicio eléctrico. Siendo el costo asociado al nivel particular de confiabilidad

el que se debate más frecuentemente; complementándose este argumento con

la necesidad de examinar a fondo el valor o beneficio asociado con el nivel

particular de confiabilidad. La estimación del impacto de las interrupciones del

servicio eléctrico, pueden ser obtenidas por la asignación de pérdidas

incurridas por diferentes tipos y clases de consumidores. Estos datos pueden

ser usados para generar una función compuesta de dano al consumidor que

nos permita obtener un servicio eléctrico determinado en un área del sistema.

Para crear una herramienta práctica de la asignación de valores de

confiabilidad y costos de interrupción, deben ser relacionados estos con los

Indices de cálculo usados en la planeación y operación del sistema.

La función primaria de un sistema eléctrico de potencia moderno, es el

suministro de los requerimientos del consumidor a un nivel razonable de

confiabilidad y calidad. La especificación, que constituye un nivel razonable de

confiabilidad es complejo, puesto que significa encontrar el balance necesario

entre el suministro continuo de energla eléctrica y el costo involucrado. En

años recientes ha sido de gran interés relacionar el valor incremental o

beneficio del cálculo de los niveles de confiabilidad del servicio eléctrico,

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CUANT1FICAC1QN DE PERDIDAS POR lNTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

1.1 DEFINICION, CARACTERISTlCAS, IMPORTANCIA y EVALUACION DE

LA CON FIABILIDAD DE UN SISTEMA DE ENERGIA ELECTRICA

La evaluación cuantitativa de la confiabilidad de un sistema de energla

eléctrica es un aspecto importante en la planeación y operación del sistema

eléctrico. Los Indices generados en esta evaluación son empleados en el

control de resoluciones en una gama ilimitada dentro de la companla del

servicio eléctrico. Siendo el costo asociado al nivel particular de confiabilidad

el que se debate más frecuentemente; complementándose este argumento con

la necesidad de examinar a fondo el valor o beneficio asociado con el nivel

particular de confiabilidad. La estimación del impacto de las interrupciones del

servicio eléctrico, pueden ser obtenidas por la asignación de pérdidas

incurridas por diferentes tipos y clases de consumidores. Estos datos pueden

ser usados para generar una función compuesta de dano al consumidor que

nos permita obtener un servicio eléctrico determinado en un área del sistema.

Para crear una herramienta práctica de la asignación de valores de

confiabilidad y costos de interrupción, deben ser relacionados estos con los

Indices de cálculo usados en la planeación y operación del sistema.

La función primaria de un sistema eléctrico de potencia moderno, es el

suministro de los requerimientos del consumidor a un nivel razonable de

confiabilidad y calidad. La especificación, que constituye un nivel razonable de

confiabilidad es complejo, puesto que significa encontrar el balance necesario

entre el suministro continuo de energla eléctrica y el costo involucrado. En

años recientes ha sido de gran interés relacionar el valor incremental o

beneficio del cálculo de los niveles de confiabilidad del servicio eléctrico,

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CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECmlCA Al USUARIO

calculados con el costo incremental asociado siempre con estos niveles de

confiabilidad.

Cuando el término general de confiabilidad es aplicado a un sistema eléctrico

complejo, involucra dos aspectos básicos: capacidad y seguridad del sistema.

Al referirnos a la capacidad estamos hablando de la existencia de un servicio

suficiente para satisfacer la demanda de carga de los consumidores.

Seguridad, por otra parte, se refiere a la habilidad del sistema para responder

a disturbios surgidos dentro de éste. Seguridad es, por lo tanto, asociado con

la respuesta del sistema a cualquier perturbación a la que este sujeto.

Las técnicas básicas para una evaluación adecuada pueden categorizarse en

términos de su aplicación para segmentos de un sistema eléctrico completo.

Muchos sistemas son divididos en áreas con el propósito de poderlos

organizar, planear, operar y analizar. Las tres áreas óptimas básicas son

generación, transmisión y distribución. Diferentes combinaciones de estas

áreas definen niveles jerárquicos apropiados para una evaluación adecuada.

El nivel jerárquico I (HLI) se refiere solo al servicio de generación; los

servicios de transmisión y distribución se refieren completamente al

funcionamiento seguro y capaz de transmitir energra desde cualquier punto de

generación a un punto de carga. El nivel jerárquico II (HLlI) incluye sólo los

servicios de generación y transmisión; mientras que el nivel jerárquico 111

(HLlII) incluye las tres zonas para una evaluación adecuada en un punto de

carga del consumidor.

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CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECmlCA Al USUARIO

calculados con el costo incremental asociado siempre con estos niveles de

confiabilidad.

Cuando el término general de confiabilidad es aplicado a un sistema eléctrico

complejo, involucra dos aspectos básicos: capacidad y seguridad del sistema.

Al referirnos a la capacidad estamos hablando de la existencia de un servicio

suficiente para satisfacer la demanda de carga de los consumidores.

Seguridad, por otra parte, se refiere a la habilidad del sistema para responder

a disturbios surgidos dentro de éste. Seguridad es, por lo tanto, asociado con

la respuesta del sistema a cualquier perturbación a la que este sujeto.

Las técnicas básicas para una evaluación adecuada pueden categorizarse en

términos de su aplicación para segmentos de un sistema eléctrico completo.

Muchos sistemas son divididos en áreas con el propósito de poderlos

organizar, planear, operar y analizar. Las tres áreas óptimas básicas son

generación, transmisión y distribución. Diferentes combinaciones de estas

áreas definen niveles jerárquicos apropiados para una evaluación adecuada.

El nivel jerárquico I (HLI) se refiere solo al servicio de generación; los

servicios de transmisión y distribución se refieren completamente al

funcionamiento seguro y capaz de transmitir energra desde cualquier punto de

generación a un punto de carga. El nivel jerárquico II (HLlI) incluye sólo los

servicios de generación y transmisión; mientras que el nivel jerárquico 111

(HLlII) incluye las tres zonas para una evaluación adecuada en un punto de

carga del consumidor.

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Page 13: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICAAL USUARIO

Generalmente los estudios de la capacidad del sistema son una parte integral

en la evaluación de la confiabilidad. La evaluación de los costos de

confiabilidad a través de la identificación. análisis de criterios y métodos

usados para predecir y cuantificar los niveles de confiabilidad tuvieron un

significativo progreso durante la década pasada. Los trabajos hechos de la

evaluación de los valores de confiabilidad han sido pocos en relación con las

aproximaciones que solamente utilizan evaluaciones indirectas o de limite.

Esto es porque los valores asociados de la confiabilidad del servicio eléctrico

son una tarea extremadamente compleja. Un método que debe ser usado para

establecer exitosamente la estimación de los valores de con fiabilidad. es el

estudio de los consumidores eléctricos sector por sector. para determinar los

costos o pérdidas resultantes de la interrupción del servicio eléctrico.

La evaluación de la confiabilidad del sistema eléctrico es un tema muy

investigado y es empleado comúnmente por muchas campan las

suministradoras de energia eléctrica en todo el mundo. Los indices más

populares usados en la evaluación de la capacidad de generación suficiente

son los indices de las Pérdidas de Carga (LOLE) y las Pérdidas de Energia

(LOEE). El indice LOLE es la medición del tiempo esperado en que la

capacidad de generación disponible es insuficiente ante la demanda

encontrada. El indice LOLE. como cálculo. no es la medición rigurosa de la

deficiencia. Este indice es dificil de relacionar directamente con los costos de

interrupción del consumidor. El indice LOEE especifica la energia esperada

que no es suministrada por el sistema de generación debido a que en

ocasiones la demanda de carga excede la capacidad disponible de generación.

Este indice incluye una rigurosa medición de la severidad de las deficiencias

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CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICAAL USUARIO

Generalmente los estudios de la capacidad del sistema son una parte integral

en la evaluación de la confiabilidad. La evaluación de los costos de

confiabilidad a través de la identificación. análisis de criterios y métodos

usados para predecir y cuantificar los niveles de confiabilidad tuvieron un

significativo progreso durante la década pasada. Los trabajos hechos de la

evaluación de los valores de confiabilidad han sido pocos en relación con las

aproximaciones que solamente utilizan evaluaciones indirectas o de limite.

Esto es porque los valores asociados de la confiabilidad del servicio eléctrico

son una tarea extremadamente compleja. Un método que debe ser usado para

establecer exitosamente la estimación de los valores de con fiabilidad. es el

estudio de los consumidores eléctricos sector por sector. para determinar los

costos o pérdidas resultantes de la interrupción del servicio eléctrico.

La evaluación de la confiabilidad del sistema eléctrico es un tema muy

investigado y es empleado comúnmente por muchas campan las

suministradoras de energia eléctrica en todo el mundo. Los indices más

populares usados en la evaluación de la capacidad de generación suficiente

son los indices de las Pérdidas de Carga (LOLE) y las Pérdidas de Energia

(LOEE). El indice LOLE es la medición del tiempo esperado en que la

capacidad de generación disponible es insuficiente ante la demanda

encontrada. El indice LOLE. como cálculo. no es la medición rigurosa de la

deficiencia. Este indice es dificil de relacionar directamente con los costos de

interrupción del consumidor. El indice LOEE especifica la energia esperada

que no es suministrada por el sistema de generación debido a que en

ocasiones la demanda de carga excede la capacidad disponible de generación.

Este indice incluye una rigurosa medición de la severidad de las deficiencias

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Page 14: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

solamente antes de que sea igual al lapso de la deficiencia existente. Algunas

companlas suministradoras de energla eléctrica utilizan el LOEE en la

evaluación de la capacidad de generación que el sistema requiere. con el fin

de tener un nivel de reserva acorde con los costos que originan las

interrupciones del suministro en los diferentes tipos de usuarios. Este Indice

puede usarse también junto con la función de costos del consumidor para

obtener un factor que relacione las pérdidas del consumidor con el valor de

confiabilidad del servicio eléctrico; siendo este factor el IEAR (Proporción del

Porcentaje de Energla Interrumpida).

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------------- - - ---

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

solamente antes de que sea igual al lapso de la deficiencia existente. Algunas

companlas suministradoras de energla eléctrica utilizan el LOEE en la

evaluación de la capacidad de generación que el sistema requiere. con el fin

de tener un nivel de reserva acorde con los costos que originan las

interrupciones del suministro en los diferentes tipos de usuarios. Este Indice

puede usarse también junto con la función de costos del consumidor para

obtener un factor que relacione las pérdidas del consumidor con el valor de

confiabilidad del servicio eléctrico; siendo este factor el IEAR (Proporción del

Porcentaje de Energla Interrumpida).

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Page 15: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

: COSTOS INVOLUCRADOS EN i

EL SUMINISTRO DE ENERGIA ELECTRICA

e A P 1 T U L O

II

: COSTOS INVOLUCRADOS EN i

EL SUMINISTRO DE ENERGIA ELECTRICA

e A P 1 T U L O

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Page 16: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

11.1 ELEMENTOS QUE COMPONEN EL ESTUDIO DE COSTOS DEL SERVICIO

ELECTRICO

Los datos más importantes para el estudio y estimación de los costos de

servicio eléctrico son los siguientes:

• Los libros financieros y reportes de las utilidades (inversión y gastos),

• Medición y facturación de kWh; y estadlsticas de kW consumidos,

• Investigación y estimación de la carga de las diferentes clases de

consumidores sin mediciones del perfil de carga,

• Medidas estadlsticas de kW de carga de los bancos de transformadores en

subestaciones,

• Estadlsticas y caracterlsticas de la carga (kW y kWh) de los sistemas,

• Estudio de pérdidas y flujo de carga,

• Operación de sistemas y proceso de mantenimiento, y

• Caracterlsticas de operación.

Cada uno de estos datos son necesarios en un periodo de 12 meses (conocido

como el periodo de prueba). basados en los ingresos y diseños de nuevas

tarifas de consumo. A un nivel mayor, se utiliza un periodo programado de 12

meses conocido como periodo de prueba a futuro; en el que se incluye un

listado de tarifas de consumo base, gastos e impuestos, y las diversas

partidas que comprenden el ingreso anual. Los libros y reportes financieros

proveen la optimización básica de costos para las distintas zonas principales,

tales como: generación, transmisión y distribución. Sin embargo, cada zona

puede ser analizada en detalle para determinar los costos de causalidad (que

incrementan el costo) y la información no proporcionada por los libros y

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CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

11.1 ELEMENTOS QUE COMPONEN EL ESTUDIO DE COSTOS DEL SERVICIO

ELECTRICO

Los datos más importantes para el estudio y estimación de los costos de

servicio eléctrico son los siguientes:

• Los libros financieros y reportes de las utilidades (inversión y gastos),

• Medición y facturación de kWh; y estadlsticas de kW consumidos,

• Investigación y estimación de la carga de las diferentes clases de

consumidores sin mediciones del perfil de carga,

• Medidas estadlsticas de kW de carga de los bancos de transformadores en

subestaciones,

• Estadlsticas y caracterlsticas de la carga (kW y kWh) de los sistemas,

• Estudio de pérdidas y flujo de carga,

• Operación de sistemas y proceso de mantenimiento, y

• Caracterlsticas de operación.

Cada uno de estos datos son necesarios en un periodo de 12 meses (conocido

como el periodo de prueba). basados en los ingresos y diseños de nuevas

tarifas de consumo. A un nivel mayor, se utiliza un periodo programado de 12

meses conocido como periodo de prueba a futuro; en el que se incluye un

listado de tarifas de consumo base, gastos e impuestos, y las diversas

partidas que comprenden el ingreso anual. Los libros y reportes financieros

proveen la optimización básica de costos para las distintas zonas principales,

tales como: generación, transmisión y distribución. Sin embargo, cada zona

puede ser analizada en detalle para determinar los costos de causalidad (que

incrementan el costo) y la información no proporcionada por los libros y

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CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCIDN DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

reportes del servicio eléctrico que son necesarios para un estudio de

repartición de costos característicos.

11.2 OPTlMIZACION

La optimización es la distribución de costos (tarifas de consumo y gastos)

dentro de las zonas principales generación, transmisión y distribución, a fin de

determinar que clases de consumidores y grupo de tarifas de consumo pueden

causar dichos costos; siendo especialmente responsables directos de estos

costos generación y transmisión.

Las áreas más importantes de costos necesitan además un análisis que

determine costos aplicables a varias clases de consumidores y grupo de

tarifas de consumo en donde una extensa categorla proporcione más que una

necesidad/servicio. Tal subfuncionalidad reconoce que algunos servicios

dentro de las zonas no son utilizados por todas las clases de consumidores y

grupo de tarifas de consumo. Dos ejemplos de este proceso son transmisión y

distribución.

Algunos costos, tales como los administrativos, de planta y gastos

generales no pueden ser relacionados directamente con el servicio prestado;

estos costos son propios, por lo que los métodos de asignación de costos son

aceptados generalmente. Actualmente los salarios son usados como una base

para optimizar estos costos. Esta metodologla refleja varias funciones

especificas soportadas por los servicios de la planta (oficinas, bodega,

mobiliario y equipo) y la asignación de empleados a los gastos administrativos

y generales; también se usa la metodologla de asignación directa en algunas

12

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCIDN DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

reportes del servicio eléctrico que son necesarios para un estudio de

repartición de costos característicos.

11.2 OPTlMIZACION

La optimización es la distribución de costos (tarifas de consumo y gastos)

dentro de las zonas principales generación, transmisión y distribución, a fin de

determinar que clases de consumidores y grupo de tarifas de consumo pueden

causar dichos costos; siendo especialmente responsables directos de estos

costos generación y transmisión.

Las áreas más importantes de costos necesitan además un análisis que

determine costos aplicables a varias clases de consumidores y grupo de

tarifas de consumo en donde una extensa categorla proporcione más que una

necesidad/servicio. Tal subfuncionalidad reconoce que algunos servicios

dentro de las zonas no son utilizados por todas las clases de consumidores y

grupo de tarifas de consumo. Dos ejemplos de este proceso son transmisión y

distribución.

Algunos costos, tales como los administrativos, de planta y gastos

generales no pueden ser relacionados directamente con el servicio prestado;

estos costos son propios, por lo que los métodos de asignación de costos son

aceptados generalmente. Actualmente los salarios son usados como una base

para optimizar estos costos. Esta metodologla refleja varias funciones

especificas soportadas por los servicios de la planta (oficinas, bodega,

mobiliario y equipo) y la asignación de empleados a los gastos administrativos

y generales; también se usa la metodologla de asignación directa en algunas

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CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

instancias para los gastos de la comisión reguladora, registros y remuneración

de utilidad pública.

11.3 CLASIFICACION DE COSTOS

La clasificación de los costos es el proceso o el análisis para ordenar los

costos de modo que estos se puedan repartir en el servicio eléctrico

caracterlstico que incrementan u originen el costo. Otro término generalmente

aceptado para esto es el "costo de causalidad". El método más usado para

asignar los costos optimizados son: demanda, uso de energia, asignación

directa y número de consumidores.

Cada categoria de costos propios debe ser revisados para determinar la

causalidad de costo aplicable a la categoria y para la extinción del costo de

causalidad. Algunos costos de causalidad son:

• Concerniente a la demanda (costos fijos). Estos costos son definidos como

costos que deben mantenerse constantes dentro del presupuesto a pesar de

cambios en la potencia de salida o utilización de servicios. Un ejemplo de

este tipo de costos son la inversión en la planta de generación y la mayoria

de los gastos de producción, operación y mantenimiento, costos de

transmisión y la mayoria de los costos de distribución .

• Concerniente a la energra (costos variables). Estos costos son definidos

como costos que tienden a variar en general con la variación de la

producción. El mejor ejemplo de este tipo de costos es el gasto de

combustibie, que varia directamente con la producción de energia. También

13

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

instancias para los gastos de la comisión reguladora, registros y remuneración

de utilidad pública.

11.3 CLASIFICACION DE COSTOS

La clasificación de los costos es el proceso o el análisis para ordenar los

costos de modo que estos se puedan repartir en el servicio eléctrico

caracterlstico que incrementan u originen el costo. Otro término generalmente

aceptado para esto es el "costo de causalidad". El método más usado para

asignar los costos optimizados son: demanda, uso de energia, asignación

directa y número de consumidores.

Cada categoria de costos propios debe ser revisados para determinar la

causalidad de costo aplicable a la categoria y para la extinción del costo de

causalidad. Algunos costos de causalidad son:

• Concerniente a la demanda (costos fijos). Estos costos son definidos como

costos que deben mantenerse constantes dentro del presupuesto a pesar de

cambios en la potencia de salida o utilización de servicios. Un ejemplo de

este tipo de costos son la inversión en la planta de generación y la mayoria

de los gastos de producción, operación y mantenimiento, costos de

transmisión y la mayoria de los costos de distribución .

• Concerniente a la energra (costos variables). Estos costos son definidos

como costos que tienden a variar en general con la variación de la

producción. El mejor ejemplo de este tipo de costos es el gasto de

combustibie, que varia directamente con la producción de energia. También

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Page 19: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

algunos gastos de producción, operación y mantenimiento son relativamente

variables .

• Directamente asignables (servicios especlficos). En el proceso de

optimización, los servicios especificos de construcción, operación y

mantenimiento para ciertos consumidores son incluidos en esta categorfa.

Ejemplos de éstos son lineas terminales de transmisión, lineas de

transmisión radial, subestaciones o bancos de transformadores de

subestaciones y varios servicios de alumbrado .

• Concerniente al consumidor (número de consumidores). Estos costos

tienden a variar con el número y tipo de consumidores. Una porción del

sistema de distribución, medición, lecturas y facturación de medidores

representan esta categorfa de costos.

Los costos de generación relacionados con la planta de generación y la

subestación de transformación se consideran concernientes a la demanda

principalmente. Por lo tanto, esto es necesario para obtener un análisis que

determine la parte relacionada a la demanda.

11,4 DESARROLLO DE DATOS DE CARGA

El perfil de la demanda de carga continua y la información de la demanda pico

no coincidente (demanda máxima). se obtiene a partir de las siguientes

fuentes; como se muestra en los análisis de medición:

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

algunos gastos de producción, operación y mantenimiento son relativamente

variables .

• Directamente asignables (servicios especlficos). En el proceso de

optimización, los servicios especificos de construcción, operación y

mantenimiento para ciertos consumidores son incluidos en esta categorfa.

Ejemplos de éstos son lineas terminales de transmisión, lineas de

transmisión radial, subestaciones o bancos de transformadores de

subestaciones y varios servicios de alumbrado .

• Concerniente al consumidor (número de consumidores). Estos costos

tienden a variar con el número y tipo de consumidores. Una porción del

sistema de distribución, medición, lecturas y facturación de medidores

representan esta categorfa de costos.

Los costos de generación relacionados con la planta de generación y la

subestación de transformación se consideran concernientes a la demanda

principalmente. Por lo tanto, esto es necesario para obtener un análisis que

determine la parte relacionada a la demanda.

11,4 DESARROLLO DE DATOS DE CARGA

El perfil de la demanda de carga continua y la información de la demanda pico

no coincidente (demanda máxima). se obtiene a partir de las siguientes

fuentes; como se muestra en los análisis de medición:

Page 20: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

• Investigación de carga: Donde las demandas medidas no son necesarias

para fines de facturación. Generalmente, se refiere a todos los

consumidores del servicio residencial, servicios del pequeño comercio,

servicio de control de flujo (bombeo de agua y alcantarillado) y servicio de

alumbrado público. También todos los consumidores secundarios por debajo

del factor comercial de carga y servicio a la pequeña industria; factor

comercial de carga media y servicio a la industria media; y factor comercial

de carga alta y servicio a la gran industria.

• Facturaciónllngresos: Donde las demandas medidas son usadas para cargo

de facturación y también son colocados para otras necesidades

informativas. Generalmente, todas las ventas primarias y servicio de

transmisión a consumidores por debajo de las tarifas de consumo

catalogadas para el servicio comercial e industrial, todos los grandes

consumidores y contratos especiales.

• Banco de transformadores: Donde las demandas medidas son usadas para

monitorear la carga de los bancos de transformadores para la planeación

del sistema y propósitos de operación.

Los datos de carga del sistema horario también son obtenidos desde el centro

de control del sistema eléctrico. Estos datos son usados para determinar

fechas, dlas y tiempo de demandas pico de transmisión y la cantidad de

producción mensual y demandas picos de transmisión.

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CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

• Investigación de carga: Donde las demandas medidas no son necesarias

para fines de facturación. Generalmente, se refiere a todos los

consumidores del servicio residencial, servicios del pequeño comercio,

servicio de control de flujo (bombeo de agua y alcantarillado) y servicio de

alumbrado público. También todos los consumidores secundarios por debajo

del factor comercial de carga y servicio a la pequeña industria; factor

comercial de carga media y servicio a la industria media; y factor comercial

de carga alta y servicio a la gran industria.

• Facturaciónllngresos: Donde las demandas medidas son usadas para cargo

de facturación y también son colocados para otras necesidades

informativas. Generalmente, todas las ventas primarias y servicio de

transmisión a consumidores por debajo de las tarifas de consumo

catalogadas para el servicio comercial e industrial, todos los grandes

consumidores y contratos especiales.

• Banco de transformadores: Donde las demandas medidas son usadas para

monitorear la carga de los bancos de transformadores para la planeación

del sistema y propósitos de operación.

Los datos de carga del sistema horario también son obtenidos desde el centro

de control del sistema eléctrico. Estos datos son usados para determinar

fechas, dlas y tiempo de demandas pico de transmisión y la cantidad de

producción mensual y demandas picos de transmisión.

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Page 21: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTlFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICAAl USUARIO

Las distintas clases de consumidores y grupo de tarifas de consumo tienen

caracteristicas de carga diferentes que se combinan al mismo tiempo para

producir la caracteristica de carga de la unidades de generación. sistema de

transmisión y sistema de distribución.

11.5 DISTRIBUCION DE COSTOS

El corazón de un costo de servicio es el estudio de la distribución de la

optimización variada y costos clasificados para los diferentes tipos de

consumidores y grupo de tarifas de consumo. Estos procesos son

complementados con considerable cuidado para precisar los costos de las

clases de consumidores y grupo de tarifas de consumo que cambian el costo

total.

Una de la áreas más crrticas del proceso de los costos de servicio es la

determinación de diversos factores de distribución usados para asignar

diferentes costos referente a la demanda. referente a la energra y referente a

los consumidores. Un breve resumen de las metodologras de distribución de

costos usados por varios servicios de suministro de energra eléctrica se

describen a continuación:

11.5.1 Costos referentes a la demanda.

Estos costos no tienden a variar con la potencia de salida. Este tipo de costos

frecuentemente incluyen la mayorra de los ingresos anuales requeridos por el

servicio eléctrico. El principal concepto usado en estudios de costo de

servicio. es usar una distribución de demanda que represente más

estrechamente a la carga der sistema eléctrico para el cual fue diseñado.

16

CUANTlFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICAAl USUARIO

Las distintas clases de consumidores y grupo de tarifas de consumo tienen

caracteristicas de carga diferentes que se combinan al mismo tiempo para

producir la caracteristica de carga de la unidades de generación. sistema de

transmisión y sistema de distribución.

11.5 DISTRIBUCION DE COSTOS

El corazón de un costo de servicio es el estudio de la distribución de la

optimización variada y costos clasificados para los diferentes tipos de

consumidores y grupo de tarifas de consumo. Estos procesos son

complementados con considerable cuidado para precisar los costos de las

clases de consumidores y grupo de tarifas de consumo que cambian el costo

total.

Una de la áreas más crrticas del proceso de los costos de servicio es la

determinación de diversos factores de distribución usados para asignar

diferentes costos referente a la demanda. referente a la energra y referente a

los consumidores. Un breve resumen de las metodologras de distribución de

costos usados por varios servicios de suministro de energra eléctrica se

describen a continuación:

11.5.1 Costos referentes a la demanda.

Estos costos no tienden a variar con la potencia de salida. Este tipo de costos

frecuentemente incluyen la mayorra de los ingresos anuales requeridos por el

servicio eléctrico. El principal concepto usado en estudios de costo de

servicio. es usar una distribución de demanda que represente más

estrechamente a la carga der sistema eléctrico para el cual fue diseñado.

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Page 22: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

Comúnmente las demandas mensuales usadas en el estudio de costos de

servicio son las siguientes:

al Demanda coincidente

Esta es la demanda de todas las clases de consumidores y grupo de tarifas de

consumo ocurrida simultáneamente en un periodo mensual del sistema de

generación y en la demanda pico de transmisión. Esta demanda es usada para

asignar la generación del servicio eléctrico y los costos referentes a la

demanda de transmisión.

bl Demanda de diversidad de clase

Esta es la demanda de las diversas clases de consumidores y grupos de

tarifas de consumo que ocurren en un periodo de demanda máxima para un

grupo/clase. Esta demanda es usada para asignar los costos referentes a la

demanda en la distribución del servicio eléctrico (primaria, lineas de

distribución, secundaria).

el Demanda máxima no-coincidente

Esta es la suma aritmética de las demandas máximas de cada consumidor de

las diferentes clases de consumidores y grupo de tarifas de consumo sin tomar

en cuenta el tiempo de ocurrencia. Esta demanda es usada para asignar la

información de consumidor referente a la demanda del servicio eléctrico y

gastos de ventas.

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CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

Comúnmente las demandas mensuales usadas en el estudio de costos de

servicio son las siguientes:

al Demanda coincidente

Esta es la demanda de todas las clases de consumidores y grupo de tarifas de

consumo ocurrida simultáneamente en un periodo mensual del sistema de

generación y en la demanda pico de transmisión. Esta demanda es usada para

asignar la generación del servicio eléctrico y los costos referentes a la

demanda de transmisión.

bl Demanda de diversidad de clase

Esta es la demanda de las diversas clases de consumidores y grupos de

tarifas de consumo que ocurren en un periodo de demanda máxima para un

grupo/clase. Esta demanda es usada para asignar los costos referentes a la

demanda en la distribución del servicio eléctrico (primaria, lineas de

distribución, secundaria).

el Demanda máxima no-coincidente

Esta es la suma aritmética de las demandas máximas de cada consumidor de

las diferentes clases de consumidores y grupo de tarifas de consumo sin tomar

en cuenta el tiempo de ocurrencia. Esta demanda es usada para asignar la

información de consumidor referente a la demanda del servicio eléctrico y

gastos de ventas.

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Page 23: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRrCA Al USUARIO

11.5.2 Asignación de costos de generación y transmisión

La asignación de estos costos es el cimiento del proceso de asignación de

costos porque normalmente constituyen la mayoría de los ingresos necesarios.

Por tanto, la asignación de estos costos tiene su mayor impacto en los

ingresos necesarios entre los diferentes tipos de usuarios y grupos de tarifas

de consumo, y siempre es un punto de discusión en un proceso de tarifas de

consumo.

El promedio de coincidencia de las demandas pico en el sistema de 12 meses

(método 12 CP), es usado por muchas companlas generadoras de energla

eléctrica. En forma general el uso de prueba/análisis para determinar la

distribución de demanda están basadas en: pico invernal, pico veraniego,

promedio del pico de verano e invierno, promedio de 3 ó 4 picos mensuales

significativos o promedio del pico anual del sistema. Estos estudios están

basadas en la relación entre las diferentes demandas mensuales pico del

sistema.

El primer estudio hecho fue para la revisión gráfica de las demandas picos del

sistema de generación para el periodo de prueba. Si las diferencias en las

curvas de demanda del sistema del servicio eléctrico son relativamente

insignificantes, entonces el método 12 CP es apropiado. Sin embargo, si la

curva de demanda del sistema del servicio eléctrico muestra un pico

pronunciado durante uno, tres o cuatro meses consecutivos, el uso del método

CP no es adecuado.

18

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRrCA Al USUARIO

11.5.2 Asignación de costos de generación y transmisión

La asignación de estos costos es el cimiento del proceso de asignación de

costos porque normalmente constituyen la mayoría de los ingresos necesarios.

Por tanto, la asignación de estos costos tiene su mayor impacto en los

ingresos necesarios entre los diferentes tipos de usuarios y grupos de tarifas

de consumo, y siempre es un punto de discusión en un proceso de tarifas de

consumo.

El promedio de coincidencia de las demandas pico en el sistema de 12 meses

(método 12 CP), es usado por muchas companlas generadoras de energla

eléctrica. En forma general el uso de prueba/análisis para determinar la

distribución de demanda están basadas en: pico invernal, pico veraniego,

promedio del pico de verano e invierno, promedio de 3 ó 4 picos mensuales

significativos o promedio del pico anual del sistema. Estos estudios están

basadas en la relación entre las diferentes demandas mensuales pico del

sistema.

El primer estudio hecho fue para la revisión gráfica de las demandas picos del

sistema de generación para el periodo de prueba. Si las diferencias en las

curvas de demanda del sistema del servicio eléctrico son relativamente

insignificantes, entonces el método 12 CP es apropiado. Sin embargo, si la

curva de demanda del sistema del servicio eléctrico muestra un pico

pronunciado durante uno, tres o cuatro meses consecutivos, el uso del método

CP no es adecuado.

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Page 24: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANT1F1CAC1QN DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGtA ELECTRICA AL USUARIO

Una prueba a veces usada por cuerpos reguladores es el promedio de los

picos del sistema durante el período pico supuesto, como un porcentaje del

pico anual para el promedio del pico del sistema durante el periodo valle,

como un porcentaje del pico anual. Una pequeña diferencia (alrededor del 20%

o menor) puede sustentar el uso del método 12 CP.

Una segunda prueba usada por los cuerpos reguladores es el pico mensual

más bajo del sistema como un porcentaje del pico anual. Un porcentaje alto

(66-80%) sustenta el uso del método 12 CP.

Otra prueba utilizada es el porcentaje del pico de doce meses del sistema

como un porcentaje del pico anual. De nuevo, un porcentaje más alto (80% o

mayor) puede sustentar el método 12 CP.

El análisis del mantenimiento consiste en revisar ias prácticas de

mantenimiento del servicio eléctrico, programándose este mantenimiento en

los meses de valle del servicio eléctrico y basándose los cuerpos reguladores

en el método 12 CP. Si los recursos aprovechados resultantes y los márgenes

de reserva son suficientemente estables después del mantenimiento podrian

ser considerados y entonces el método 12 CP puede ser apropiado. Por lo

tanto, el análisis es preparado para revisar los márgenes de reserva de

operaci6n tomando en consideraci6n las salidas forzadas y programadas.

Dentro de estos estudios se incluyen, la programaci6n de mantenimiento

regular, los tipos y tamaños de las unidades de generaci6n del sistema.

Después todos los estudios son complementados y juzgados para determinar

el prop6sito de la metodologia de distribuci6n tomando en cuenta las

19

CUANT1F1CAC1QN DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGtA ELECTRICA AL USUARIO

Una prueba a veces usada por cuerpos reguladores es el promedio de los

picos del sistema durante el período pico supuesto, como un porcentaje del

pico anual para el promedio del pico del sistema durante el periodo valle,

como un porcentaje del pico anual. Una pequeña diferencia (alrededor del 20%

o menor) puede sustentar el uso del método 12 CP.

Una segunda prueba usada por los cuerpos reguladores es el pico mensual

más bajo del sistema como un porcentaje del pico anual. Un porcentaje alto

(66-80%) sustenta el uso del método 12 CP.

Otra prueba utilizada es el porcentaje del pico de doce meses del sistema

como un porcentaje del pico anual. De nuevo, un porcentaje más alto (80% o

mayor) puede sustentar el método 12 CP.

El análisis del mantenimiento consiste en revisar ias prácticas de

mantenimiento del servicio eléctrico, programándose este mantenimiento en

los meses de valle del servicio eléctrico y basándose los cuerpos reguladores

en el método 12 CP. Si los recursos aprovechados resultantes y los márgenes

de reserva son suficientemente estables después del mantenimiento podrian

ser considerados y entonces el método 12 CP puede ser apropiado. Por lo

tanto, el análisis es preparado para revisar los márgenes de reserva de

operaci6n tomando en consideraci6n las salidas forzadas y programadas.

Dentro de estos estudios se incluyen, la programaci6n de mantenimiento

regular, los tipos y tamaños de las unidades de generaci6n del sistema.

Después todos los estudios son complementados y juzgados para determinar

el prop6sito de la metodologia de distribuci6n tomando en cuenta las

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Page 25: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

caracterlsticas de carga del sistema, prácticas de mantenimiento y tipoltamaño

de unidades instaladas en el sistema. El precio de las tarifas de consumo

residencial, comercial e industrial tienen un impacto significativo en la

elección del equipo utilizado por los consumidores y futuras demandas picos

del sistema.

11.5.3 Asignación de costos de distribución

La asignación de estos costos es diferente al del sistema de transmisión por

que el sistema de distribución no es diseñado a servir la carga total del

sistema. También, los estudios son llevados a cabo para determinar si los

picos del sistema de distribución ocurren en tiempos diferentes de la demanda

pico del sistema.

Los sistemas de distribución primaria están compuestos por varias

subestaciones de banco de transformadores, varios cientos de metros de

lineas de distribución y diversos tamaños de conductores. Todos estos

servicios son disellados para llevar la carga local, debido a las diferencias

urbanas vs rural, mezcla de consumidores y densidad de consumidores.

Por lo tanto, la diversidad de clases de demanda de varias clases de

consumidores de servicio primario y secundario, y grupos de tarifas de

consumo son comúnmente empleadas para determinar la demanda en los

sistemas de distribución. Dicha demanda es el reflejo de la carga impuesta en

los sistemas de distribución. Su contribución en el pico determina entonces su

responsabilidad en los costos de las distintas componentes del sistema de

distribución.

20

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

caracterlsticas de carga del sistema, prácticas de mantenimiento y tipoltamaño

de unidades instaladas en el sistema. El precio de las tarifas de consumo

residencial, comercial e industrial tienen un impacto significativo en la

elección del equipo utilizado por los consumidores y futuras demandas picos

del sistema.

11.5.3 Asignación de costos de distribución

La asignación de estos costos es diferente al del sistema de transmisión por

que el sistema de distribución no es diseñado a servir la carga total del

sistema. También, los estudios son llevados a cabo para determinar si los

picos del sistema de distribución ocurren en tiempos diferentes de la demanda

pico del sistema.

Los sistemas de distribución primaria están compuestos por varias

subestaciones de banco de transformadores, varios cientos de metros de

lineas de distribución y diversos tamaños de conductores. Todos estos

servicios son disellados para llevar la carga local, debido a las diferencias

urbanas vs rural, mezcla de consumidores y densidad de consumidores.

Por lo tanto, la diversidad de clases de demanda de varias clases de

consumidores de servicio primario y secundario, y grupos de tarifas de

consumo son comúnmente empleadas para determinar la demanda en los

sistemas de distribución. Dicha demanda es el reflejo de la carga impuesta en

los sistemas de distribución. Su contribución en el pico determina entonces su

responsabilidad en los costos de las distintas componentes del sistema de

distribución.

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Page 26: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACIQN DE PERDIDAS POR tNTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

11.5.4 Costos referentes a la energía

La asignación de los costos referentes a la energla está basada en la cantidad

de kWh usados por las diferentes clases de consumidores y grupos de tarifas

de consumo, como medida o estimación de pérdidas para reflejar la cantidad

de energla en las barras de la planta de generación. Tlpicamente, el intervalo

de pérdidas experimentado en un sistema de servicio eléctrico va desde el 3%

de las ventas hechas directamente desde el conjunto del sistema de

transmisión, hasta el 10% de las ventas hechas en nivel de voltaje secundario.

11.5.5 Costos referentes al consumidor

La asignación de costos referentes al consumidor o costos de servicio no

utilizados generalmente se basan en varios factores de asignación. Estos

factores se usan para porciones de asig nación especifica del sistema de

distribución (primaria, secundaria) y lineas de transmisión, equipo especial,

costos de servicio y medición que han sido diseñados de acuerdo a los

consumidores. Los gastos de facturación, servicio e información al consumidor

y costos de venta se representan por factores de asignación especifica,

diseñados para reflejar los costos propios correspondientes a las diferentes

clases de consumidores y grupo de tarifas de consumo.

11.6 DETERMINACION DE COSTOS POR INTERRUPCION

Debido a que los sistemas eléctricos tienen diferentes grados de con fiabilidad,

han surgido varias propuestas para la estimación del costo de interrupción al

consumidor. Un resultado de esos cálculos de costos de interrupción al

consumidor es, la multiplicación del total de la energía no suministrada en un

nivel particular de confiabilidad por un coeficiente representado por el valor

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CUANTIFICACIQN DE PERDIDAS POR tNTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

11.5.4 Costos referentes a la energía

La asignación de los costos referentes a la energla está basada en la cantidad

de kWh usados por las diferentes clases de consumidores y grupos de tarifas

de consumo, como medida o estimación de pérdidas para reflejar la cantidad

de energla en las barras de la planta de generación. Tlpicamente, el intervalo

de pérdidas experimentado en un sistema de servicio eléctrico va desde el 3%

de las ventas hechas directamente desde el conjunto del sistema de

transmisión, hasta el 10% de las ventas hechas en nivel de voltaje secundario.

11.5.5 Costos referentes al consumidor

La asignación de costos referentes al consumidor o costos de servicio no

utilizados generalmente se basan en varios factores de asignación. Estos

factores se usan para porciones de asig nación especifica del sistema de

distribución (primaria, secundaria) y lineas de transmisión, equipo especial,

costos de servicio y medición que han sido diseñados de acuerdo a los

consumidores. Los gastos de facturación, servicio e información al consumidor

y costos de venta se representan por factores de asignación especifica,

diseñados para reflejar los costos propios correspondientes a las diferentes

clases de consumidores y grupo de tarifas de consumo.

11.6 DETERMINACION DE COSTOS POR INTERRUPCION

Debido a que los sistemas eléctricos tienen diferentes grados de con fiabilidad,

han surgido varias propuestas para la estimación del costo de interrupción al

consumidor. Un resultado de esos cálculos de costos de interrupción al

consumidor es, la multiplicación del total de la energía no suministrada en un

nivel particular de confiabilidad por un coeficiente representado por el valor

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Page 27: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANT1F1CAC1QN DE PERDIDAS POR lNTERRUPC10N DE ENERG1A ElECTR1CA AL USUARIO

promedio del servicio eléctrico confiable de consumo. Ese valor promedio de

servicio confiable ha sido estimado por una variedad de medidas incluyendo el

producto interno bruto dividido entre el total de la energia eléctrica consumida,

el total de salarios pagados entre el total correspondiente al comercial y el

consumo de electricidad en la industria, los consumidores, el cumplimiento de

los pagos del consumidor que eviten las interrupciones, valores adicionales

por kWh consumidos y, la medición directa del costo resultado de la

interrupción.

11.6.1 Evaluación de costos de interrupción mediante la relación beneficio/costo

El punto de inicio en este procedimiento del costo de interrupción es una tabla

de frecuencia y duración del estado del margen de reserva del sistema. Para

el uso de este método es aconsejable el empleo de un modelo exacto del

estado de capacidad no confiable y un modelo acumulativo de carga para

evitar contradecir la hipótesis de carga hecha en otros modelos. El modelo

también incluye la representación de una unidad generadora multiestado para

contar con el paro del servicio parcial por la unidad generadora y el ciclo

impuesto. y la realización de los cálculos que definan los periodos cerca o

lejos del pico para cada estación.

El segundo punto en el procedimiento es la compilación de una lista del

Proceso de Operación Emergente (EOP) que el servicio eléctrico llevarla

cuando se enfrenta a una deficiencia en la capacidad esperada. La lista

además. incluye el orden de la implementación de los EOPs y la ayuda de la

carga esperada para cada uno cuando se implementan en ese orden.

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CUANT1F1CAC1QN DE PERDIDAS POR lNTERRUPC10N DE ENERG1A ElECTR1CA AL USUARIO

promedio del servicio eléctrico confiable de consumo. Ese valor promedio de

servicio confiable ha sido estimado por una variedad de medidas incluyendo el

producto interno bruto dividido entre el total de la energia eléctrica consumida,

el total de salarios pagados entre el total correspondiente al comercial y el

consumo de electricidad en la industria, los consumidores, el cumplimiento de

los pagos del consumidor que eviten las interrupciones, valores adicionales

por kWh consumidos y, la medición directa del costo resultado de la

interrupción.

11.6.1 Evaluación de costos de interrupción mediante la relación beneficio/costo

El punto de inicio en este procedimiento del costo de interrupción es una tabla

de frecuencia y duración del estado del margen de reserva del sistema. Para

el uso de este método es aconsejable el empleo de un modelo exacto del

estado de capacidad no confiable y un modelo acumulativo de carga para

evitar contradecir la hipótesis de carga hecha en otros modelos. El modelo

también incluye la representación de una unidad generadora multiestado para

contar con el paro del servicio parcial por la unidad generadora y el ciclo

impuesto. y la realización de los cálculos que definan los periodos cerca o

lejos del pico para cada estación.

El segundo punto en el procedimiento es la compilación de una lista del

Proceso de Operación Emergente (EOP) que el servicio eléctrico llevarla

cuando se enfrenta a una deficiencia en la capacidad esperada. La lista

además. incluye el orden de la implementación de los EOPs y la ayuda de la

carga esperada para cada uno cuando se implementan en ese orden.

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Page 28: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

El tercer punto en el procedimiento es, determinar que estrategia de

restricción será usada en el evento de pérdida de carga. Una emergencia

repentina, es determinada por la localización y ajuste de relevadores de baja

frecuencia. Si hay alguna emergencia debe considerarse esta estrategia, con

la cual los alimentadores deben tener mayor mantenimiento para suministrar el

servicio a instituciones especiales, como: hospitales, suministro de agua,

policía y bomberos. Si la interrupción es rotatoria será usada para distribuir la

capacidad deficiente; en tal caso, bajo que condiciones y en qué periodo de

tiempo; el orden en que los alimentadores pueden ser desconectados; la carga

esperada como alivio para cada alimentador; y el contorno del consumidor

sobre cada alimentador. Lo siguiente será compilar el coeficiente del costo de

interrupción el cual refleja las consecuencias de varios tipos de interrupción.

Las tres clases de consumidores, residencial, comercial e industrial son

afectados de manera diferente durante una interrupción y el coeficiente del

costo desarrollado refleja esas diferencias. Los costos surgidos por las clases

residencial y comercial son dependientes principalmente de la duración de la

interrupción por encima de un rango de 1/2 a 4 horas. Para condiciones cerca

del pico comercial, el hecho de experimentar una interrupción no es

significativa en esta duración. Para una clase residencial cerca del pico, el

costo de una interrupción varia casi en forma directa con la duración; esto es,

una interrupción de dos horas costaria alrededor de dos veces lo que una

interrupción permanente de una hora.

Los consumidores industriales son afectados de forma diferente, dependiendo

de la industria considerada, el hecho de que experimenten cualquier

23

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

El tercer punto en el procedimiento es, determinar que estrategia de

restricción será usada en el evento de pérdida de carga. Una emergencia

repentina, es determinada por la localización y ajuste de relevadores de baja

frecuencia. Si hay alguna emergencia debe considerarse esta estrategia, con

la cual los alimentadores deben tener mayor mantenimiento para suministrar el

servicio a instituciones especiales, como: hospitales, suministro de agua,

policía y bomberos. Si la interrupción es rotatoria será usada para distribuir la

capacidad deficiente; en tal caso, bajo que condiciones y en qué periodo de

tiempo; el orden en que los alimentadores pueden ser desconectados; la carga

esperada como alivio para cada alimentador; y el contorno del consumidor

sobre cada alimentador. Lo siguiente será compilar el coeficiente del costo de

interrupción el cual refleja las consecuencias de varios tipos de interrupción.

Las tres clases de consumidores, residencial, comercial e industrial son

afectados de manera diferente durante una interrupción y el coeficiente del

costo desarrollado refleja esas diferencias. Los costos surgidos por las clases

residencial y comercial son dependientes principalmente de la duración de la

interrupción por encima de un rango de 1/2 a 4 horas. Para condiciones cerca

del pico comercial, el hecho de experimentar una interrupción no es

significativa en esta duración. Para una clase residencial cerca del pico, el

costo de una interrupción varia casi en forma directa con la duración; esto es,

una interrupción de dos horas costaria alrededor de dos veces lo que una

interrupción permanente de una hora.

Los consumidores industriales son afectados de forma diferente, dependiendo

de la industria considerada, el hecho de que experimenten cualquier

23

Page 29: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

interrupción resulta costoso y la duración es de importancia secundaria. En

muchas instancias, el equipo y/o el proceso pueden ser desconectados

solamente después de la pérdida de energla momentánea. La restauración del

servicio puede requerir horas y por lo tanto un gasto considerable. El

resultado es que las interrupciones de corta duración son más costosas por

unidad de tiempo que interrupciones de larga duración.

Los coeficientes de costo para cada clase depende también de si la

interrupción ocurre cerca o lejos del pico. Los coeficientes para los sectores

residencial y comercial son de mucho más duración en las horas lejos del pico.

Esto puede ser esperado como el cierre de más servicios comerciales y usos

residenciales de electricidad (calefacción, aire acondicionado, iluminación y

aparatos domésticos) son mucho más reducidos en las horas fuera del pico.

Muchas industrias procesadoras son operadas por dos o tres turnos y los

coeficientes de costo no dependen de las horas del dla.

El cuarto punto es combinar los resultados desde el punto uno al tres para

obtener la frecuencia y duración esperada de cada acción de emergencia; y la

frecuencia esperada de interrupciones para cada clase de consumidores (la

duración es determinada por la duración de la interrupción alternada).

Finalmente, los resultados del cuarto punto son combinados con el coeficiente

del costo establecido en el punto tres para calcular el total de costos esperado

para todas las acciones de emergencia considerando la politica del servicio

eléctrico con respecto a la carga distribuida.

24

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

interrupción resulta costoso y la duración es de importancia secundaria. En

muchas instancias, el equipo y/o el proceso pueden ser desconectados

solamente después de la pérdida de energla momentánea. La restauración del

servicio puede requerir horas y por lo tanto un gasto considerable. El

resultado es que las interrupciones de corta duración son más costosas por

unidad de tiempo que interrupciones de larga duración.

Los coeficientes de costo para cada clase depende también de si la

interrupción ocurre cerca o lejos del pico. Los coeficientes para los sectores

residencial y comercial son de mucho más duración en las horas lejos del pico.

Esto puede ser esperado como el cierre de más servicios comerciales y usos

residenciales de electricidad (calefacción, aire acondicionado, iluminación y

aparatos domésticos) son mucho más reducidos en las horas fuera del pico.

Muchas industrias procesadoras son operadas por dos o tres turnos y los

coeficientes de costo no dependen de las horas del dla.

El cuarto punto es combinar los resultados desde el punto uno al tres para

obtener la frecuencia y duración esperada de cada acción de emergencia; y la

frecuencia esperada de interrupciones para cada clase de consumidores (la

duración es determinada por la duración de la interrupción alternada).

Finalmente, los resultados del cuarto punto son combinados con el coeficiente

del costo establecido en el punto tres para calcular el total de costos esperado

para todas las acciones de emergencia considerando la politica del servicio

eléctrico con respecto a la carga distribuida.

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Page 30: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGlA ELECTRICA Al USUARIO

11.6.2 Costos de interrupción por la función de daño al consumidor

Esta es una función creciente de las consideraciones costo/beneficio en la

evaluación de la confiabilidad del sistema. En el pasado, la determinación de

lo que era un nivel razonable de confiabilidad estaba principalmente basado en

experiencias y criterios. Recientemente se ha incrementado significativamente

en costos de energia e impactos de gobierno y grupos ecologistas que tiene

como resultado la necesidad de una justificación más detallada de nuevos

servicios del sistema y niveles de confiabilidad en la operación. El aspecto

más importante de esta justificación es la evaluación de los beneficios o

valores de confiabilidad.

Los costos de interrupción actuales o percibidos pueden utilizarse para

determinar los beneficios o valores de confiabilidad y una variedad de

aproximaciones podrán ser usadas para la investigación de costos de

interrupción de energia eléctrica. Una aproximación que se aplica para un

resultado considerable de rendimiento en una evaluación de interrupción del

servicio es el método de estudio del consumidor. Estudios de este tipo dan

datos que pueden ser usados para crear una función de daño al consumidor.

La generación de una función compuesta de daño al consumidor para un área

de servicio es un intento para definir el costo total de interrupción en esta área

como función de la duración de la interrupción. Un resumen de este

procedimiento es como sigue:

Los costos de interrupción ($/kW) son función de varias categorias de

consumidores y otras variables (por ejemplo el equipo empleado). Estos

costos son cuantiosos en proporción a la utilización de la energla respectiva

25

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGlA ELECTRICA Al USUARIO

11.6.2 Costos de interrupción por la función de daño al consumidor

Esta es una función creciente de las consideraciones costo/beneficio en la

evaluación de la confiabilidad del sistema. En el pasado, la determinación de

lo que era un nivel razonable de confiabilidad estaba principalmente basado en

experiencias y criterios. Recientemente se ha incrementado significativamente

en costos de energia e impactos de gobierno y grupos ecologistas que tiene

como resultado la necesidad de una justificación más detallada de nuevos

servicios del sistema y niveles de confiabilidad en la operación. El aspecto

más importante de esta justificación es la evaluación de los beneficios o

valores de confiabilidad.

Los costos de interrupción actuales o percibidos pueden utilizarse para

determinar los beneficios o valores de confiabilidad y una variedad de

aproximaciones podrán ser usadas para la investigación de costos de

interrupción de energia eléctrica. Una aproximación que se aplica para un

resultado considerable de rendimiento en una evaluación de interrupción del

servicio es el método de estudio del consumidor. Estudios de este tipo dan

datos que pueden ser usados para crear una función de daño al consumidor.

La generación de una función compuesta de daño al consumidor para un área

de servicio es un intento para definir el costo total de interrupción en esta área

como función de la duración de la interrupción. Un resumen de este

procedimiento es como sigue:

Los costos de interrupción ($/kW) son función de varias categorias de

consumidores y otras variables (por ejemplo el equipo empleado). Estos

costos son cuantiosos en proporción a la utilización de la energla respectiva

25

Page 31: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTlFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

dentro del área. El peso por demanda pico anual es usado por interrupción de

corta duración y el peso por consumo de energla es usado para largas

interrupciones de una hora y media. Estos costos elevados son la suma del

costo total previsto para el área y para cada duración específica. La variación

de éste costo total con la duración es considerada para hacer la función

compuesta de daño al consumidor para el área de servicio.

A pesar de la incertidumbre que afecta el desarrollo de una función compuesta

de daño al consumidor, ésta es la herramienta más confiable y apropiada para

determinar estimaciones monetarias de los valores de confiabilidad. La función

compuesta de daño al consumidor puede ser adaptada para reflejar la

naturaleza individual del sistema, la región dentro de éste y el limite de algún

consumidor particular.

26

CUANTlFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

dentro del área. El peso por demanda pico anual es usado por interrupción de

corta duración y el peso por consumo de energla es usado para largas

interrupciones de una hora y media. Estos costos elevados son la suma del

costo total previsto para el área y para cada duración específica. La variación

de éste costo total con la duración es considerada para hacer la función

compuesta de daño al consumidor para el área de servicio.

A pesar de la incertidumbre que afecta el desarrollo de una función compuesta

de daño al consumidor, ésta es la herramienta más confiable y apropiada para

determinar estimaciones monetarias de los valores de confiabilidad. La función

compuesta de daño al consumidor puede ser adaptada para reflejar la

naturaleza individual del sistema, la región dentro de éste y el limite de algún

consumidor particular.

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Page 32: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

METODOS PARA ESTABLECER LA

PROPORCION DE PERDIDAS POR ENERGIA ELECTRICA

INTERRUMPIDA

e A P I T U L o

111

METODOS PARA ESTABLECER LA

PROPORCION DE PERDIDAS POR ENERGIA ELECTRICA

INTERRUMPIDA

e A P I T U L o

111

Page 33: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

111.1 APROXIMACION DE FRECUENCIA Y DURACION

La función de daño al consumidor, se utiliza para relacionar la pérdida

compuesta del consumidor con el valor socioeconómico de la confiabilidad del

servicio eléctrico para un área de servicio. El valor de confiabilidad puede ser

evaluado en términos de costos esperados de interrupción del consumidor,

este costo estimado puede ser obtenido por la multiplicación de la energla

generada no distribuida al consumidor debido a la interrupción del servicio

eléctrico por un factor adecuado; siendo este el IEAR (Proporción del

Porcentaje de Energia Interrumpida) expresado en $/kWhr. La energía

generada no distribuida en un sistema de generación básico es suficiente para

evaluar el indice de confiabilidad que puede ser calculado de diversas

maneras. La severidad y duración de los eventos de pérdida de carga discreta

en el nivel jerárquico HU (servicio de generación) pueden ser evaluadas

usando la aproximación de frecuencia y duración; este método junto con la

función apropiada de daño al consumidor puede ser utilizada para estimar el

IEAR (Proporción del Porcentaje de Energía Interrumpida).

111.1.1 Formulación matemática

El modelo básico requerido para esta aproximación es el siguiente:

al Modelo de generación

Las unidades se caracterizan por su capacidad, porcentaje de salidas

forzadas, porcentaje de falla y reparaciones.

28

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

111.1 APROXIMACION DE FRECUENCIA Y DURACION

La función de daño al consumidor, se utiliza para relacionar la pérdida

compuesta del consumidor con el valor socioeconómico de la confiabilidad del

servicio eléctrico para un área de servicio. El valor de confiabilidad puede ser

evaluado en términos de costos esperados de interrupción del consumidor,

este costo estimado puede ser obtenido por la multiplicación de la energla

generada no distribuida al consumidor debido a la interrupción del servicio

eléctrico por un factor adecuado; siendo este el IEAR (Proporción del

Porcentaje de Energia Interrumpida) expresado en $/kWhr. La energía

generada no distribuida en un sistema de generación básico es suficiente para

evaluar el indice de confiabilidad que puede ser calculado de diversas

maneras. La severidad y duración de los eventos de pérdida de carga discreta

en el nivel jerárquico HU (servicio de generación) pueden ser evaluadas

usando la aproximación de frecuencia y duración; este método junto con la

función apropiada de daño al consumidor puede ser utilizada para estimar el

IEAR (Proporción del Porcentaje de Energía Interrumpida).

111.1.1 Formulación matemática

El modelo básico requerido para esta aproximación es el siguiente:

al Modelo de generación

Las unidades se caracterizan por su capacidad, porcentaje de salidas

forzadas, porcentaje de falla y reparaciones.

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Page 34: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

bl Modelo de carga

El modelo de carga de tipo estado-estable representa el ciclo de carga del

sistema actual por aproximación de una secuencia de niveles de carga

discretas. El pico de carga diario se obtiene para un periodo de 12 horas con

un factor de registro de cada media hora.

el Modelo de costo

Este es representado ya sea por el sector de costo de interrupción con su

distribución de energla y demanda pico del área de servicio o por la función de

dallo del consumidor.

El modelo de carga de estado-estable puede ser combinado con un modelo de

capacidad de estado-estable para dar la frecuencia y duración asociadas con

cada evento de pérdidas de carga. La energ la generada no distribuida (EENS)

para cada evento de pérdida de carga esta dada por:

(kWhr / dia)

Donde:

mi = estado de pérdida de carga en kW del evento i

f i = frecuencia en occldlas del evento i de pérdida de carga

di = duración en horas del evento i de pérdida de carga

(3.1)

La probabilidad Pi de un evento i de pérdida de carga está dada por el

producto de la frecuencia f i (occ/dia) por la duración di (dlas) de los eventos

29

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

bl Modelo de carga

El modelo de carga de tipo estado-estable representa el ciclo de carga del

sistema actual por aproximación de una secuencia de niveles de carga

discretas. El pico de carga diario se obtiene para un periodo de 12 horas con

un factor de registro de cada media hora.

el Modelo de costo

Este es representado ya sea por el sector de costo de interrupción con su

distribución de energla y demanda pico del área de servicio o por la función de

dallo del consumidor.

El modelo de carga de estado-estable puede ser combinado con un modelo de

capacidad de estado-estable para dar la frecuencia y duración asociadas con

cada evento de pérdidas de carga. La energ la generada no distribuida (EENS)

para cada evento de pérdida de carga esta dada por:

(kWhr / dia)

Donde:

mi = estado de pérdida de carga en kW del evento i

f i = frecuencia en occldlas del evento i de pérdida de carga

di = duración en horas del evento i de pérdida de carga

(3.1)

La probabilidad Pi de un evento i de pérdida de carga está dada por el

producto de la frecuencia f i (occ/dia) por la duración di (dlas) de los eventos

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Page 35: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

de pérdida de carga. El total de energia no distribuida durante un periodo

considerado para todos los eventos de pérdida de carga es la siguiente:

N N

Total EENS = L mi p, = L m,fi di (3.2) ; .. 1 ;"')

Donde N es el número total de eventos de pérdidas de carga.

Por lo que, si el costo es asociado con la falta de energ la, la atención puede

ser dirigida a las unidades de la función compuesta de daflos al consumidor.

Una mejor aproximación en la estimación del costo compuesto es que la

magnitud de cada evento de pérdidas de carga es obtenido para ser

relacionado con la demanda de pico anual de un consumidor particular. El

costo total esperado para todos los eventos de pérdidas de carga del sistema

son dados por la siguiente ecuación:

N

Costo total esperado = ¿ m,f¡c,( d¡} (S/ dia) (3.3) '.1

Donde c;(d,) es el costo de interrupción $/kW para una duración d; en horas de

un evento i de pérdida de carga.

El método de frecuencia y duración es usado para evaluar la probabilidad,

frecuencia y duración de cada estado de pérdida de carga. Para cada periodo

30

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

de pérdida de carga. El total de energia no distribuida durante un periodo

considerado para todos los eventos de pérdida de carga es la siguiente:

N N

Total EENS = L mi p, = L m,fi di (3.2) ; .. 1 ;"')

Donde N es el número total de eventos de pérdidas de carga.

Por lo que, si el costo es asociado con la falta de energ la, la atención puede

ser dirigida a las unidades de la función compuesta de daflos al consumidor.

Una mejor aproximación en la estimación del costo compuesto es que la

magnitud de cada evento de pérdidas de carga es obtenido para ser

relacionado con la demanda de pico anual de un consumidor particular. El

costo total esperado para todos los eventos de pérdidas de carga del sistema

son dados por la siguiente ecuación:

N

Costo total esperado = ¿ m,f¡c,( d¡} (S/ dia) (3.3) '.1

Donde c;(d,) es el costo de interrupción $/kW para una duración d; en horas de

un evento i de pérdida de carga.

El método de frecuencia y duración es usado para evaluar la probabilidad,

frecuencia y duración de cada estado de pérdida de carga. Para cada periodo

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Page 36: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

de interrupción, el costo correspondiente es obtenido de los costos de los

datos de interrupción o de la función compuesta de daño al consumidor.

N

¿ m;/¡cl d;} Estimacion lEAR = ..:;'="-1-;;-___ _

N (3.4 )

¿ ¡ .. I

111.2 APROXIMACION DE EVALUACION DE MONTE CARLO

La simulación Monte Carla proporciona un método de análisis que permite la

disminución de muchos de los postulados tradicionales incorporados en las

técnicas anallticas usadas para calcular los indices de confiabilidad. Esta

también da una marca fija en comparación de supuestos modelos asociados

con las técnicas anallticas. La principal ventaja de la simulación de Monte

Carla es que ofrece la oportunidad de incluir, por lo menos teóricamente

alguna variable aleatoria e incluir pollticas de operación similar a las reales.

Una limitante de las técnicas anallticas utilizadas para evaluación de la

capacidad para el nivel jerárquico HLI (servicio de generación) es que solo son

determinados y considerados el promedio o valor esperado de los indices de

confiabilidad. Los costos de interrupción varian frecuentemente de manera no

lineal con la duración. El uso del promedio de la duración de la interrupción

para calcular el valor del costo/confiabilidad de interrupción puede dar como

resultado un error. El conocimiento de la distribución de probabilidad asociada

con este indice puede ser usado para estimar con más precisión el costo de

31

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

de interrupción, el costo correspondiente es obtenido de los costos de los

datos de interrupción o de la función compuesta de daño al consumidor.

N

¿ m;/¡cl d;} Estimacion lEAR = ..:;'="-1-;;-___ _

N (3.4 )

¿ ¡ .. I

111.2 APROXIMACION DE EVALUACION DE MONTE CARLO

La simulación Monte Carla proporciona un método de análisis que permite la

disminución de muchos de los postulados tradicionales incorporados en las

técnicas anallticas usadas para calcular los indices de confiabilidad. Esta

también da una marca fija en comparación de supuestos modelos asociados

con las técnicas anallticas. La principal ventaja de la simulación de Monte

Carla es que ofrece la oportunidad de incluir, por lo menos teóricamente

alguna variable aleatoria e incluir pollticas de operación similar a las reales.

Una limitante de las técnicas anallticas utilizadas para evaluación de la

capacidad para el nivel jerárquico HLI (servicio de generación) es que solo son

determinados y considerados el promedio o valor esperado de los indices de

confiabilidad. Los costos de interrupción varian frecuentemente de manera no

lineal con la duración. El uso del promedio de la duración de la interrupción

para calcular el valor del costo/confiabilidad de interrupción puede dar como

resultado un error. El conocimiento de la distribución de probabilidad asociada

con este indice puede ser usado para estimar con más precisión el costo de

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Page 37: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTlFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

interrupción del sistema y tener una mayor utilidad de aplicación a la

estimación del costo de interrupción.

111.2.1 Descripción del Modelo

En el modelo de simulación, el sistema eléctrico es modelado para especificar

un grupo de eventos donde uno de ellos es un evento determinado que cambia

el "estado" del sistema eléctrico. Los siguientes eventos son reconocidos en el

modelo de simulación:

1.- Cambios de carga.

2.- Cambios en los requerimientos de reserva.

3.- Falla de una unidad de generación.

4.- Terminación de la reparación de una unidad generadora.

5.- Desajuste de la unidad de generación.

6.- Terminación de una reparación.

Cada uno de estos eventos produce un desajuste en el estado del sistema

eléctrico. Estos son un número de vlas que pueden ser definidas en cada

estado del sistema eléctrico. La medida central usada en este modelo de

simulación es "el margen de aprovechamiento", esta es la diferencia entre la

capacidad de aprovechamiento (capacidad instalada menos unidades falladas

y pérdidas de capacidad debido al desajuste) y la carga. La interrupción

planeada no es considerada en este programa.

El modelo de simulación examina el comportamiento del sistema eléctrico

durante un calendario anual especIfico usando un "patrón anual" repetido que

32

CUANTlFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

interrupción del sistema y tener una mayor utilidad de aplicación a la

estimación del costo de interrupción.

111.2.1 Descripción del Modelo

En el modelo de simulación, el sistema eléctrico es modelado para especificar

un grupo de eventos donde uno de ellos es un evento determinado que cambia

el "estado" del sistema eléctrico. Los siguientes eventos son reconocidos en el

modelo de simulación:

1.- Cambios de carga.

2.- Cambios en los requerimientos de reserva.

3.- Falla de una unidad de generación.

4.- Terminación de la reparación de una unidad generadora.

5.- Desajuste de la unidad de generación.

6.- Terminación de una reparación.

Cada uno de estos eventos produce un desajuste en el estado del sistema

eléctrico. Estos son un número de vlas que pueden ser definidas en cada

estado del sistema eléctrico. La medida central usada en este modelo de

simulación es "el margen de aprovechamiento", esta es la diferencia entre la

capacidad de aprovechamiento (capacidad instalada menos unidades falladas

y pérdidas de capacidad debido al desajuste) y la carga. La interrupción

planeada no es considerada en este programa.

El modelo de simulación examina el comportamiento del sistema eléctrico

durante un calendario anual especIfico usando un "patrón anual" repetido que

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Page 38: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCIQN DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

consiste de 8760 horas que son seleccionadas en una sucesión cronológica

(aproximación secuencial). La ventaja del uso de esta aproximación es, el

resultado que ésta proporciona en forma de distribuciones de probabilidad.

Estas distribuciones son particularmente útiles cuando los costos de

interrupción son estimados desde la distribución de la duración de la

interrupción.

Los modelos usados para el sistema de unidades de generación, el sistema de

carga y el sistema de pollticas de operación son las siguientes:

a) Modelos de unidades de generación

Se asume que la unidades de generación de carga-base se pueden encontrar

en los siguientes tres estados: (1) Disponibilidad completa; (2) Disponibilidad

parcial; e (3) Indisponibilidad. En el modelo usado, el estado impuesto a la

unidad no es seguro y es estimado por la historia de operación de la unidad

para el periodo total de simulación.

b) Tiempos de permanencia de estado

En el modelo de simulación, el tiempo superior es asumido como distribución

exponencial, el tiempo menor como distribución Weibull.

e) Requerimientos de reserva

La reserva rodante en cada hora es usada para identificar el estado del

sistema. Esta variable es calculada en cada tiempo del cambio de carga para

definir la diferencia entre la capacidad disponible y la carga. La variable de

estado es usada para tomar decisiones con respecto al lugar de las unidades

33

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCIQN DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

consiste de 8760 horas que son seleccionadas en una sucesión cronológica

(aproximación secuencial). La ventaja del uso de esta aproximación es, el

resultado que ésta proporciona en forma de distribuciones de probabilidad.

Estas distribuciones son particularmente útiles cuando los costos de

interrupción son estimados desde la distribución de la duración de la

interrupción.

Los modelos usados para el sistema de unidades de generación, el sistema de

carga y el sistema de pollticas de operación son las siguientes:

a) Modelos de unidades de generación

Se asume que la unidades de generación de carga-base se pueden encontrar

en los siguientes tres estados: (1) Disponibilidad completa; (2) Disponibilidad

parcial; e (3) Indisponibilidad. En el modelo usado, el estado impuesto a la

unidad no es seguro y es estimado por la historia de operación de la unidad

para el periodo total de simulación.

b) Tiempos de permanencia de estado

En el modelo de simulación, el tiempo superior es asumido como distribución

exponencial, el tiempo menor como distribución Weibull.

e) Requerimientos de reserva

La reserva rodante en cada hora es usada para identificar el estado del

sistema. Esta variable es calculada en cada tiempo del cambio de carga para

definir la diferencia entre la capacidad disponible y la carga. La variable de

estado es usada para tomar decisiones con respecto al lugar de las unidades

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Page 39: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTlFICACION DE PERD1DAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

en linea y asi eliminar estas del sistema de acuerdo a la política de operación

de reserva.

d) Compromiso de la unidades

Las unidades están comprometidas a asegurar la respuesta del sistema al

incremento de carga, corte repentino de unidades o desajuste. Una lista

prioritaria es creada para saber en que orden las unidades son organizadas

para accesar en la serie de datos. Este orden es elaborado de acuerdo a las

prioridades económicas, tal que las unidades esten comprometidas a este

orden especifico y no comprometidas al orden prioritario de ia reserva.

e) Modelo de carga

El modelo de simulación asume cambios discretos de carga cada hora y es

constante durante cada una de las horas. De este modo, la carga del sistema

es representada en el modelo de simulación por una carga ciclica horaria

especifica del periodo de simulación.

f) MOdelo de costo

Este modelo es representado por la función compuesta de datlo al consumidor

de un área de servicio en forma del costo por kW de demanda pico para 1

minuto, 20 minutos, 1 hora, 4 horas, 8 horas y 16 horas de interrupción. Una

interrupción de duración de cero minutos se asume que tiene costo cero una

interrupción de más de 16 horas asume como resultado un costo igual a una

interrupción de 16 horas. El costo resultante de interrupciones de duración

intermitente son calculadas usando una interpolación lineal.

34

CUANTlFICACION DE PERD1DAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

en linea y asi eliminar estas del sistema de acuerdo a la política de operación

de reserva.

d) Compromiso de la unidades

Las unidades están comprometidas a asegurar la respuesta del sistema al

incremento de carga, corte repentino de unidades o desajuste. Una lista

prioritaria es creada para saber en que orden las unidades son organizadas

para accesar en la serie de datos. Este orden es elaborado de acuerdo a las

prioridades económicas, tal que las unidades esten comprometidas a este

orden especifico y no comprometidas al orden prioritario de ia reserva.

e) Modelo de carga

El modelo de simulación asume cambios discretos de carga cada hora y es

constante durante cada una de las horas. De este modo, la carga del sistema

es representada en el modelo de simulación por una carga ciclica horaria

especifica del periodo de simulación.

f) MOdelo de costo

Este modelo es representado por la función compuesta de datlo al consumidor

de un área de servicio en forma del costo por kW de demanda pico para 1

minuto, 20 minutos, 1 hora, 4 horas, 8 horas y 16 horas de interrupción. Una

interrupción de duración de cero minutos se asume que tiene costo cero una

interrupción de más de 16 horas asume como resultado un costo igual a una

interrupción de 16 horas. El costo resultante de interrupciones de duración

intermitente son calculadas usando una interpolación lineal.

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Page 40: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

El modelo de simulación responde a cortes repentinos, desajustes,

reparaciones y cambios de carga. Los procesos de simulación comienzan por

el arranque de todas las unidades de carga base y las unidades pico

deshabilitadas. En el comienzo de cada hora, los requerimientos de reserva

son calculados para asegurar el propio aumento de la capacidad en línea. Si la

capacidad en linea es insuficiente, se adicionan unidades de pico acorde a la

jerarqura económica especificado por la lista de entrada de la unidades de

generación. De otra manera, si se excede la capacidad existente, las unidades

pico no son empleadas en el orden prioritario de reserva.

El IEAR es estimado desde la distribución completa de la duración de la

interrupción usando la ecuación:

N

L c,(r,) xl, lEAR = -'."'-'.,, --;,..--­

N

L e, ; .. 1

Donde:

(S/ kWhr)

N = número total de interrupciones

c,(r,) = costo de interrupción en $/kW para una duración r,

r, = duración en horas de la interrupción i

1, = pérdidas de carga en kW de la interrupción i

e, = pérdida de energra en kWh de la interrupción

(3.5)

35

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

El modelo de simulación responde a cortes repentinos, desajustes,

reparaciones y cambios de carga. Los procesos de simulación comienzan por

el arranque de todas las unidades de carga base y las unidades pico

deshabilitadas. En el comienzo de cada hora, los requerimientos de reserva

son calculados para asegurar el propio aumento de la capacidad en línea. Si la

capacidad en linea es insuficiente, se adicionan unidades de pico acorde a la

jerarqura económica especificado por la lista de entrada de la unidades de

generación. De otra manera, si se excede la capacidad existente, las unidades

pico no son empleadas en el orden prioritario de reserva.

El IEAR es estimado desde la distribución completa de la duración de la

interrupción usando la ecuación:

N

L c,(r,) xl, lEAR = -'."'-'.,, --;,..--­

N

L e, ; .. 1

Donde:

(S/ kWhr)

N = número total de interrupciones

c,(r,) = costo de interrupción en $/kW para una duración r,

r, = duración en horas de la interrupción i

1, = pérdidas de carga en kW de la interrupción i

e, = pérdida de energra en kWh de la interrupción

(3.5)

35

Page 41: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

111.3 PROCESO DE RENOVACION (SISTEMA REPARABLE) RECONOCIENDO

EL CICLO DE ARRANQUE-FALLA-REPARACION-ARRANQUE

Un sistema de suministro de energia eléctrica es una operación continua, no

una misión orientada o tipo de operación con un cúmulo de procesos. El

mantenimiento preventivo es realizado para conservar el equipo y las lineas en

buenas condiciones, y el porcentaje de falla correspondiente bajo; por tanto,

serra factible terminar rápidamente una reparación para restablecer el servicio

y regresar al sistema a la configuración y capacidad original. El suministro de

energra eléctrica al consumidor es frecuentemente apoyada por la adición de

generadores y alimentadores alternos, tal que la pérdida de un generador o un

circuito de suministro de energra eléctrica del sistema sea detectado

solamente con equipo de registro sensible al voltaje o frecuencia. En

contraste, el tiempo de duración de la interrupción del servicio por la pérdida

de un alimentador puede resultar por la sustitución de un alimentador alterno o

. por la salida a reparación de un alimentador.

111.3.1 CICLO DE FALLA-REPARACION, TIEMPO DEL CICLO, DISPONIBILIDAD

Suponiendo que una linea es observada en un intervalo de tiempo en una falla

de N ciclos (falla permanente) y es requerida la reparación. Asignando el

tiempo de falla observada para el primer ciclo como m, y el tiempo de

reparación observado para la primera falla como r ,; similarmente, asignado m;

y r¡ para los tiempos de falla y reparación para el ciclo i. Para defender que la

demanda del ciclo arranque-reparación es un proceso renovable, los ciclo

arranque-reparación debe ser estadrsticamente independientes y la

distribución de la duración del tiempo estático; siendo igualmente necesario

que los valores esperados de m y restan definidos por:

36

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

111.3 PROCESO DE RENOVACION (SISTEMA REPARABLE) RECONOCIENDO

EL CICLO DE ARRANQUE-FALLA-REPARACION-ARRANQUE

Un sistema de suministro de energia eléctrica es una operación continua, no

una misión orientada o tipo de operación con un cúmulo de procesos. El

mantenimiento preventivo es realizado para conservar el equipo y las lineas en

buenas condiciones, y el porcentaje de falla correspondiente bajo; por tanto,

serra factible terminar rápidamente una reparación para restablecer el servicio

y regresar al sistema a la configuración y capacidad original. El suministro de

energra eléctrica al consumidor es frecuentemente apoyada por la adición de

generadores y alimentadores alternos, tal que la pérdida de un generador o un

circuito de suministro de energra eléctrica del sistema sea detectado

solamente con equipo de registro sensible al voltaje o frecuencia. En

contraste, el tiempo de duración de la interrupción del servicio por la pérdida

de un alimentador puede resultar por la sustitución de un alimentador alterno o

. por la salida a reparación de un alimentador.

111.3.1 CICLO DE FALLA-REPARACION, TIEMPO DEL CICLO, DISPONIBILIDAD

Suponiendo que una linea es observada en un intervalo de tiempo en una falla

de N ciclos (falla permanente) y es requerida la reparación. Asignando el

tiempo de falla observada para el primer ciclo como m, y el tiempo de

reparación observado para la primera falla como r ,; similarmente, asignado m;

y r¡ para los tiempos de falla y reparación para el ciclo i. Para defender que la

demanda del ciclo arranque-reparación es un proceso renovable, los ciclo

arranque-reparación debe ser estadrsticamente independientes y la

distribución de la duración del tiempo estático; siendo igualmente necesario

que los valores esperados de m y restan definidos por:

36

Page 42: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICAAl USUARIO

_ 1 N

m=-Lmi NI

y

_ 1 N

r=-Lri NI

(3.6)

(3.7)

Nótese que los efectos de una falla en el sistema no son definidos. En este

punto, la pregunta que hay que responder es ¿Cuándo una falla en la linea es

permanente o no? Una falla permanente conducirá a la salida de la linea,

pero no necesariamente la interrupción del servicio.

El ciclo promedio del proceso falla-reparación (figura 1), es determinado por la

suma del tiempo promedio de falla y el tiempo promedio de reparación,

obteniendo:

T=m+r (3.8)

DE m, m, m, m, NTRO ~

FU ERA r, r, '-'--

r, '-'--

r,

CONTEO DE INICIO t

Figura f. HISTORIA DE LOS COMPONENTES

37

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICAAl USUARIO

_ 1 N

m=-Lmi NI

y

_ 1 N

r=-Lri NI

(3.6)

(3.7)

Nótese que los efectos de una falla en el sistema no son definidos. En este

punto, la pregunta que hay que responder es ¿Cuándo una falla en la linea es

permanente o no? Una falla permanente conducirá a la salida de la linea,

pero no necesariamente la interrupción del servicio.

El ciclo promedio del proceso falla-reparación (figura 1), es determinado por la

suma del tiempo promedio de falla y el tiempo promedio de reparación,

obteniendo:

T=m+r (3.8)

DE m, m, m, m, NTRO ~

FU ERA r, r, '-'--

r, '-'--

r,

CONTEO DE INICIO t

Figura f. HISTORIA DE LOS COMPONENTES

37

Page 43: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDiDAS POR lNTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

La fracción del tiempo de la linea en servicio, o servicio disponible, es

determinado por la relación del tiempo máximo promedio m y el tiempo del

ciclo promedio T, siendo este término la disponibilidad.

m m A====--=

T m+r (3.9)

El complemento o indisponibilidad A = 1- A, es determinada por la relación del

tiempo mlnimo promedio r y el tiempo del ciclo promedio T.

- r r A=I-A===~

T m+r

La frecuencia de falla' es reciproca al tiempo del ciclo promedio.

1=_1 _ m+r

Este es resultado del modelo de doble estado mostrado en la figura 2.

-b m

SUPERIOR

\ -m

I!\'FERIOR o m T

(3.10)

(3.11 )

38

CUANTIFICACION DE PERDiDAS POR lNTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

La fracción del tiempo de la linea en servicio, o servicio disponible, es

determinado por la relación del tiempo máximo promedio m y el tiempo del

ciclo promedio T, siendo este término la disponibilidad.

m m A====--=

T m+r (3.9)

El complemento o indisponibilidad A = 1- A, es determinada por la relación del

tiempo mlnimo promedio r y el tiempo del ciclo promedio T.

- r r A=I-A===~

T m+r

La frecuencia de falla' es reciproca al tiempo del ciclo promedio.

1=_1 _ m+r

Este es resultado del modelo de doble estado mostrado en la figura 2.

-b m

SUPERIOR

\ -m

I!\'FERIOR o m T

(3.10)

(3.11 )

38

Page 44: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTlFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION OE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

111.3.2 COMPONENTES REPARABLES EN SERIE

Supongamos dos dispositivos estadistica mente independientes que requieren

del servicio al mismo tiempo. Asumiendo que cada uno es gobernado por un

proceso renovable estacionario con tiempos promedio de falla m, y m" y

tiempos promedio de reparación " y " (figura 3).

DISPOSITIVO 1 DISPOSITIVO 2

0--, m" r, 1-----<0

Figura 3. COM PONENTES CONECTADAS EN SERIE

La disponibilidad asignada o probabilidad a largo plazo como resultado del

circuito serie es denotada por As. Puesto que las componentes 1 y 2 son

independientes, As puede ser determinado por el producto de la probabilidad

de los dispositivos, Al' A2 :

(3.12)

Es necesario encontrar un equivalente para las componentes serie que

cumplan similarmente para la combinación de los dispositivos 1 y 2; por lo

tanto, definimos ms y rs como sigue:

A _ ms

s-ms +rs

(3.13)

39

CUANTlFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION OE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

111.3.2 COMPONENTES REPARABLES EN SERIE

Supongamos dos dispositivos estadistica mente independientes que requieren

del servicio al mismo tiempo. Asumiendo que cada uno es gobernado por un

proceso renovable estacionario con tiempos promedio de falla m, y m" y

tiempos promedio de reparación " y " (figura 3).

DISPOSITIVO 1 DISPOSITIVO 2

0--, m" r, 1-----<0

Figura 3. COM PONENTES CONECTADAS EN SERIE

La disponibilidad asignada o probabilidad a largo plazo como resultado del

circuito serie es denotada por As. Puesto que las componentes 1 y 2 son

independientes, As puede ser determinado por el producto de la probabilidad

de los dispositivos, Al' A2 :

(3.12)

Es necesario encontrar un equivalente para las componentes serie que

cumplan similarmente para la combinación de los dispositivos 1 y 2; por lo

tanto, definimos ms y rs como sigue:

A _ ms

s-ms +rs

(3.13)

39

Page 45: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

donde, ms y 's son el promedio del tiempo inferior y tiempo superior para el

equivalente serie.

La frecuencia del sistema fallado es igual a la suma de la frecuencia promedio

del evento del componente 1 fallado y el componente 2 operando normal, y la

frecuencia del evento del componente 2 fallado y el componente 1 operando

normal.

Is = A2 ·¡; +A, ·/2 = 1 (3.14)

ms + rs

Is = ~ r2 (m,

1

rJ+ m, m,

r, (m2 J (3.15)

~ + + + +

Nótese, que el sistema no puede volver a fallar cuando este ya fallo; de aqur

una falla en el componente 1 cuando el componente 2 ya ha fallado no puede

considerarse como una falla adicional y viceversa. El promedio superior de la

duración ms o el tiempo medio de falla MTTF es fácilmente determinado desde

la ecuación 3.13 para As Y la ecuación 3.15 para fs , por la definición de la

ecuación 3.14:

de aqur

m = As = m,m2

s Is m, +~

ó

(3.16)

(3.17)

40

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

donde, ms y 's son el promedio del tiempo inferior y tiempo superior para el

equivalente serie.

La frecuencia del sistema fallado es igual a la suma de la frecuencia promedio

del evento del componente 1 fallado y el componente 2 operando normal, y la

frecuencia del evento del componente 2 fallado y el componente 1 operando

normal.

Is = A2 ·¡; +A, ·/2 = 1 (3.14)

ms + rs

Is = ~ r2 (m,

1

rJ+ m, m,

r, (m2 J (3.15)

~ + + + +

Nótese, que el sistema no puede volver a fallar cuando este ya fallo; de aqur

una falla en el componente 1 cuando el componente 2 ya ha fallado no puede

considerarse como una falla adicional y viceversa. El promedio superior de la

duración ms o el tiempo medio de falla MTTF es fácilmente determinado desde

la ecuación 3.13 para As Y la ecuación 3.15 para fs , por la definición de la

ecuación 3.14:

de aqur

m = As = m,m2

s Is m, +~

ó

(3.16)

(3.17)

40

Page 46: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTlFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCIDN DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

1 1 1 -=-+- (3.18) ms mI In:!

El reciproco del tiempo de falla medio es frecuentemente designado como el

porcentaje de falla A. De este modo, la ecuación 3.18 puede ser escrita como:

(3.19)

El porcentaje de falla de un sistema de confiabilidad serie es la suma del

porcentaje de falla de los componentes o dispositivos.

El tiempo de reparación equivalente rs puede ser obtenido por la sustitución de

ms de la ecuación 3.18 en la ecuación 3.12 y 3.13.

l-A r = __ s s fs

3...+í+(3...)(í) mI In:! mI In:!

1 1 -+-mI In:!

(3.20)

(3.21)

(3.22)

41

CUANTlFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCIDN DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

1 1 1 -=-+- (3.18) ms mI In:!

El reciproco del tiempo de falla medio es frecuentemente designado como el

porcentaje de falla A. De este modo, la ecuación 3.18 puede ser escrita como:

(3.19)

El porcentaje de falla de un sistema de confiabilidad serie es la suma del

porcentaje de falla de los componentes o dispositivos.

El tiempo de reparación equivalente rs puede ser obtenido por la sustitución de

ms de la ecuación 3.18 en la ecuación 3.12 y 3.13.

l-A r = __ s s fs

3...+í+(3...)(í) mI In:! mI In:!

1 1 -+-mI In:!

(3.20)

(3.21)

(3.22)

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Page 47: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

Como una observación más, si la componente 1 y 2 son dependientes al grado

que 1 no puede fallar al mismo tiempo que 2 esta en reparación, y viceversa,

puede escribirse la ecuación 3.22 como:

(3.23)

En materia práctica, generalmente la distinción no tiene importancia; el

producto i..r es generalmente menor que 0.1 para equipo de generación y

menor que 0.01 para todo el equipo de distribución y transmisión, de aqur que

la diferencia entre la ecuación 3.22 y 3.23 es una cantidad pequeña.

Nótese que el producto )..r es extremadamente pequetlo comparado con la

unidad; de aqur, que la diferencia entre la ecuación 3.22 y 3.23 pretende ser

despreciable. Una nota adicional es que la distribución del tiempo inferior no

requiera ser exponencial.

Un comentario de advertencia que necesita ser incluido es, el valor rs o tiempo

promedio de salida para un circuito serie no debe ser considerado como

cualquier distribución de probabilidad exponencial aún cuando r, y r, son

asociados con distribución exponencial. Nótese que la distribución del tiempo

inferior no es necesariamente exponencial.

111.3.3. COMPONENTES REPARABLES EN PARALELO

Supongamos que cualquier de dos dispositivos estad isticamente

independientes puedan servir a la carga. Asumiendo que cada uno es

gobernado por una falla estacionaria y un proceso de reparación, tal que la

42

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

Como una observación más, si la componente 1 y 2 son dependientes al grado

que 1 no puede fallar al mismo tiempo que 2 esta en reparación, y viceversa,

puede escribirse la ecuación 3.22 como:

(3.23)

En materia práctica, generalmente la distinción no tiene importancia; el

producto i..r es generalmente menor que 0.1 para equipo de generación y

menor que 0.01 para todo el equipo de distribución y transmisión, de aqur que

la diferencia entre la ecuación 3.22 y 3.23 es una cantidad pequeña.

Nótese que el producto )..r es extremadamente pequetlo comparado con la

unidad; de aqur, que la diferencia entre la ecuación 3.22 y 3.23 pretende ser

despreciable. Una nota adicional es que la distribución del tiempo inferior no

requiera ser exponencial.

Un comentario de advertencia que necesita ser incluido es, el valor rs o tiempo

promedio de salida para un circuito serie no debe ser considerado como

cualquier distribución de probabilidad exponencial aún cuando r, y r, son

asociados con distribución exponencial. Nótese que la distribución del tiempo

inferior no es necesariamente exponencial.

111.3.3. COMPONENTES REPARABLES EN PARALELO

Supongamos que cualquier de dos dispositivos estad isticamente

independientes puedan servir a la carga. Asumiendo que cada uno es

gobernado por una falla estacionaria y un proceso de reparación, tal que la

42

Page 48: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTlFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGtA ELECTRICA AL USUARIO

distribución del tiempo inferior y el tiempo superior conforman un proceso

renovable. El sistema es suspendido cuando la interrupción del servicio de los

dos dispositivos es simultanea. Ver figura 4.

....-- A. ,,', -

~

- A. 2'" -

Figura 4. COMPONENTES CONECTADAS EN PARALELO

El funcionamiento de este arreglo es esencialmente el dual del circuito serie.

Donde el periodo de riesgo o porcentaje de falla es la suma en el circuito

serie, y el porcentaje de reparación o reciproco del tiempo inferior son ahora

sumados para determinar el sistema de tiempo inferior.

La indisponibilidad del sistema es dada por el producto de la indisponibilidad

(3.24)

La frecuencia de falla del sistema es dada por

- -Ip = ¡; A, + 1, Al

43

CUANTlFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGtA ELECTRICA AL USUARIO

distribución del tiempo inferior y el tiempo superior conforman un proceso

renovable. El sistema es suspendido cuando la interrupción del servicio de los

dos dispositivos es simultanea. Ver figura 4.

....-- A. ,,', -

~

- A. 2'" -

Figura 4. COMPONENTES CONECTADAS EN PARALELO

El funcionamiento de este arreglo es esencialmente el dual del circuito serie.

Donde el periodo de riesgo o porcentaje de falla es la suma en el circuito

serie, y el porcentaje de reparación o reciproco del tiempo inferior son ahora

sumados para determinar el sistema de tiempo inferior.

La indisponibilidad del sistema es dada por el producto de la indisponibilidad

(3.24)

La frecuencia de falla del sistema es dada por

- -Ip = ¡; A, + 1, Al

43

Page 49: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICAAL USUARIO

y

Simplificando tenemos que:

(3.25)

El elemento equivalente tiene un promedio de tiempo superior mp y un

promedio de tiempo inferior fp. De la ecuación 3.10 y 3.11, fp puede

expresarse en términos de Ap y fp como sigue:

(3.26)

De la ecuación 3.9, 3.24 Y 3.26, mp puede ser determinada por sustitución:

(3.27)

De la ecuación 3.27 una proporción de falla permanente Ap puede ser definida

como:

(3.28)

44

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICAAL USUARIO

y

Simplificando tenemos que:

(3.25)

El elemento equivalente tiene un promedio de tiempo superior mp y un

promedio de tiempo inferior fp. De la ecuación 3.10 y 3.11, fp puede

expresarse en términos de Ap y fp como sigue:

(3.26)

De la ecuación 3.9, 3.24 Y 3.26, mp puede ser determinada por sustitución:

(3.27)

De la ecuación 3.27 una proporción de falla permanente Ap puede ser definida

como:

(3.28)

44

Page 50: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANT1FICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

En el dual de un sistema serie, el sistema de tiempo superior no puede ser

asumido como distribución exponencial aún cuando m, y m, son asociados con

distribuciones exponenciales. Generalizando este concepto para traslapar la

interrupción del servicio de uno o más de diversas componentes que es

ilustrado en la tabla 1.

TABLA 1

Eventos independientes para más de dos componentes

Salida de un componente de tres

. 1 DuraclOn = ( ) 1 1 1

-+-+-r1 ni;¡ ""

z;o • Probabilidad l' recuenClQ =

Duracion

Interrupción del servicio por traslape de dos componentes de tres

Duracion = ( 1 ) 1 1 1 -+-+-r1 r2 ""

z;o • Probabilidad r recuenClQ =

Duracion

45

CUANT1FICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

En el dual de un sistema serie, el sistema de tiempo superior no puede ser

asumido como distribución exponencial aún cuando m, y m, son asociados con

distribuciones exponenciales. Generalizando este concepto para traslapar la

interrupción del servicio de uno o más de diversas componentes que es

ilustrado en la tabla 1.

TABLA 1

Eventos independientes para más de dos componentes

Salida de un componente de tres

. 1 DuraclOn = ( ) 1 1 1

-+-+-r1 ni;¡ ""

z;o • Probabilidad l' recuenClQ =

Duracion

Interrupción del servicio por traslape de dos componentes de tres

Duracion = ( 1 ) 1 1 1 -+-+-r1 r2 ""

z;o • Probabilidad r recuenClQ =

Duracion

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Page 51: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTlFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION OE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

IV.1 DESCRIPCION DEL SISTEMA DE PRUEBA DE CON FIABILIDAD

El interés por los métodos de evaluación de la confiabilidad en sistemas de

potencia se ha incrementado continuamente; para proveer una base de

comparación de los resultados obtenidos de diferentes métodos, siendo esto

conveniente para obtener una referencia o prueba del sistema que se

incorporen a una base de datos necesarios en la evaluación de confiabilidad.

IV.1.1 Modelo de carga

La carga pico anual para el sistema de prueba es de 2850 MW.

La tabla 1 muestra los datos de cargas pico semanales como porcentaje de la

carga pico anual, asl como los patrones trpicos de dos picos temporales. El

pico anual ocurre en la semana 51 y el segundo pico es en la semana 23

(90%) con valles alrededor de 70% entre cada pico. Si la semana 1 es tomada

en enero, la tabla 1 describe un sistema de pico invernal; y si la semana es

tomada en un mes primaveral, puede ser descrito un sistema pico primaveral.

La tabla 2 nos proporciona ciclos de carga pico diario en porcentaje del pico

semanal. El mismo ciclo de pico de carga semanal es asumido para ser

aplicado para todas las estaciones. Los datos de las tablas 1 y 2 junto con la

carga anual definen un modelo de carga pico diario de 52x7=364 dias tomando

el lunes como el primer dia del año.

47

CUANTlFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION OE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

IV.1 DESCRIPCION DEL SISTEMA DE PRUEBA DE CON FIABILIDAD

El interés por los métodos de evaluación de la confiabilidad en sistemas de

potencia se ha incrementado continuamente; para proveer una base de

comparación de los resultados obtenidos de diferentes métodos, siendo esto

conveniente para obtener una referencia o prueba del sistema que se

incorporen a una base de datos necesarios en la evaluación de confiabilidad.

IV.1.1 Modelo de carga

La carga pico anual para el sistema de prueba es de 2850 MW.

La tabla 1 muestra los datos de cargas pico semanales como porcentaje de la

carga pico anual, asl como los patrones trpicos de dos picos temporales. El

pico anual ocurre en la semana 51 y el segundo pico es en la semana 23

(90%) con valles alrededor de 70% entre cada pico. Si la semana 1 es tomada

en enero, la tabla 1 describe un sistema de pico invernal; y si la semana es

tomada en un mes primaveral, puede ser descrito un sistema pico primaveral.

La tabla 2 nos proporciona ciclos de carga pico diario en porcentaje del pico

semanal. El mismo ciclo de pico de carga semanal es asumido para ser

aplicado para todas las estaciones. Los datos de las tablas 1 y 2 junto con la

carga anual definen un modelo de carga pico diario de 52x7=364 dias tomando

el lunes como el primer dia del año.

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Page 52: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACIDN DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

TABLA 1 Carga pico semanal como porcentaje del pico anual

Semana Carga Semana Carga Semana Carga Semana Carga pico pico pico pico

1 86.2 14 75.0 27 75.5 40 72.4

2 90.0 15 72.1 28 81.6 41 74.3

3 87.8 16 60.0 29 60.1 42 74.4

4 83.4 17 75.4 30 66.0 43 60.0

5 88.0 18 83.7 31 72.2 44 88.1

6 84.1 19 67.0 32 77.6 45 88.5

7 83.2 20 68.0 33 80.0 46 90.9

8 80.6 21 65.6 34 72.9 47 94.0

9 74.0 22 81.1 35 72.6 48 89.0

10 73.7 23 90.0 36 70.5 49 94.2

11 71.5 24 88.7 37 78.0 50 97.0

12 72.7 25 89.6 38 69.5 51 100.0

13 70.4 26 86.1 39 72.2 52 95.2

TABLA 2 Carga de pico diario en porcentaje del pico semanal

-, Oja Carga pico

Lunes 93

Martes 100

Miércoles 98

Jueves 96

Viernes 94

Sábado 77

Domingo 75

La tabla 3 muestra el modelo de carga horaria durante toda la semana para

cada estación del al'lo. Las primeras dos columnas muestran la estación de

invierno (pico vespertino) y las dos siguientes la estación de verano (pico

nocturno). El intervalo semanal mostrado para cada estación en la tabla 3

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CUANTIFICACIDN DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

TABLA 1 Carga pico semanal como porcentaje del pico anual

Semana Carga Semana Carga Semana Carga Semana Carga pico pico pico pico

1 86.2 14 75.0 27 75.5 40 72.4

2 90.0 15 72.1 28 81.6 41 74.3

3 87.8 16 60.0 29 60.1 42 74.4

4 83.4 17 75.4 30 66.0 43 60.0

5 88.0 18 83.7 31 72.2 44 88.1

6 84.1 19 67.0 32 77.6 45 88.5

7 83.2 20 68.0 33 80.0 46 90.9

8 80.6 21 65.6 34 72.9 47 94.0

9 74.0 22 81.1 35 72.6 48 89.0

10 73.7 23 90.0 36 70.5 49 94.2

11 71.5 24 88.7 37 78.0 50 97.0

12 72.7 25 89.6 38 69.5 51 100.0

13 70.4 26 86.1 39 72.2 52 95.2

TABLA 2 Carga de pico diario en porcentaje del pico semanal

-, Oja Carga pico

Lunes 93

Martes 100

Miércoles 98

Jueves 96

Viernes 94

Sábado 77

Domingo 75

La tabla 3 muestra el modelo de carga horaria durante toda la semana para

cada estación del al'lo. Las primeras dos columnas muestran la estación de

invierno (pico vespertino) y las dos siguientes la estación de verano (pico

nocturno). El intervalo semanal mostrado para cada estación en la tabla 3

48

Page 53: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGLA ELECTRICAAL USUARIO

representa la aplicación de un sistema de pico invernal. Si la tabla 1 es el

inicio de los meses de verano, entonces los intervalos de aplicación de cada

columna del modelo de carga horario en la tabla 3 serian modificados

acordemente.

TABLA 3 Carga de pico horario en porcentaje de la carga diaria

Semanas Semanas Semanas de InvIerno de verano Primavera/otofio

Hora 1-8 y 44-52 18-30 9-17 Y 31-43

Entre fIn de entre fIn de entre fIn de Semana semana semana semana semana semana

12-1 am 67 78 64 74 63 75

1-2 63 72 60 70 62 73

2-3 60 68 58 66 60 69

3-4 59 66 56 65 58 66

4-5 59 64 56 64 59 65

5-6 60 65 58 62 65 65

6-7 74 66 64 62 72 82

7-8 86 70 76 66 85 74

8-9 95 80 87 81 95 83

9-10 96 88 95 86 99 89

10-11 96 90 99 91 100 92

11-12pm 95 91 100 93 99 94

12-1 95 90 99 93 93 91

1-2 95 88 100 92 92 90

2-3 93 87 100 91 90 90

3-4 94 87 97 91 88 86

4-5 99 91 96 92 90 85

5-6 100 100 96 94 92 88

6-7 100 99 93 95 96 92

7-8 96 97 92 95 98 100

49

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGLA ELECTRICAAL USUARIO

representa la aplicación de un sistema de pico invernal. Si la tabla 1 es el

inicio de los meses de verano, entonces los intervalos de aplicación de cada

columna del modelo de carga horario en la tabla 3 serian modificados

acordemente.

TABLA 3 Carga de pico horario en porcentaje de la carga diaria

Semanas Semanas Semanas de InvIerno de verano Primavera/otofio

Hora 1-8 y 44-52 18-30 9-17 Y 31-43

Entre fIn de entre fIn de entre fIn de Semana semana semana semana semana semana

12-1 am 67 78 64 74 63 75

1-2 63 72 60 70 62 73

2-3 60 68 58 66 60 69

3-4 59 66 56 65 58 66

4-5 59 64 56 64 59 65

5-6 60 65 58 62 65 65

6-7 74 66 64 62 72 82

7-8 86 70 76 66 85 74

8-9 95 80 87 81 95 83

9-10 96 88 95 86 99 89

10-11 96 90 99 91 100 92

11-12pm 95 91 100 93 99 94

12-1 95 90 99 93 93 91

1-2 95 88 100 92 92 90

2-3 93 87 100 91 90 90

3-4 94 87 97 91 88 86

4-5 99 91 96 92 90 85

5-6 100 100 96 94 92 88

6-7 100 99 93 95 96 92

7-8 96 97 92 95 98 100

49

Page 54: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS pOR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

continuación tabla 3

Semanas Semanas Semanas de Invierno de verano Prlmavera/otofto

Hora 1-8 y 44-52 18-30 9-17 Y 31-43

Entre fin de entre fin de entre fin de Semana semana semana semana semana semana

8-9 91 94 92 100 96 97

9-10 83 92 93 93 90 95

10-11 73 87 87 88 80 90

11-12 am 63 81 72 80 70 85

La combinación de las tablas 1,2 y 3 de la carga pico anual definen un modelo

de carga horaria de 364x24=8736 horas. El factor de carga anual para este

modelo puede ser calculado como 61.4%.

IV.1_2 Sistema de Generación

La tabla 4 muestra una lista de unidades de generación y datos de

confiabilidad.

Adicionalmente, el porcentaje de interrupción forzada, los parámetros de

duración y frecuencia necesarios son dados (MTTF y MTTR). Los datos de la

tabla 4 muestran solamente la interrupción total. Las unidades de generación

también pueden experimentar interrupciones parciales, ya sean forzadas y

programadas; las interrupciones parciales pueden tener un efecto significativo

en la confiabilidad de la generación; sin embargo, el modelo de interrupción

parcial puede ser utilizado de varias maneras, y no en aproximaciones simples

empleadas por todos los puntos. Por lo tanto, la fuerza operante es elegida

para datos de interrupción parcial permitidos como un parámetro especifico en

una aplicación particular.

50

CUANTIFICACION DE PERDIDAS pOR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

continuación tabla 3

Semanas Semanas Semanas de Invierno de verano Prlmavera/otofto

Hora 1-8 y 44-52 18-30 9-17 Y 31-43

Entre fin de entre fin de entre fin de Semana semana semana semana semana semana

8-9 91 94 92 100 96 97

9-10 83 92 93 93 90 95

10-11 73 87 87 88 80 90

11-12 am 63 81 72 80 70 85

La combinación de las tablas 1,2 y 3 de la carga pico anual definen un modelo

de carga horaria de 364x24=8736 horas. El factor de carga anual para este

modelo puede ser calculado como 61.4%.

IV.1_2 Sistema de Generación

La tabla 4 muestra una lista de unidades de generación y datos de

confiabilidad.

Adicionalmente, el porcentaje de interrupción forzada, los parámetros de

duración y frecuencia necesarios son dados (MTTF y MTTR). Los datos de la

tabla 4 muestran solamente la interrupción total. Las unidades de generación

también pueden experimentar interrupciones parciales, ya sean forzadas y

programadas; las interrupciones parciales pueden tener un efecto significativo

en la confiabilidad de la generación; sin embargo, el modelo de interrupción

parcial puede ser utilizado de varias maneras, y no en aproximaciones simples

empleadas por todos los puntos. Por lo tanto, la fuerza operante es elegida

para datos de interrupción parcial permitidos como un parámetro especifico en

una aplicación particular.

50

Page 55: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTJFJCACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

TABLA 4 Datos de confiabilidad de unidades de generación

Número de Porcenlaje Mantenimiento TamaHo de Unidades De MTTF MTTR programado

la Interrupción horas horas semana/afto unidad MW Forzada

12 5 0.02 2940 60 2

20 4 0.10 450 50 2

50 6 0.01 1980 20 2

76 4 0.02 1960 40 3

100 3 0.04 1200 50 3

155 4 0.04 960 40 4

197 3 0.05 950 50 4

350 1 0.08 1150 100 5

400 2 0.12 1100 150 6

MTTF: tiempo medio de falla. MTTR: tiempo medido de reparación. Porcentaje de interrupción forzada = MTTR/(MTTF+MTTR)

La generación combinada es dada por:

- - ----, MW %

VAPOR:

Combust61eo 951 28

Carb6n 1274 37

Nuclear 800 24

Turbina de 80 2 combustión

HIDRO 300 9

TOTAL 3405 100

51

CUANTJFJCACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

TABLA 4 Datos de confiabilidad de unidades de generación

Número de Porcenlaje Mantenimiento TamaHo de Unidades De MTTF MTTR programado

la Interrupción horas horas semana/afto unidad MW Forzada

12 5 0.02 2940 60 2

20 4 0.10 450 50 2

50 6 0.01 1980 20 2

76 4 0.02 1960 40 3

100 3 0.04 1200 50 3

155 4 0.04 960 40 4

197 3 0.05 950 50 4

350 1 0.08 1150 100 5

400 2 0.12 1100 150 6

MTTF: tiempo medio de falla. MTTR: tiempo medido de reparación. Porcentaje de interrupción forzada = MTTR/(MTTF+MTTR)

La generación combinada es dada por:

- - ----, MW %

VAPOR:

Combust61eo 951 28

Carb6n 1274 37

Nuclear 800 24

Turbina de 80 2 combustión

HIDRO 300 9

TOTAL 3405 100

51

Page 56: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFlCACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

La tabla 5 muestra los datos de costos de operación para unidades de

generación. Para la generación de potencia, son dados en términos de

porcentaje de calor en niveles de salida seleccionados, desde los costos del

combustible sujetos a variaciones considerables debido a la localización

geográfica y otros factores. Los siguientes costos de combustible están

sujetos a un uso general (base 1979).

Petróleo No. 6 $ 2.30/MBtu

Petróleo No. 2 $ 3.00/MBtu

Carbón $ 1.20/MBtu

Nuclear $ 0.60/MBtu

TABLA 5 Datos de costos de operación de unidades de generación

-- -- - -Gosto de

Tamaño Salida Proporción operación y

mantenimiento

MW Tipo Combustible % de calor FIJo VarIable

Btu/kWh $/kW/YR $/MWh

12 Fósil Petróleo 6 20 15600 10.0 0.90

Vapor 50 12900

80 11900

100 12000

20 Combustible Petróleo 2 80 15000 0.30 5.00

Turbina 100 14500

50 Hidro VER TABLA No. 6

52

CUANTIFlCACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

La tabla 5 muestra los datos de costos de operación para unidades de

generación. Para la generación de potencia, son dados en términos de

porcentaje de calor en niveles de salida seleccionados, desde los costos del

combustible sujetos a variaciones considerables debido a la localización

geográfica y otros factores. Los siguientes costos de combustible están

sujetos a un uso general (base 1979).

Petróleo No. 6 $ 2.30/MBtu

Petróleo No. 2 $ 3.00/MBtu

Carbón $ 1.20/MBtu

Nuclear $ 0.60/MBtu

TABLA 5 Datos de costos de operación de unidades de generación

-- -- - -Gosto de

Tamaño Salida Proporción operación y

mantenimiento

MW Tipo Combustible % de calor FIJo VarIable

Btu/kWh $/kW/YR $/MWh

12 Fósil Petróleo 6 20 15600 10.0 0.90

Vapor 50 12900

80 11900

100 12000

20 Combustible Petróleo 2 80 15000 0.30 5.00

Turbina 100 14500

50 Hidro VER TABLA No. 6

52

Page 57: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION De ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

continuación tabla 5

Costo de

Tamaño Salida ProporcIón operación y

mantenimiento

MW Tipo Combustible % de calor FIJo Variable

Btu/kWh $/kW/YR $/MWh

76 Fósil Carbón 20 15600 10.0 0.90

Vapor 50 12900

80 11900

IDO 12000

IDO Fósil Petróleo 6 25 13000 8.5 0.80

Vapor 55 10600

80 10100

IDO 10000

155 Fósil Carbón 35 11200 7.0 0.80

Vapor 60 10100

80 9800

100 9700

197 Fósil Petróleo 6 35 10750 5.0 0.70

Vapor 60 9850

80 9840

IDO 9600

350 Fósil Carbón 40 10200 4.5 0.70

Vapor 65 9600

80 9500

IDO 9500

400 Nuclear LWR 25 12550 5.0 0.30

Vapor 50 10825

80 10170

100 10000

Los costos por operación y mantenimiento fueron propuestos para 1979. Para

las unidades hidro, los datos sobre limitaciones de capacidad y energia se

muestran en la tabla 6.

53

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION De ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

continuación tabla 5

Costo de

Tamaño Salida ProporcIón operación y

mantenimiento

MW Tipo Combustible % de calor FIJo Variable

Btu/kWh $/kW/YR $/MWh

76 Fósil Carbón 20 15600 10.0 0.90

Vapor 50 12900

80 11900

IDO 12000

IDO Fósil Petróleo 6 25 13000 8.5 0.80

Vapor 55 10600

80 10100

IDO 10000

155 Fósil Carbón 35 11200 7.0 0.80

Vapor 60 10100

80 9800

100 9700

197 Fósil Petróleo 6 35 10750 5.0 0.70

Vapor 60 9850

80 9840

IDO 9600

350 Fósil Carbón 40 10200 4.5 0.70

Vapor 65 9600

80 9500

IDO 9500

400 Nuclear LWR 25 12550 5.0 0.30

Vapor 50 10825

80 10170

100 10000

Los costos por operación y mantenimiento fueron propuestos para 1979. Para

las unidades hidro, los datos sobre limitaciones de capacidad y energia se

muestran en la tabla 6.

53

Page 58: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

TABLA 6 Energia y capacidad hidro

Cuarto Capacidad disponible (1)

1

2

3

4

Notas: (1) 100% de capacidad = 50 MW (2) 100% de energla = 200 GWh

IV.1.3 Sistemas de transmisión

%

100

100

90

90

Distribución de energia (2) %

35

35

10

20

La red de transmisión está compuesta por 24 buses conectados por 38 lineas y

transformadores mostrados en la figura 1; las lineas de transmisión tienen 2

voltajes; 138 Y 230 kV. El sistema de 230 kV se localiza en la parte superior

de la figura 1, con estaciones de enlace de 230/138 kV en los buses 11,12 y

24.

La localización de las unidades de generación se muestra en la tabla 7,

podemos ver que diez de los veinticuatro buses son estaciones de generación;

mientras que la tabla 8 muestra los datos de capacidad MVAR para el uso del

cálculo del flujo de carga.

54

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

TABLA 6 Energia y capacidad hidro

Cuarto Capacidad disponible (1)

1

2

3

4

Notas: (1) 100% de capacidad = 50 MW (2) 100% de energla = 200 GWh

IV.1.3 Sistemas de transmisión

%

100

100

90

90

Distribución de energia (2) %

35

35

10

20

La red de transmisión está compuesta por 24 buses conectados por 38 lineas y

transformadores mostrados en la figura 1; las lineas de transmisión tienen 2

voltajes; 138 Y 230 kV. El sistema de 230 kV se localiza en la parte superior

de la figura 1, con estaciones de enlace de 230/138 kV en los buses 11,12 y

24.

La localización de las unidades de generación se muestra en la tabla 7,

podemos ver que diez de los veinticuatro buses son estaciones de generación;

mientras que la tabla 8 muestra los datos de capacidad MVAR para el uso del

cálculo del flujo de carga.

54

Page 59: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

TABLA 7 Localización de las unidades de generación

Bus Unidad 1 Unidad 2 Unidad 3 Unidad 4 Unidad 5 Unidad 6 MW MW MW MW MW MW

1 20 20 76 76

2 20 20 76 76

7 100 100 100

13 197 197 197

15 12 12 12 12 12 155

16 155

18 400

21 400

22 50 50 50 50 50 50

23 155 155 350

TABLA 8 Capacidad en MVAR de las unidades de generación

- - -Tamaflo MVAR

MW Mlnimo MáxImo

12 O 6

20 O 10

50 -10 16

76 -25 30

100 O 60

155 -50 60

197 O 60

350 -25 150

400 -50 200

55

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

TABLA 7 Localización de las unidades de generación

Bus Unidad 1 Unidad 2 Unidad 3 Unidad 4 Unidad 5 Unidad 6 MW MW MW MW MW MW

1 20 20 76 76

2 20 20 76 76

7 100 100 100

13 197 197 197

15 12 12 12 12 12 155

16 155

18 400

21 400

22 50 50 50 50 50 50

23 155 155 350

TABLA 8 Capacidad en MVAR de las unidades de generación

- - -Tamaflo MVAR

MW Mlnimo MáxImo

12 O 6

20 O 10

50 -10 16

76 -25 30

100 O 60

155 -50 60

197 O 60

350 -25 150

400 -50 200

55

Page 60: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTlFICACIONOE -------------------------------

PERDIDAS POR INTERRUPC10N DE ENERG1A ElECTRICA A L USUARIO

230 KV

138 KV

BUS '4

Jv\ BUS24

CONDtNIAD O. IIIICAOIID

, I

¡

BUS22

• BUS20

BUS 23

,lB l-,

I I

I I BUS;'

. c~-!r~ ,,~\~,~ ¡ i I\'~

I?-=S '--_________ -1 i BUS' BUS'" I t

'U,,, I l ' ~ • i ~, ~"" -=1:-I !

~ BUS'

{=", BUS:i--' ~,' / /' 1lUS' ~~

\-, '-, /-' / ~ F;IlUS-' ~'~"'-~';'I ( h ~. -re-"'., El BUS7

FIGURA 1, SISTEMA PR UEBA DE CON FIABILIDAD IEEE

CUANTlFICACIONOE -------------------------------

PERDIDAS POR INTERRUPC10N DE ENERG1A ElECTRICA A L USUARIO

230 KV

138 KV

BUS '4

Jv\ BUS24

CONDtNIAD O. IIIICAOIID

, I

¡

BUS22

• BUS20

BUS 23

,lB l-,

I I

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I?-=S '--_________ -1 i BUS' BUS'" I t

'U,,, I l ' ~ • i ~, ~"" -=1:-I !

~ BUS'

{=", BUS:i--' ~,' / /' 1lUS' ~~

\-, '-, /-' / ~ F;IlUS-' ~'~"'-~';'I ( h ~. -re-"'., El BUS7

FIGURA 1, SISTEMA PR UEBA DE CON FIABILIDAD IEEE

Page 61: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

Los sistemas tienen equipo de corrección de voltaje en el bus 14 (condensador

slncrono) y en el bus 6 (reactor). mostrándose en la tabla 9 la capacidad en

MVAR de éstos equipos; estos dispositivos incrementan la habilidad del

sistema de prueba para mantener el' voltaje estimado, particularmente sobre

condiciones de contingencia. La cantidad de tal capacidad de corrección

siempre será un parámetro de diseno del sistema que depende particularmente

del criterio elegido para los limites del voltaje aceptado.

TABLA 9 Dispositivos de corrección de voltaje

~<

Dispositivo Bus Capacidad MVAR

Condensador 50 Reactivo slncrono 14

200 Capacitivo

Reactor 6 100 Reactivo

Los datos del bus de carga a la hora del pico del sistema se muestran en la

tabla 10. No hay datos sobre incertidumbre de carga o diversidad de carga

entre buses. Para otro tiempo del pico anual del sistema, los buses de carga

son asumidos para tener la relación proporcional igual al sistema de carga

como en las condiciones de carga pico. Para los MVAR requeridos se obtiene

un fp de 98%; los correspondientes MVAR requeridos son aproximadamente el

20% de los MW de carga de cada bus. El fp de 98% asumido es aplicable en

todos los niveles de carga. Estas restricciones en los buses de carga (la

incertidumbre, no diversidad, fp constante) son asumidas usualmente para

hacer la evaluación de confiabilidad. Esto será importante para comparar los

57

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

Los sistemas tienen equipo de corrección de voltaje en el bus 14 (condensador

slncrono) y en el bus 6 (reactor). mostrándose en la tabla 9 la capacidad en

MVAR de éstos equipos; estos dispositivos incrementan la habilidad del

sistema de prueba para mantener el' voltaje estimado, particularmente sobre

condiciones de contingencia. La cantidad de tal capacidad de corrección

siempre será un parámetro de diseno del sistema que depende particularmente

del criterio elegido para los limites del voltaje aceptado.

TABLA 9 Dispositivos de corrección de voltaje

~<

Dispositivo Bus Capacidad MVAR

Condensador 50 Reactivo slncrono 14

200 Capacitivo

Reactor 6 100 Reactivo

Los datos del bus de carga a la hora del pico del sistema se muestran en la

tabla 10. No hay datos sobre incertidumbre de carga o diversidad de carga

entre buses. Para otro tiempo del pico anual del sistema, los buses de carga

son asumidos para tener la relación proporcional igual al sistema de carga

como en las condiciones de carga pico. Para los MVAR requeridos se obtiene

un fp de 98%; los correspondientes MVAR requeridos son aproximadamente el

20% de los MW de carga de cada bus. El fp de 98% asumido es aplicable en

todos los niveles de carga. Estas restricciones en los buses de carga (la

incertidumbre, no diversidad, fp constante) son asumidas usualmente para

hacer la evaluación de confiabilidad. Esto será importante para comparar los

57

Page 62: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERG1A ElECTRICAAl USUARIO

resultados obtenidos con estos supuestos desde los modelos menos

restrictivos.

TABLA 10 Datos de los buses de carga

Bus Carga Bus de carga

MW MVAR % de carga del sIstema

1 108 22 3.8

2 97 20 3.4

3 180 37 6.3

4 74 15 2.6

5 71 14 2.5

6 136 28 4.8

7 125 25 4.4

8 171 35 6.0

9 175 36 6.1

10 195 40 6.8

13 265 54 9.3

14 194 39 6.8

15 317 64 11. 1

16 100 20 3.5

18 333 68 11.7

19 181 37 6.4

20 128 26 4.5

TOTAL 2850 580 100.0

Los datos de conexión de la red de transmisión están definidos en la figura 1,

aunque no intenta ser hecho para definir la planificación geográfica actual. La

localización flsica de los buses en la figura 1 es suficientemente consistente

con la longitud de la linea mostrada en la tabla 11.

58

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERG1A ElECTRICAAl USUARIO

resultados obtenidos con estos supuestos desde los modelos menos

restrictivos.

TABLA 10 Datos de los buses de carga

Bus Carga Bus de carga

MW MVAR % de carga del sIstema

1 108 22 3.8

2 97 20 3.4

3 180 37 6.3

4 74 15 2.6

5 71 14 2.5

6 136 28 4.8

7 125 25 4.4

8 171 35 6.0

9 175 36 6.1

10 195 40 6.8

13 265 54 9.3

14 194 39 6.8

15 317 64 11. 1

16 100 20 3.5

18 333 68 11.7

19 181 37 6.4

20 128 26 4.5

TOTAL 2850 580 100.0

Los datos de conexión de la red de transmisión están definidos en la figura 1,

aunque no intenta ser hecho para definir la planificación geográfica actual. La

localización flsica de los buses en la figura 1 es suficientemente consistente

con la longitud de la linea mostrada en la tabla 11.

58

Page 63: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICAAL USUARIO

Los datos de interrupción forzada en la Ifnea de transmisión se encuentra en la

tabla 11. Las interrupciones permanentes son aquellas que requieren

reparación de componentes del servicio; por lo tanto, para una interrupción

permanente, se muestra el rango y la duración de interrupción. La interrupción

transitoria puede ser por recierre manual y automático. Para una interrupción

transitoria forzada sólo es considerado el rango de interrupción, ya que la

duración de la interrupción es muy corta. En aplicaciones especificas el

porcentaje de interrupción forzada en Ifneas de transmisión (particularmente

interrupción transitoria) depende de la localización geográfica asl como de

otros factores. La tabla 11 muestra datos obtenidos en Estados Unidos y

Canadá.

El término "porcentaje de interrupción", será aplicado de conformidad con la

práctica industrial común. Desafortunadamente éste término tiene significados

diferentes para unidades de generación como para equipos de transmisión.

Para unidades de generación, el porcentaje de interrupción forzada se refiere

a la probabilidad de interrupción forzada en un punto aleatorio en el tiempo

entre una interrupción programada. Estas son las medidas del porcentaje de

interrupción forzada de la tabla 4. Para el equipo de transmisión, el término de

porcentaje de interrupción es comúnmente usado para describir el número de

interrupciones por unidad de tiempo de exposición. Estas son las medidas del

porcentaje de interrupción de la tabla 11 y tablas subsecuentes.

59

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICAAL USUARIO

Los datos de interrupción forzada en la Ifnea de transmisión se encuentra en la

tabla 11. Las interrupciones permanentes son aquellas que requieren

reparación de componentes del servicio; por lo tanto, para una interrupción

permanente, se muestra el rango y la duración de interrupción. La interrupción

transitoria puede ser por recierre manual y automático. Para una interrupción

transitoria forzada sólo es considerado el rango de interrupción, ya que la

duración de la interrupción es muy corta. En aplicaciones especificas el

porcentaje de interrupción forzada en Ifneas de transmisión (particularmente

interrupción transitoria) depende de la localización geográfica asl como de

otros factores. La tabla 11 muestra datos obtenidos en Estados Unidos y

Canadá.

El término "porcentaje de interrupción", será aplicado de conformidad con la

práctica industrial común. Desafortunadamente éste término tiene significados

diferentes para unidades de generación como para equipos de transmisión.

Para unidades de generación, el porcentaje de interrupción forzada se refiere

a la probabilidad de interrupción forzada en un punto aleatorio en el tiempo

entre una interrupción programada. Estas son las medidas del porcentaje de

interrupción forzada de la tabla 4. Para el equipo de transmisión, el término de

porcentaje de interrupción es comúnmente usado para describir el número de

interrupciones por unidad de tiempo de exposición. Estas son las medidas del

porcentaje de interrupción de la tabla 11 y tablas subsecuentes.

59

Page 64: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFtCACION DE PERDIDAS POR lNTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

TABLA 11 Longitud de la linea de transmisión y datos de interrupción forzada

Interrupción forzada

Longitud Permanente Transitoria

Del Bus Al Bus de linea Tasa de Duración Tasa de salida Salida en hrs. linea/año

(Millas) LInea/año

1 2 3 0.24 16 0.0

1 3 55 0.52 10 2.9

1 5 22 0.33 10 1.2

2 4 33 0.39 10 1.7

2 6 50 0.48 10 2.6

3 9 31 0.38 10 1.6

3 24 O 0.02 768 0.0

4 9 27 0.36 10 1.4

5 10 23 0.34 10 1.2

6 10 16 0.33 35 0.0

7 8 16 0.30 10 0.8

8 9 43 0.44 10 2.3

8 10 43 0.44 10 2.3

9 11 O 0.02 768 0.0

9 12 O 0.02 768 0.0

10 11 O 0.02 768 0.0

10 12 O 0.02 768 0.0

11 13 33 0.40 11 0.8

11 14 29 0.39 11 0.7

12 13 33 0.40 11 0.8

60

CUANTIFtCACION DE PERDIDAS POR lNTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

TABLA 11 Longitud de la linea de transmisión y datos de interrupción forzada

Interrupción forzada

Longitud Permanente Transitoria

Del Bus Al Bus de linea Tasa de Duración Tasa de salida Salida en hrs. linea/año

(Millas) LInea/año

1 2 3 0.24 16 0.0

1 3 55 0.52 10 2.9

1 5 22 0.33 10 1.2

2 4 33 0.39 10 1.7

2 6 50 0.48 10 2.6

3 9 31 0.38 10 1.6

3 24 O 0.02 768 0.0

4 9 27 0.36 10 1.4

5 10 23 0.34 10 1.2

6 10 16 0.33 35 0.0

7 8 16 0.30 10 0.8

8 9 43 0.44 10 2.3

8 10 43 0.44 10 2.3

9 11 O 0.02 768 0.0

9 12 O 0.02 768 0.0

10 11 O 0.02 768 0.0

10 12 O 0.02 768 0.0

11 13 33 0.40 11 0.8

11 14 29 0.39 11 0.7

12 13 33 0.40 11 0.8

60

Page 65: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPC10N DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

continuación tabla 11

Interrupción forzada

Longitud Permanente TransitorIa

Del Bus Al Bus de linea Tasa d. Duración Tasa de salida

salida en hrs. IInoa/afto (Millas) linea/afto

12 23 67 0.52 11 1.6

13 23 60 0.49 11 1.5

14 16 27 0.38 11 0.7

15 16 12 0.33 11 0.3

15 21 34 0.41 11 0.8

15 21 34 0.41 11 0.8

15 24 36 0.41 11 0.9

16 17 18 0.35 11 0.4

16 19 16 0.34 11 0.4

17 18 10 0.32 11 0.2

17 22 73 0.54 11 1.8

18 21 18 0.35 11 0.4

18 21 18 0.35 11 0.4

19 20 27.5 0.38 11 0.7

19 20 27.5 0.38 11 0.7

20 23 15 0.34 11 0.4

20 23 15 0.34 11 0.4

21 22 47 0.45 11 1.2

El porcentaje de interrupción forzada permanente de la tabla 11, fue calculado

como sigue:

138 kV de Irnea: l. = 0.52L + 0.22

230 kV de Irnea: l. = 0.34L + 0.29

138 kV de cable: l. = 0.62L + 0.226

61

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPC10N DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

continuación tabla 11

Interrupción forzada

Longitud Permanente TransitorIa

Del Bus Al Bus de linea Tasa d. Duración Tasa de salida

salida en hrs. IInoa/afto (Millas) linea/afto

12 23 67 0.52 11 1.6

13 23 60 0.49 11 1.5

14 16 27 0.38 11 0.7

15 16 12 0.33 11 0.3

15 21 34 0.41 11 0.8

15 21 34 0.41 11 0.8

15 24 36 0.41 11 0.9

16 17 18 0.35 11 0.4

16 19 16 0.34 11 0.4

17 18 10 0.32 11 0.2

17 22 73 0.54 11 1.8

18 21 18 0.35 11 0.4

18 21 18 0.35 11 0.4

19 20 27.5 0.38 11 0.7

19 20 27.5 0.38 11 0.7

20 23 15 0.34 11 0.4

20 23 15 0.34 11 0.4

21 22 47 0.45 11 1.2

El porcentaje de interrupción forzada permanente de la tabla 11, fue calculado

como sigue:

138 kV de Irnea: l. = 0.52L + 0.22

230 kV de Irnea: l. = 0.34L + 0.29

138 kV de cable: l. = 0.62L + 0.226

61

Page 66: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR lNTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

Donde L es la longitud de la linea o cable en 100 millas. La constante en cada

ecuación relacionada para fallas en el switcheo del equipo terminal con la

linea (incluyendo la sección del bus pero excluyendo las interrupciones del

circuito).

Los datos de duración de la interrupción de la tabla 11 es una combinación de

los datos de duración de interrupción permanente para lineas o cables y

equipo terminal. La separación de la duración de interrupción empleada, se

obtiene de la tabla 11 como sigue:

Duración de interrupciones permanentes en horas

EquIpo Línea/Cable TermInal

138 kV de linea 9 11

230 kV de linea 18 8

138 kV de cable 96 9

Los valores de duración de la interrupción se han desarrollado utilizando la

siguiente ecuación:

R = (Al RI+ A] R])/ (AI+ A])

Donde:

A,R, = porcentaje y duración de interrupción de linea

A2R2 = porcentaje y duración de la interrupción de la terminal

Antes que calcular un tiempo de reparación diferente para cada línea, se hace

para la longitud promedio de la linea en el sistema para cada uno de los dos

62

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR lNTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

Donde L es la longitud de la linea o cable en 100 millas. La constante en cada

ecuación relacionada para fallas en el switcheo del equipo terminal con la

linea (incluyendo la sección del bus pero excluyendo las interrupciones del

circuito).

Los datos de duración de la interrupción de la tabla 11 es una combinación de

los datos de duración de interrupción permanente para lineas o cables y

equipo terminal. La separación de la duración de interrupción empleada, se

obtiene de la tabla 11 como sigue:

Duración de interrupciones permanentes en horas

EquIpo Línea/Cable TermInal

138 kV de linea 9 11

230 kV de linea 18 8

138 kV de cable 96 9

Los valores de duración de la interrupción se han desarrollado utilizando la

siguiente ecuación:

R = (Al RI+ A] R])/ (AI+ A])

Donde:

A,R, = porcentaje y duración de interrupción de linea

A2R2 = porcentaje y duración de la interrupción de la terminal

Antes que calcular un tiempo de reparación diferente para cada línea, se hace

para la longitud promedio de la linea en el sistema para cada uno de los dos

62

Page 67: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

voltajes usados para calcular el valor simple de 1,. A partir de esto, es

calculado el promedio de duración de la interrupción para cada nivel de

voltaje. Para dos lineas, el tiempo de reparación separado, será calculado por

el uso de la longitud de linea actual.

La duración de interrupción del transformador en la tabla 11 es de 768 horas,

correspondientes a 32 dias. En una situación particular, la duración de

interrupción del transformador será generalmente afectado o no, por un

transformador de repuesto disponible.

El porcentaje de interrupción forzada transitoria de la tabla 11, se calcula

como sigue:

138 kV de linea: 1, = 5.2BL

230 kV de linea: 1, = 2.46L

Esto significa que la interrupción transitoria sólo ocurre en lineas de

transmisión. Por lo que no se incluye un término constante en la interrupción

terminal, y el porcentaje de interrupción transitoria de transformadores y

lineas es considerada como cero.

La interrupción dentro de los componentes de la subestación que no son

switcheados como parte de la línea no son incluidos en los datos de

interrupción de la tabla 11. Para la sección del bus, los datos son los

siguientes:

63

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

voltajes usados para calcular el valor simple de 1,. A partir de esto, es

calculado el promedio de duración de la interrupción para cada nivel de

voltaje. Para dos lineas, el tiempo de reparación separado, será calculado por

el uso de la longitud de linea actual.

La duración de interrupción del transformador en la tabla 11 es de 768 horas,

correspondientes a 32 dias. En una situación particular, la duración de

interrupción del transformador será generalmente afectado o no, por un

transformador de repuesto disponible.

El porcentaje de interrupción forzada transitoria de la tabla 11, se calcula

como sigue:

138 kV de linea: 1, = 5.2BL

230 kV de linea: 1, = 2.46L

Esto significa que la interrupción transitoria sólo ocurre en lineas de

transmisión. Por lo que no se incluye un término constante en la interrupción

terminal, y el porcentaje de interrupción transitoria de transformadores y

lineas es considerada como cero.

La interrupción dentro de los componentes de la subestación que no son

switcheados como parte de la línea no son incluidos en los datos de

interrupción de la tabla 11. Para la sección del bus, los datos son los

siguientes:

63

Page 68: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

Descripción 138 kV 230 kV

Fallas por sección/año del bus 0.027 0.021

Porcentaje de fallas permanentes 42 43

Duración de interrupción de fallas permanentes en horas 19 13

Para los interruptores, los parámetros a considerar son:

Fallalinterrupci6n flsica anual 0.0066

Interrupción por falla de operación por interrupción anual 0.0031

Duración de la interrupción 72

Una falla flsica es un traslado forzado y sin programa desde el servicio de

reparación o reemplazamiento.

Una falla operacional es una falla para eliminar un error dentro de la zona de

protección normal de la interrupción.

Como se ha visto, no se presenta la configuración de la subestación para los

buses de carga y generación. Sin embargo, para cualquier configuración se

asumen los datos anteriores dentro del seccionador del bus e interruptores

que pueden ser empleados para el modelo de confiabilidad de la subestación.

64

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

Descripción 138 kV 230 kV

Fallas por sección/año del bus 0.027 0.021

Porcentaje de fallas permanentes 42 43

Duración de interrupción de fallas permanentes en horas 19 13

Para los interruptores, los parámetros a considerar son:

Fallalinterrupci6n flsica anual 0.0066

Interrupción por falla de operación por interrupción anual 0.0031

Duración de la interrupción 72

Una falla flsica es un traslado forzado y sin programa desde el servicio de

reparación o reemplazamiento.

Una falla operacional es una falla para eliminar un error dentro de la zona de

protección normal de la interrupción.

Como se ha visto, no se presenta la configuración de la subestación para los

buses de carga y generación. Sin embargo, para cualquier configuración se

asumen los datos anteriores dentro del seccionador del bus e interruptores

que pueden ser empleados para el modelo de confiabilidad de la subestación.

64

Page 69: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

Los datos de interrupción programada del equipo de transmisión no son dados.

Esto no implica que las interrupciones programadas sean un filtro para tener

un efecto insignificante en la confiabilidad. Semejante a la interrupción parcial

de las unidades de generación, las interrupciones programadas de las lineas

de transmisión pueden tener un impacto mayor en la confiabilidad. Aunque, los

datos obtenidos sobre interrupciones programadas no son sustanciales. Por lo

tanto, la fuerza operante determinada para dejar ésto como otro parámetro

debe ser especifico para una aplicación en particular. Afortunadamente, esto

fortalecerla los datos obtenidos de interrupción programada tlpica de varias

organizaciones.

Estas son varias lineas que asumen estar sobre un derecho de vla común o

estructura común por lo menos en una parte de su longitud. Este par de lineas

está indicada en la figura 1 por clrculos alrededor del par de lineas y

asociadas con una letra de identificación. La tabla 12 muestra la longitud

actual del derecho de via común. Por ejemplo, para lineas de los buses 22-21

y 22-17 son 47 y 73 millas de longitud respectivamente. En la tabla 12 se

muestra que 45 millas de esta distancia está sobre un derecho de vla común.

65

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

Los datos de interrupción programada del equipo de transmisión no son dados.

Esto no implica que las interrupciones programadas sean un filtro para tener

un efecto insignificante en la confiabilidad. Semejante a la interrupción parcial

de las unidades de generación, las interrupciones programadas de las lineas

de transmisión pueden tener un impacto mayor en la confiabilidad. Aunque, los

datos obtenidos sobre interrupciones programadas no son sustanciales. Por lo

tanto, la fuerza operante determinada para dejar ésto como otro parámetro

debe ser especifico para una aplicación en particular. Afortunadamente, esto

fortalecerla los datos obtenidos de interrupción programada tlpica de varias

organizaciones.

Estas son varias lineas que asumen estar sobre un derecho de vla común o

estructura común por lo menos en una parte de su longitud. Este par de lineas

está indicada en la figura 1 por clrculos alrededor del par de lineas y

asociadas con una letra de identificación. La tabla 12 muestra la longitud

actual del derecho de via común. Por ejemplo, para lineas de los buses 22-21

y 22-17 son 47 y 73 millas de longitud respectivamente. En la tabla 12 se

muestra que 45 millas de esta distancia está sobre un derecho de vla común.

65

Page 70: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

TABLA 12 Circuitos sobre vía común de linea o estructura común

Identificación de Del Bus Al Bus Millas de linea Millas de

derecho de via común estructura común

A 22 21 45.0

22 17 45.0

B 23 20 15.0

23 20 15.0

e 21 18 18.0

21 18 18.0

o 15 21 34.0

15 21 34.0

E 13 11 33.0

13 12 33.0

F 8 10 43.0

8 9 43.0

G 20 19 27.5

20 19 27.5

Adicionalmente a la exposición de interrupciones mostradas en la tabla 11, los

circuitos que están en derecho de vla común o estructura común de la tabla 12

exponen interrupciones de "modo común", en el cual un evento simple causa

una interrupción en ambas lineas. Esto es de gran importancia en los datos de

frecuencia similares a los eventos de modo común. Por muy pequeftos que

sean los datos han sido registrados. Por lo tanto, con las interrupciones

programadas, la fuerza operante elegida no muestra valores arbitrarios de

porcentajes de duración de la interrupción de modo común, con la seguridad

de que esos usos del sistema de prueba serán datos empleados en estudios

particulares.

66

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

TABLA 12 Circuitos sobre vía común de linea o estructura común

Identificación de Del Bus Al Bus Millas de linea Millas de

derecho de via común estructura común

A 22 21 45.0

22 17 45.0

B 23 20 15.0

23 20 15.0

e 21 18 18.0

21 18 18.0

o 15 21 34.0

15 21 34.0

E 13 11 33.0

13 12 33.0

F 8 10 43.0

8 9 43.0

G 20 19 27.5

20 19 27.5

Adicionalmente a la exposición de interrupciones mostradas en la tabla 11, los

circuitos que están en derecho de vla común o estructura común de la tabla 12

exponen interrupciones de "modo común", en el cual un evento simple causa

una interrupción en ambas lineas. Esto es de gran importancia en los datos de

frecuencia similares a los eventos de modo común. Por muy pequeftos que

sean los datos han sido registrados. Por lo tanto, con las interrupciones

programadas, la fuerza operante elegida no muestra valores arbitrarios de

porcentajes de duración de la interrupción de modo común, con la seguridad

de que esos usos del sistema de prueba serán datos empleados en estudios

particulares.

66

Page 71: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCIQN DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

Los datos de impedancia y proporción de las lineas y transformadores se dan

en la tabla 13. El valor B en el dato de impedancia es la Su matra total y no el

valor de un lado en el circuito equivalente. Se dan tres proporciones: normal,

corto y largo plazo. La proporción normal indica la capacidad de carga pico

diaria de un circuito con el debido permiso para ciclos de carga. La proporción

a largo plazo sugiere una capacidad del circuito para manejar un ciclo de

carga de 24 horas siguiendo a una contingencia. La proporción a corto plazo

indica la capacidad de carga de un circuito después de una o más

contingencias en el sistema permitidos para 15 minutos, para proporcionar una

acción correctiva. No se pretende dar datos sobre la variación por estaciones

de la proporción de la linea. Los datos de la tabla 13, serán tomados como la

proporción en el tiempo del pico del sistema anual que está en la semana 51

(tabla 1).

Los datos son suficientes para definir completamente un flujo de carga OC

para el sistema de prueba. Sin embargo, para un flujo de carga AC no está

completamente definido. Los datos sobre carga e impedancia reactiva son

dados, pero las especificaciones completas de los datos para un flujo de carga

AC requieren de postulados adicionales con observaciones de voltaje en los

buses del generador (regulador) e información del TAP del transformador

(relación tap, tap fijo o L TC).

IV.2 CRITERIOS DE DISEÑO DEL SISTEMA DE PRUEBA DE CONFIABILlDAD

El criterio predominante en la selección de la configuración del sistema de

prueba fue el deseo de conseguir una referencia útil para la prueba y

comparación de los métodos de evaluación de confiabilidad. A la luz de este

67

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCIQN DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

Los datos de impedancia y proporción de las lineas y transformadores se dan

en la tabla 13. El valor B en el dato de impedancia es la Su matra total y no el

valor de un lado en el circuito equivalente. Se dan tres proporciones: normal,

corto y largo plazo. La proporción normal indica la capacidad de carga pico

diaria de un circuito con el debido permiso para ciclos de carga. La proporción

a largo plazo sugiere una capacidad del circuito para manejar un ciclo de

carga de 24 horas siguiendo a una contingencia. La proporción a corto plazo

indica la capacidad de carga de un circuito después de una o más

contingencias en el sistema permitidos para 15 minutos, para proporcionar una

acción correctiva. No se pretende dar datos sobre la variación por estaciones

de la proporción de la linea. Los datos de la tabla 13, serán tomados como la

proporción en el tiempo del pico del sistema anual que está en la semana 51

(tabla 1).

Los datos son suficientes para definir completamente un flujo de carga OC

para el sistema de prueba. Sin embargo, para un flujo de carga AC no está

completamente definido. Los datos sobre carga e impedancia reactiva son

dados, pero las especificaciones completas de los datos para un flujo de carga

AC requieren de postulados adicionales con observaciones de voltaje en los

buses del generador (regulador) e información del TAP del transformador

(relación tap, tap fijo o L TC).

IV.2 CRITERIOS DE DISEÑO DEL SISTEMA DE PRUEBA DE CONFIABILlDAD

El criterio predominante en la selección de la configuración del sistema de

prueba fue el deseo de conseguir una referencia útil para la prueba y

comparación de los métodos de evaluación de confiabilidad. A la luz de este

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Page 72: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPC10N DE ENERGIA ElECTRICAAl USUARIO

acierto, la prueba de fuerza operante incorpora tanta complejidad y detalles,

que pueden ser representativo de aplicación sistemática de utilidad actual.

El sistema de pruebas fue diseñado para obtener una confiabilidad mlnima

aceptable que sea considerada dentro de la planeación. Este fue realizado

para facilitar el uso del sistema de prueba en comparación con resultados de

otros métodos. Adicionalmente, la habilidad de evaluaciones alternativas para

la confiabilidad pueden ser consideradas.

TABLA 13 Datos de impedancia y proporción

-Impedancia P.U.1100 Proporción

MVA Base - ,-

Del Bus Al bus R X B Normal Corto Largo Equipo plazo Plazo

1 2 0.0026 0.0139 0.4611 175 200 193 138 kV de cable

1 3 0.0546 0.2112 0.0572 " 220 208 138 kV de linea

1 5 0.0218 0.0845 0.0229 " " " "

2 4 0.0328 0.1267 0.0343 " " " "

2 6 0.0497 0.1920 0.0520 " " " "

3 9 0.0308 0.1190 0.0322 " " " "

3 24 0.0023 0.0839 400 600 510 Transformador

4 9 0,0268 0.1037 0.0281 175 220 208 138 kV de linea

5 10 0.0228 0.0883 0.0239 " " " "

6 10 0.0139 0.0605 2.4590 " 220 193 138 kV de cable

68

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPC10N DE ENERGIA ElECTRICAAl USUARIO

acierto, la prueba de fuerza operante incorpora tanta complejidad y detalles,

que pueden ser representativo de aplicación sistemática de utilidad actual.

El sistema de pruebas fue diseñado para obtener una confiabilidad mlnima

aceptable que sea considerada dentro de la planeación. Este fue realizado

para facilitar el uso del sistema de prueba en comparación con resultados de

otros métodos. Adicionalmente, la habilidad de evaluaciones alternativas para

la confiabilidad pueden ser consideradas.

TABLA 13 Datos de impedancia y proporción

-Impedancia P.U.1100 Proporción

MVA Base - ,-

Del Bus Al bus R X B Normal Corto Largo Equipo plazo Plazo

1 2 0.0026 0.0139 0.4611 175 200 193 138 kV de cable

1 3 0.0546 0.2112 0.0572 " 220 208 138 kV de linea

1 5 0.0218 0.0845 0.0229 " " " "

2 4 0.0328 0.1267 0.0343 " " " "

2 6 0.0497 0.1920 0.0520 " " " "

3 9 0.0308 0.1190 0.0322 " " " "

3 24 0.0023 0.0839 400 600 510 Transformador

4 9 0,0268 0.1037 0.0281 175 220 208 138 kV de linea

5 10 0.0228 0.0883 0.0239 " " " "

6 10 0.0139 0.0605 2.4590 " 220 193 138 kV de cable

68

Page 73: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

continuación tabla 13

Impedancia P.U./100 Proporción MVA Base

Del Bus Al bus R X B Normal Corto Largo Equipo plazo plazo

7 8 0.0159 0.0614 0.0166 " 220 208 138 kV de linea

8 9 0.0427 0.1651 0.0447 " " " "

8 10 0.0427 0.1651 0.0447 " " " "

9 11 0.0023 0.0839 400 600 510 Transformador

9 12 0.0023 0.0839 400 " " "

10 11 0.0023 0.0839 400 " " "

10 12 0.0023 0.0839 400 " " "

11 13 0.0061 0.0476 0.0999 500 625 600 230 kV de línea

11 14 0.0054 0.0418 0.0879 " " " " 12 13 0.0061 0.0476 0.0999 " " " " 12 23 0.0124 0.0966 0.2030 " " " "

13 23 0.0111 0.0865 0.1818 " " " "

14 16 0.0050 0.0389 0.0818 " " " "

15 16 0.0022 0.0173 0.0364 " " " "

15 21 0.0063 0.0490 0.1030 " " " "

15 21 0.0063 0.0490 0.1030 500 625 600 230 kV de linea

15 24 0.0067 0.0519 0.1091 " " " "

16 17 0.0033 0.0259 0.0545 " " " "

16 19 0.0030 0.0231 0.0485 " " " "

17 18 0.0018 0.0144 0.0303 " " " "

17 22 0.0135 0.1053 0.2212 " " " "

18 21 0.0033 0.0259 0.0545 " " " "

18 21 0.0033 0.0259 0.0545 " " " "

19 20 0.0051 0.0396 0.0833 " " " "

19 20 0.0051 0.0396 0.0833 " " " "

20 23 0.0028 0.0216 0.0455 " " " "

19 20 0.0051 0.0396 0.0833 " " " "

20 23 0.0028 0.0216 0.0455 " " " "

20 23 0.0028 0.0216 0.0455 " " " "

21 22 0.0087 0.0678 0.1424 " " " "

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CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

continuación tabla 13

Impedancia P.U./100 Proporción MVA Base

Del Bus Al bus R X B Normal Corto Largo Equipo plazo plazo

7 8 0.0159 0.0614 0.0166 " 220 208 138 kV de linea

8 9 0.0427 0.1651 0.0447 " " " "

8 10 0.0427 0.1651 0.0447 " " " "

9 11 0.0023 0.0839 400 600 510 Transformador

9 12 0.0023 0.0839 400 " " "

10 11 0.0023 0.0839 400 " " "

10 12 0.0023 0.0839 400 " " "

11 13 0.0061 0.0476 0.0999 500 625 600 230 kV de línea

11 14 0.0054 0.0418 0.0879 " " " " 12 13 0.0061 0.0476 0.0999 " " " " 12 23 0.0124 0.0966 0.2030 " " " "

13 23 0.0111 0.0865 0.1818 " " " "

14 16 0.0050 0.0389 0.0818 " " " "

15 16 0.0022 0.0173 0.0364 " " " "

15 21 0.0063 0.0490 0.1030 " " " "

15 21 0.0063 0.0490 0.1030 500 625 600 230 kV de linea

15 24 0.0067 0.0519 0.1091 " " " "

16 17 0.0033 0.0259 0.0545 " " " "

16 19 0.0030 0.0231 0.0485 " " " "

17 18 0.0018 0.0144 0.0303 " " " "

17 22 0.0135 0.1053 0.2212 " " " "

18 21 0.0033 0.0259 0.0545 " " " "

18 21 0.0033 0.0259 0.0545 " " " "

19 20 0.0051 0.0396 0.0833 " " " "

19 20 0.0051 0.0396 0.0833 " " " "

20 23 0.0028 0.0216 0.0455 " " " "

19 20 0.0051 0.0396 0.0833 " " " "

20 23 0.0028 0.0216 0.0455 " " " "

20 23 0.0028 0.0216 0.0455 " " " "

21 22 0.0087 0.0678 0.1424 " " " "

69

Page 74: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

, ,,,

" , ,,,

"

Page 75: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

Dentro de este capitulo se desarrolla una aplicación de los métodos para

establecer la proporción de pérdidas por energia eléctrica interrumpida

descritos en el capitulo tres; mediante un programa de aplicación basado en la

estimación del IEAR por los métodos de aproximación de frecuencia y

duración, y aproximación de evaluación de Monte Carla. Asi como para el

proceso de renovación (sistema reparable). componentes reparables en serie

y componentes reparables en paralelo.

Para tener acceso al programa se debe ejecutar el archivo INTELEC.EXE

apareciendo la siguiente pantalla:

r:¡¡ CIJANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE E:NERGIA ELECTRI el.

. " . ~.' ~., ¡, o, o ;' i

." .

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR

INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

Maestria el\ Ingeniería Eléctrica

.. Raf¡~¡Arrédondo Fernández Gano ! ,

.. . -,',', .¡.

o o l· :;~ . l'

71

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

Dentro de este capitulo se desarrolla una aplicación de los métodos para

establecer la proporción de pérdidas por energia eléctrica interrumpida

descritos en el capitulo tres; mediante un programa de aplicación basado en la

estimación del IEAR por los métodos de aproximación de frecuencia y

duración, y aproximación de evaluación de Monte Carla. Asi como para el

proceso de renovación (sistema reparable). componentes reparables en serie

y componentes reparables en paralelo.

Para tener acceso al programa se debe ejecutar el archivo INTELEC.EXE

apareciendo la siguiente pantalla:

r:¡¡ CIJANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE E:NERGIA ELECTRI el.

. " . ~.' ~., ¡, o, o ;' i

." .

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR

INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

Maestria el\ Ingeniería Eléctrica

.. Raf¡~¡Arrédondo Fernández Gano ! ,

.. . -,',', .¡.

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71

Page 76: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR lNTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

El siguiente paso es presionar el botón de continuar o apretar ENTER

desplegándose:

IICUANT!flCACION D!: PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERCIA ELECTRlCA Al- USUARIO !!!I1'U3 ! .Archivo Estlmaclón IEAR Con1lablhdad'J DiSPOnibilidad

Donde podemos seleccionar la aplicación deseada. Si se selecciona en la

barra de menú Archivo podremos abandonar la seción; si es seleccionado

Estimación IEAR accesaremos a las aplicaciones de Aproximación de

Frecuencia y Duración y/o Aproximación de Evaluación de Monte Cario; y por

último si es seleccionado Confiabilidad y Disponibilidad entraremos a la

ejecución de la evaluación de Componentes en Serie Reparables y/o

Componentes en Paralelo Reparables; como se puede observar en las

siguientes pantallas.

72

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR lNTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

El siguiente paso es presionar el botón de continuar o apretar ENTER

desplegándose:

IICUANT!flCACION D!: PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERCIA ELECTRlCA Al- USUARIO !!!I1'U3 ! .Archivo Estlmaclón IEAR Con1lablhdad'J DiSPOnibilidad

Donde podemos seleccionar la aplicación deseada. Si se selecciona en la

barra de menú Archivo podremos abandonar la seción; si es seleccionado

Estimación IEAR accesaremos a las aplicaciones de Aproximación de

Frecuencia y Duración y/o Aproximación de Evaluación de Monte Cario; y por

último si es seleccionado Confiabilidad y Disponibilidad entraremos a la

ejecución de la evaluación de Componentes en Serie Reparables y/o

Componentes en Paralelo Reparables; como se puede observar en las

siguientes pantallas.

72

Page 77: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

IIilICUAllTlFlCAClOtl DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICAAL USUARIO I!II!IEI

73

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

IIilICUAllTlFlCAClOtl DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICAAL USUARIO I!II!IEI

73

Page 78: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

IICUANTlFlCACJON DEO PERDIDAS pORINn;RRUPCION DE ENERClA ELECTRlCA AL USUARlO '. v,, !!ISE!

Una vez dentro del programa para poder ejecutar cualquiera de las

aplicaciones se procede como sigue:

V.1 APROXIMACION DE FRECUENCIA Y DURACION

Se insertan los datos como a continuación se describe:

a. Fecha [dd/mm/aa]

b. Margen de estado en kW [m]

c. Frecuencia en occ/dlas [f]

d, Casio de interrupción [c]

e. Duración en horas [d]

74

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

IICUANTlFlCACJON DEO PERDIDAS pORINn;RRUPCION DE ENERClA ELECTRlCA AL USUARlO '. v,, !!ISE!

Una vez dentro del programa para poder ejecutar cualquiera de las

aplicaciones se procede como sigue:

V.1 APROXIMACION DE FRECUENCIA Y DURACION

Se insertan los datos como a continuación se describe:

a. Fecha [dd/mm/aa]

b. Margen de estado en kW [m]

c. Frecuencia en occ/dlas [f]

d, Casio de interrupción [c]

e. Duración en horas [d]

74

Page 79: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACIQN DE PERDlDAS POR INlERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

Una vez insertados los valores, son guardados en la base de datos

presionando el botón de registro. Este proceso se repite de acuerdo con la

cantidad de datos que se requieren registrar. Para obtener los valores del

EENS, Costo Total Esperado e IEAR, se indica el renglón que se desea

evaluar y se hace clic en el botón de calcular como es mostrado en la figura:

la CUANTIFIC~.P~RPIDAS-PGR-IN'I'ERRUPClan 'ERGIA ELECTRICA Al.. USUARlO I!!I¡;¡D • archIvo E$tlmacl6n lEAR Conliabllidad y Dl$ponlblUdad

~ Estunación IEAR por Apro:runación de Frecuencia y Dw-aClón El

r Re$\.dlatm - - ---------.-

1t:""':"Vi~ _.) EENS r(",~"''''C<2,..:.<'''@jq''''''

Costo T oUiI [ }~-&tj ~o¡íOód ,-"'" : Fecha

'--

V.2 APROXIMACION DE MONTE CARLO

Se insertan los datos como a continuación se describe:

a. Fecha [dd/mm/aaJ

b. Costo de interrupción [cJ

c. Duración en horas [rJ

d. Pérdida de carga en kW [lJ

75

CUANTIFICACIQN DE PERDlDAS POR INlERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA Al USUARIO

Una vez insertados los valores, son guardados en la base de datos

presionando el botón de registro. Este proceso se repite de acuerdo con la

cantidad de datos que se requieren registrar. Para obtener los valores del

EENS, Costo Total Esperado e IEAR, se indica el renglón que se desea

evaluar y se hace clic en el botón de calcular como es mostrado en la figura:

la CUANTIFIC~.P~RPIDAS-PGR-IN'I'ERRUPClan 'ERGIA ELECTRICA Al.. USUARlO I!!I¡;¡D • archIvo E$tlmacl6n lEAR Conliabllidad y Dl$ponlblUdad

~ Estunación IEAR por Apro:runación de Frecuencia y Dw-aClón El

r Re$\.dlatm - - ---------.-

1t:""':"Vi~ _.) EENS r(",~"''''C<2,..:.<'''@jq''''''

Costo T oUiI [ }~-&tj ~o¡íOód ,-"'" : Fecha

'--

V.2 APROXIMACION DE MONTE CARLO

Se insertan los datos como a continuación se describe:

a. Fecha [dd/mm/aaJ

b. Costo de interrupción [cJ

c. Duración en horas [rJ

d. Pérdida de carga en kW [lJ

75

Page 80: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTlFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPC10N DE ENERG1A ElECTR1CA Al USUARIO

e. Pérdida de energia en kWh [e]

Una vez insertados los valores, son guardados en la base de datos

presionando el botón de registro. Este proceso se repite de acuerdo con la

cantidad de datos que se requieren registrar. Para obtener los valores de

Pérdida de Energla, Costo Total Esperado e IEAR, se indica el renglón que se

desea evaluar y se hace clic en el botón de calcular como es mostrado en la

figura:

IICUANTlflCAClON DE.PERPIDAS POR INTERR.UPCrON DE ENERCJA ELECTRICAA[.. USUARlO . I!lIiIEI Arthlvo Est1maclón IEAR Confiabllldad'l DisponIbIlidad

~ EsbInaC¡ón IEAR por'AprtoomaclÓ'n de Ev31uación de Monte Carlo Cl

,3 ~---_.,

.1 I

___ __ _____ ~ __ ....J

rRcw!lOOo; -----------------_._---- ------

! K:-¡;nW ...... _:--:l Pbd:da do [ _ G 11 3_¿~Lij I Enelgln

l ~=~e:. r:,.~i ~=~d r:;z:-;L~ FechA. r .'.' 'I7/Uyoq IEAR [ ~_ ;:.oilQóCii1

-------- . - - -------- -- -

V.3 COMPONENTES EN SERIE REPARABLES

Para ingresar los datos se procede de la siguiente manera:

a. Número de componente

b. Tiempo de falla [m]

76

CUANTlFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPC10N DE ENERG1A ElECTR1CA Al USUARIO

e. Pérdida de energia en kWh [e]

Una vez insertados los valores, son guardados en la base de datos

presionando el botón de registro. Este proceso se repite de acuerdo con la

cantidad de datos que se requieren registrar. Para obtener los valores de

Pérdida de Energla, Costo Total Esperado e IEAR, se indica el renglón que se

desea evaluar y se hace clic en el botón de calcular como es mostrado en la

figura:

IICUANTlflCAClON DE.PERPIDAS POR INTERR.UPCrON DE ENERCJA ELECTRICAA[.. USUARlO . I!lIiIEI Arthlvo Est1maclón IEAR Confiabllldad'l DisponIbIlidad

~ EsbInaC¡ón IEAR por'AprtoomaclÓ'n de Ev31uación de Monte Carlo Cl

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-------- . - - -------- -- -

V.3 COMPONENTES EN SERIE REPARABLES

Para ingresar los datos se procede de la siguiente manera:

a. Número de componente

b. Tiempo de falla [m]

76

Page 81: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGtA ElECTRICA Al USUARIO

c. Tiempo de reparación Ir]

Una vez insertados los valores, son guardados en la base de datos

presionando el botón de registro. Este proceso se repite de acuerdo con la

cantidad de datos que se requieren registrar. Para obtener los valores de

Disponibilidad, Indisponibilidad, Frecuencia, Tiempo de Falla, Porcentaje de

Falla y Tiempo de Reparación de Equivalente; debe ser seleccionado el

renglón que se desea colocar como falla 1 y presionar el botón Falla 1,

realizando el mismo proceso para la Falla 2, una vez seleccionadas cada una

de las fallas se presiona el botón Calcular.

11 CUAHTlflCACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCJON DE EHERcrA ELECTRICA Al ... USUARIO I!!I~EI • archivo Estlmadó" IEAR ConflaOl1taaa'j DlsponlblUdaa

U. Componentes en Sene El

f Componente. en $C!ÚI-- _.: - --- --- ---~

,1 207 ¡l.OSS I i ,.. 2 .207 ,1.066 I , r!-- ___ I _______ L ______ I

tELiJRCFtrOl l!liU F~' F~~...,2 J

------- - ----~-t _________ . _____ . ___ ~

eR","",,",-- ----------- -------,

: O~Nd:d [ O.$7ál'l

1~1Wdcd [, MlilÚ"íJ

Ffecuenc:í" [., ,u.~ TIeIT1pCIModo .. , .... i

IIB-_ : ~doF.

! TleITIjJOde l _______ ~==

V.4 COMPONENTES EN PARALELO REPARABLES

Para ingresar los datos se procede de la siguiente manera:

77

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGtA ElECTRICA Al USUARIO

c. Tiempo de reparación Ir]

Una vez insertados los valores, son guardados en la base de datos

presionando el botón de registro. Este proceso se repite de acuerdo con la

cantidad de datos que se requieren registrar. Para obtener los valores de

Disponibilidad, Indisponibilidad, Frecuencia, Tiempo de Falla, Porcentaje de

Falla y Tiempo de Reparación de Equivalente; debe ser seleccionado el

renglón que se desea colocar como falla 1 y presionar el botón Falla 1,

realizando el mismo proceso para la Falla 2, una vez seleccionadas cada una

de las fallas se presiona el botón Calcular.

11 CUAHTlflCACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCJON DE EHERcrA ELECTRICA Al ... USUARIO I!!I~EI • archivo Estlmadó" IEAR ConflaOl1taaa'j DlsponlblUdaa

U. Componentes en Sene El

f Componente. en $C!ÚI-- _.: - --- --- ---~

,1 207 ¡l.OSS I i ,.. 2 .207 ,1.066 I , r!-- ___ I _______ L ______ I

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V.4 COMPONENTES EN PARALELO REPARABLES

Para ingresar los datos se procede de la siguiente manera:

77

Page 82: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

d. Número de componente

e. Tiempo de falla [mI

f. Tiempo de reparación [rl

Una vez insertados los valores, son guardados en la base de datos

presionando el botón de registro. Este proceso se repite de acuerdo con la

cantidad de datos que se requieren registrar. Para obtener los valores de

Disponibilidad, Indisponibilidad, Frecuencia, Tiempo de Falla, Porcentaje de

Falla y Tiempo de Reparación Equivalente; debe ser seleccionado el renglón

que se desea colocar como falla 1 y presionar el botón Falla 1, realizando el

mismo proceso para la Falla 2, una vez seleccionadas cada una de las fallas

se presiona el botón Calcular.

UCUANTIFICAClON DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTlUCA AL, USUARIO !!leE!

!ljIComponentes en ParoJelo El

lB

78

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

d. Número de componente

e. Tiempo de falla [mI

f. Tiempo de reparación [rl

Una vez insertados los valores, son guardados en la base de datos

presionando el botón de registro. Este proceso se repite de acuerdo con la

cantidad de datos que se requieren registrar. Para obtener los valores de

Disponibilidad, Indisponibilidad, Frecuencia, Tiempo de Falla, Porcentaje de

Falla y Tiempo de Reparación Equivalente; debe ser seleccionado el renglón

que se desea colocar como falla 1 y presionar el botón Falla 1, realizando el

mismo proceso para la Falla 2, una vez seleccionadas cada una de las fallas

se presiona el botón Calcular.

UCUANTIFICAClON DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTlUCA AL, USUARIO !!leE!

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78

Page 83: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

ESTA TESIS· . DEIAB-IlltiO'¡tECÁ ESTA TESIS· . DEIAB-IlltiO'¡tECÁ

Page 84: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRtCA AL USUARIO

El estudio realizado nos ha permitido conocer la importancia que tiene evaluar

los costos por interrupción de energía eléctrica para poder establecer un

suministro más confiable y seguro.

Dicha importancia radica en que, a través de este análisis podamos conocer la

cantidad de recursos monetarios que se pierde por la interrupción del

suministro de energia eléctrica al usuario en condiciones de falla.

Considerando que en nuestro pais esto es muy frecuente, entonces existe la

necesidad de una evaluación de los costos generados por la interrupción de

energia eléctrica, proporcionándonos otra posibilidad para la evaluación de

estos costos; para concientizar a la compañias suministradoras de energia

eléctrica y tener un control del sistema eléctrico que nos permita hacer los

ajustes necesarios que impliquen menor costo en condiciones de falla y con

esto, el ahorro de recursos.

Esto también nos da la opción de crear una evaluación cuantitativa de la

demanda nacional; que a su vez reduce las interrupciones de energia y mejora

los servicios.

La evaluación del costo de la energia eléctrica generada no distribuida se

puede hacer por los métodos descritos en este estudio: por la aproximación de

frecuencia y duración o por la aproximación de evaluación de Monte Cario;

que a pesar de que ambas parten de una formulación matemática, un modelo

de generación, un modelo de carga y modelo de costos; es preferible

inclinarnos por la aproximación de evaluación de Monte Cario, ya que esta

80

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRtCA AL USUARIO

El estudio realizado nos ha permitido conocer la importancia que tiene evaluar

los costos por interrupción de energía eléctrica para poder establecer un

suministro más confiable y seguro.

Dicha importancia radica en que, a través de este análisis podamos conocer la

cantidad de recursos monetarios que se pierde por la interrupción del

suministro de energia eléctrica al usuario en condiciones de falla.

Considerando que en nuestro pais esto es muy frecuente, entonces existe la

necesidad de una evaluación de los costos generados por la interrupción de

energia eléctrica, proporcionándonos otra posibilidad para la evaluación de

estos costos; para concientizar a la compañias suministradoras de energia

eléctrica y tener un control del sistema eléctrico que nos permita hacer los

ajustes necesarios que impliquen menor costo en condiciones de falla y con

esto, el ahorro de recursos.

Esto también nos da la opción de crear una evaluación cuantitativa de la

demanda nacional; que a su vez reduce las interrupciones de energia y mejora

los servicios.

La evaluación del costo de la energia eléctrica generada no distribuida se

puede hacer por los métodos descritos en este estudio: por la aproximación de

frecuencia y duración o por la aproximación de evaluación de Monte Cario;

que a pesar de que ambas parten de una formulación matemática, un modelo

de generación, un modelo de carga y modelo de costos; es preferible

inclinarnos por la aproximación de evaluación de Monte Cario, ya que esta

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Page 85: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

simulación ofrece agregar variables aleatorias e incluir políticas de operación

parecidas a las reales, ya que considera cambios de carga, disponibilidad

parcial o total e indisponibilidad de las unidades de generación; asi como una

evaluación horaria de los costos generados por una interrupción de energla

eléctrica en función de la demanda pico. Incluye además un sistema de prueba

de confiabilidad que define las caracteristicas principales de una red eléctrica

tales como: número de unidades de generación, tipo de plantas generadoras,

capacidad de las plantas generadoras, localización de las unidades

generadoras, puntos de carga - conexión entre buses, Ifneas de transmisión

que van en paralelo, dispositivos de corrección de voltaje (reactores,

capacitores, etc.), que pueden ser extrapolados a cualquier red eléctrica.

Por otra parte estas diferencias pueden ser visualizadas en los ejemplos

propuestos en el capitulo V, donde a partir de condiciones muy similares de

operación al existir una interrupción de energia eléctrica se arrojan resultados

diferentes para ambos métodos; dicha discrepancia se debe a que el método

de aproximación y duración solo evalúa la pérdida de carga, frecuencia y

duración de la interrupción, mientras que el método de evaluación de Monte

Cario emplea dentro de la estimación del IEAR la pérdida de carga, pérdida de

energla y duración de la interrupción.

Asl mismo, se puede concluir que para la evaluación de componentes

reparables en serie y en paralelo, que esta última tiene una gran ventaja

sobre las componentes en serie; debido a que en condiciones de falla de un

componente permite que el otro siga suministrando la energ ia eléctrica a la

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CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ELECTRICA AL USUARIO

simulación ofrece agregar variables aleatorias e incluir políticas de operación

parecidas a las reales, ya que considera cambios de carga, disponibilidad

parcial o total e indisponibilidad de las unidades de generación; asi como una

evaluación horaria de los costos generados por una interrupción de energla

eléctrica en función de la demanda pico. Incluye además un sistema de prueba

de confiabilidad que define las caracteristicas principales de una red eléctrica

tales como: número de unidades de generación, tipo de plantas generadoras,

capacidad de las plantas generadoras, localización de las unidades

generadoras, puntos de carga - conexión entre buses, Ifneas de transmisión

que van en paralelo, dispositivos de corrección de voltaje (reactores,

capacitores, etc.), que pueden ser extrapolados a cualquier red eléctrica.

Por otra parte estas diferencias pueden ser visualizadas en los ejemplos

propuestos en el capitulo V, donde a partir de condiciones muy similares de

operación al existir una interrupción de energia eléctrica se arrojan resultados

diferentes para ambos métodos; dicha discrepancia se debe a que el método

de aproximación y duración solo evalúa la pérdida de carga, frecuencia y

duración de la interrupción, mientras que el método de evaluación de Monte

Cario emplea dentro de la estimación del IEAR la pérdida de carga, pérdida de

energla y duración de la interrupción.

Asl mismo, se puede concluir que para la evaluación de componentes

reparables en serie y en paralelo, que esta última tiene una gran ventaja

sobre las componentes en serie; debido a que en condiciones de falla de un

componente permite que el otro siga suministrando la energ ia eléctrica a la

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CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGLA ELECTRICAAl USUARIO

carga, y por lo contrario en el segundo sistema (componentes en serie) la falla

de un componente provoca la interrupción del servicio eléctrico a la carga y

ésta será alimentada, por lo tanto hasta que el componente fallado sea

reparado. Esto también se puede observar en los ejemplos propuestos en el

capitulo V para componentes reparables en serie y en paralelo, existiendo una

diferencia significativa en los resultados obtenidos cuando se realiza una

comparación de ambos; donde podemos decir que la disponibilidad,

indisponibilidad, frecuencia, tiempo medio de falla, porcentaje de falla y

tiempo de reparación equivalente son más favorables para las componentes

reparables en paralelo que en serie; y esto es debido obviamente a la

disposición de los dispositivos de sus componentes.

Desde luego, lo más interesante del estudio realizado es, que se puede

aplicar en el sistema eléctrico y que de esta manera podrlan reducirse los

costos

De lo anterior podrlamos definir un factor probabillstico que involucre las

pérdidas por la interrupción de la energla eléctrica en la companla

suministradora y que pueda ser aplicado como parámetro para la planeación

futura del sistema eléctrico.

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CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGLA ELECTRICAAl USUARIO

carga, y por lo contrario en el segundo sistema (componentes en serie) la falla

de un componente provoca la interrupción del servicio eléctrico a la carga y

ésta será alimentada, por lo tanto hasta que el componente fallado sea

reparado. Esto también se puede observar en los ejemplos propuestos en el

capitulo V para componentes reparables en serie y en paralelo, existiendo una

diferencia significativa en los resultados obtenidos cuando se realiza una

comparación de ambos; donde podemos decir que la disponibilidad,

indisponibilidad, frecuencia, tiempo medio de falla, porcentaje de falla y

tiempo de reparación equivalente son más favorables para las componentes

reparables en paralelo que en serie; y esto es debido obviamente a la

disposición de los dispositivos de sus componentes.

Desde luego, lo más interesante del estudio realizado es, que se puede

aplicar en el sistema eléctrico y que de esta manera podrlan reducirse los

costos

De lo anterior podrlamos definir un factor probabillstico que involucre las

pérdidas por la interrupción de la energla eléctrica en la companla

suministradora y que pueda ser aplicado como parámetro para la planeación

futura del sistema eléctrico.

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Page 88: TESIS: CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION …

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

IEEE RELIABILlTY TEST SYSTEM, IEEE Transactions on Power Apparatus

and Systems, Vol. PAS-98, No. 6, pp. 2047-2054, Nov./Dic. 1979

W.P. Poore, CONSUMER INTERRUPTION COSTING FOR RELlABILlTY

COST/BENEFIT EVALUATION, IEEE Transactions on Power Apparatus and

Systems, Vol. PAS-l02, No. 5, pp. 1361-1364, May.1983

E. Wojczynski, INTERRUPTION COST METHODOLOGY ANO RESUL TS - A

CANADIAN COMERCIAL ANO SMALL INDUSTRY SURVER, IEEE

Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol. PAS-l03, No. 2,pp. 437-

444, Feb. 1994

R. Billinton, COMPARISON OF TWO AL TERNATE METHODS TO ESTABLlSH

AN INTERRUPTED ENERGY ASSESSMENT RATE, IEEE Transactions on

Power Systems, Vol. PWRS-2, No. 3, pp. 751-757, Ago. 1987

R.K. Subramaniam, UNDERSTANDING INDUSTRIAL LOSSES RESUL TING

FROM ELECTRIC SERVICE INTERRUPTIONS, IEEE Transactions on Industry

Applications, Vol. 29, No. 1, pp. 238-243, Ene./Feb. 1993

R.K. Subramaniam, UNDERSTANDING COMMERCIAL LOSSES RESUL TING

FROM ELECTRIC SERVICE INTERRUPTIONS, IEEE Transactions on Industry

Applications, Vol. 29, No. 1, pp. 233-237, Ene./Feb. 1993

84

CUANTIFICACION DE PERDIDAS POR INTERRUPCION DE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

IEEE RELIABILlTY TEST SYSTEM, IEEE Transactions on Power Apparatus

and Systems, Vol. PAS-98, No. 6, pp. 2047-2054, Nov./Dic. 1979

W.P. Poore, CONSUMER INTERRUPTION COSTING FOR RELlABILlTY

COST/BENEFIT EVALUATION, IEEE Transactions on Power Apparatus and

Systems, Vol. PAS-l02, No. 5, pp. 1361-1364, May.1983

E. Wojczynski, INTERRUPTION COST METHODOLOGY ANO RESUL TS - A

CANADIAN COMERCIAL ANO SMALL INDUSTRY SURVER, IEEE

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444, Feb. 1994

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AN INTERRUPTED ENERGY ASSESSMENT RATE, IEEE Transactions on

Power Systems, Vol. PWRS-2, No. 3, pp. 751-757, Ago. 1987

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FROM ELECTRIC SERVICE INTERRUPTIONS, IEEE Transactions on Industry

Applications, Vol. 29, No. 1, pp. 238-243, Ene./Feb. 1993

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FROM ELECTRIC SERVICE INTERRUPTIONS, IEEE Transactions on Industry

Applications, Vol. 29, No. 1, pp. 233-237, Ene./Feb. 1993

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CUANTIFICACION DE PEROIDAS POR INTERRUPCION OE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

Gerald R. Helser, COST ALLOCATION METHODOLOGIES, Proceedings 01 the

American Power Conlerence

Billinton, Roy. POWER-SYSTEM RELlABILlTY CALCULATIONS. 38 ed. MIT.

1980

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CUANTIFICACION DE PEROIDAS POR INTERRUPCION OE ENERGIA ElECTRICA Al USUARIO

Gerald R. Helser, COST ALLOCATION METHODOLOGIES, Proceedings 01 the

American Power Conlerence

Billinton, Roy. POWER-SYSTEM RELlABILlTY CALCULATIONS. 38 ed. MIT.

1980

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