3 APLICACIÓN DEL MÉTODO ESTABLECIDO A LA …bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/11936/3/CAPITULO...

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3 APLICACIÓN DEL MÉTODO ESTABLECIDO A LA

ZONA NOROCCIDENTAL DEL SISTEMA NACIONAL

INTERCONECTADO ECUATORIANO (SNI)

3.1 LINEAMIENTOS GENERALES PARA LA APLICACIÓN DEL

MÉTODO EN EL SNI

Del desarrollo realizado en el capítulo 2, es posible establecer ciertos

lineamientos generales para la aplicación de un EACIV, basado en el monitoreo

de IEVZ, en cualquier sistema de potencia. Para esto se consideran los cuatro

aspectos que permiten la implementación del esquema y que fueron detallados en

2.2. Cuando aplique, al final de cada uno, se realiza una descripción específica de

su aplicación al SNI ecuatoriano.

3.1.1 CARACTERÍSTICAS Y MODELACIÓN DEL SISTEMA

Este aspecto representa el punto de inicio de cualquier estudio a realizarse,

consecuentemente del nivel de detalle de los modelos utilizados, así como la

cercanía de su respuesta, comparada con registros reales del sistema de potencia

bajo estudio, dependerá la validez del EACIV desarrollado.

Dentro de los principales aspectos relacionados con la modelación del SEP se

tienen:

- GENERADORES: Con relación a los generadores, éstos se modelan

considerando la máquina como tal y los dispositivos de control asociados.

El modelo y parámetros de las máquinas de un SEP generalmente se

encuentran bien determinados; con relación a los dispositivos de control,

éstos son modelados sobre la base de la información suministrada por los

fabricantes. Sin embargo, es necesario la realización de pruebas con la

finalidad de establecer si los modelos implementados corresponden a la

respuesta real del generador y sus controles. Adicionalmente, y para

análisis de estabilidad de voltaje, es necesario un adecuado modelamiento

de:

- 115 -

o Controlador de Frecuencia.- Este elemento influye especialmente

en el proceso de simulación ante contingencias, ya que la capacidad

de soporte de reactivos de un generador es función de la potencia

activa generada, la misma que depende de los controladores de

frecuencia.

o Reguladores automáticos de voltaje AVR.- deben incluir en su

diagrama de control los limitadores de sobreexcitación OXL, ya que

éstos permiten determinar la verdadera capacidad de soporte de

reactivos de una máquina. Este elemento influye especialmente en

la simulación dinámica ante contingencias ya que en el proceso de

solución, y mediante el modelamiento de los OXL, es posible

permitir superar los límites de campo de manera temporal sin que se

produzca daño del generador, ampliando los límites de cargabilidad

de las máquinas.

- SISTEMA DE TRANSMISION: Con relación al sistema de transmisión los

modelos generalmente utilizados cubren los requerimientos para un

análisis de estabilidad de voltaje. Sin embargo, deben incluirse lo

relacionado a los controles asociados a los dispositivos de regulación

automática de voltaje como dinámica de LTC’s y compensación reactiva:

shunt, serie, SVC, etc.

- CARGA: Este aspecto es el más importante para un correcto desempeño

del EACIV, ya que la parametrización del IEVZ depende directamente del

comportamiento de la carga. Consecuentemente el seguimiento del

comportamiento de la carga, a fin de establecer el modelo a utilizarse en

los estudios resulta imprescindible previo a una implementación física del

EACIV.

CON RELACION AL SNI: Para estudios eléctricos del SNI ecuatoriano se utiliza

la base de datos desarrollada en Power Factory de DigSilent utilizada por

TRANSELECTRIC S.A. en sus análisis eléctricos, la misma que incluye también

la información del sistema eléctrico colombiano.

- 116 -

Los generadores del sistema ecuatoriano se encuentran modelados en un gran

detalle, sin embargo se requiere de una validación de algunos modelos de

máquinas que no incluyen OXL en sus controladores AVR. Sin embargo,

mediante el monitoreo de su valor de cargabilidad en cada proceso de simulación

es posible reproducir y analizar de manera adecuada la respuesta del sistema

ante contingencias.

La modelación del sistema ecuatoriano con relación al sistema de transmisión es

adecuada para un análisis del EACIV, debido a que los dispositivos de regulación

automática como LTC se encuentran operando en modo manual. La

compensación existente es del tipo shunt y su operación es automática

únicamente ante sobrevoltajes y se la realiza mediante relés de voltaje, los cuales

tienen un tiempo de operación que puede ser considerado cero para análisis de

estabilidad de voltaje.

Para los modelos de las cargas, éstos se encuentran modelados mediante un

modelo dinámico, tal como se indica en el Anexo D. Sin embargo, previo a una

definición final del EACIV es necesario un estudio detallado y pruebas de

medición de la carga que permitan definir los parámetros de la misma, en el punto

de aplicación del EACIV.

3.1.2 ESTUDIO DE ESTABILIDAD DE VOLTAJE

Con el sistema adecuadamente modelado es posible establecer un análisis de

estabilidad de voltaje. Este análisis se lo realiza considerando los pasos indicados

en 1.6. Resulta adecuado utilizar el nivel de cargabilidad como parámetro que

establece el margen de estabilidad de voltaje, debido principalmente a que es un

parámetro estándar que permite una visualización integral del estado de un

sistema de potencia, tanto de su planificación como de su operación en tiempo

real.

Un aspecto importante en el desarrollo del estudio de estabilidad de un SEP, es la

definición de casos base y escenarios, para esto es de mucha importancia el

grado de conocimiento del sistema por parte de los ingenieros que desarrollen el

- 117 -

EACIV. De manera general, se pueden considerar como casos base los

escenarios en los que el SEP se encuentre trabajando con mayor estrés, es decir

que el SEP se encuentra con su menor nivel de reserva de reactivos. En este

punto, la utilización de las técnicas de flujos de continuación y análisis modal,

resultan adecuadas para establecer los escenarios y contingencias críticas. Una

vez establecidas las contingencias, es necesario determinar las curvas PV

mediante simulación en el dominio del tiempo, a fin de establecer las máximas

cargabilidades a las que un SEP puede ser sometido, ya que como se había

indicado los niveles de cargabilidad varían si se consideran simulaciones

dinámicas a los establecidos mediante flujos de continuación.

Con relación al esquema de desconexión de carga, los porcentajes de carga que

pueden desconectarse debe realizarse considerando los estudios eléctricos

respectivos y las condiciones reales de cada subestación donde se implemente el

esquema de desconexión de carga, ya que este último definirá los verdaderos

valores de carga que pueden ser desconectados.

CON RELACIÓN AL SNI: Los flujos de continuación así como el análisis modal

resultan herramientas adecuadas para el análisis de estabilidad de voltaje para el

SNI [16]. Con relación a la definición de casos base y escenarios, estos

dependerán de las condiciones hidrológicas del sistema, de las condiciones de

despacho de generación y de la topología de la zona en estudio. Por ejemplo,

para un análisis en la zona de Manabí, se debe considerar si el sistema está en

condiciones de alta o baja hidrología, si la generación fuerte de la zona

(Hidronación) está o no despachada a lo largo del día, y si existe la disponibilidad

de los elementos del sistema de transmisión, especialmente de los equipos de

soporte de reactivos.

3.1.3 PARAMETRIZACIÓN DEL EACIV

Dentro del proceso de parametrización del EACIV, es de mucha importancia la

definición del criterio de arranque del mismo. Como se ha explicado, el mismo se

define en base a la detección de un máximo del IEVZ y de un umbral de voltaje;

consecuentemente es muy importante considerar que el arranque planteado con

- 118 -

estas dos condiciones se cumpla y/o resulte adecuado en todos los escenarios

planteados en el análisis de estabilidad de voltaje.

Se debe indicar que para la parametrización de los módulos MONITOREO IEVZ y

MONITOREO VOLTAJE se debe considerar las curvas PV obtenidas mediante

simulación dinámica. Para la parametrización del módulo BLOQUEO

CORTOCIRCUITOS es suficiente la utilización del análisis de cortocircuitos en

estado estable basado en las normas como la IEC-60909 [19] implementada en el

Power Factory.

3.1.4 VALIDACIÓN DEL EACIV

La validación del EACIV debe ser realizada utilizando análisis en el dominio del

tiempo a fin de verificar los ajustes planteados. Esta validación debe considerar

no solo la operación del EACIV cuando sea necesario (dependabilidad) sino

también el bloqueo del EACIV ante contingencias estables (seguridad), así como

la correcta operación de los diferentes pasos de desconexión de carga

(selectividad).

3.2 CARACTERÍSTICAS Y MODELACIÓN DEL SISTEMA

En la figura 3.1 se indica el diagrama unifilar del sistema eléctrico ecuatoriano, la

información relacionada a los parámetros de cada uno de los componentes del

sistema ha sido tomada de la información que maneja TRANSELECTRIC S.A,

esta información se detalla en el Anexo D.

- 119 -

PERU 230 kV

COLOMBIA 230 kV

COLOMBIA 138 kV

JIPIJAPAPORTOVIEJO 1

EM

ELM

AN

AB

IE

ME

LMA

NA

BI

G_GHERNANDEZ

G~

X_C_ROS_69

3

X_C_PORT

2

33

33

G_POZA_HONDA

G~

G~

G_LAESPERANZA1_2

G_CALOPE1_2

G~

33

MLG_T ZHR_T MLN_T

L_SRS2PMS_1L_SRS2PMS_1

L_R

BM

2MLN

_1L_

RB

M2M

LN_1

L_T

TR

2RB

M_1

L_T

TR

2RB

M_1

L_SRS2PMS_2L_SRS2PMS_2

G~G_UC_MPP

T_U

3_M

PP

1

T_AA2_ESM3

17

T_ATT_DOM3

T_ATR_SELEN3

0

G_KEPPEL_8

G~G_K EPPEL_1_7

G~ G~G_KEPPEL_17

G~G_KEPPEL_9_16

G~G_KEPPEL_25

G~G_KEPPEL_18_24 G_KEPPEL_26_38

G~G_KEPPEL_39_51

G~

22 2 2 22

G~G_GUANGOPOLO_7

22

G_U6_PAUTE

G~

X_C_LOJA

1

G~G_EQEMEPE_POS

X_C_M AC_..

1

G~

G_SAN FCO_2

X_ C_ ESM_..

2

X_C_DCE_ ..

2

X_C_SELENA

1

G~

G_ECUDOS

G~

G_ECOELECTRIC

3 3

G~

G_SAN FCO_1

G_SIBIMBE

G~

44

C_ELEPC_AMBAT

T_3

T0

3

33

T_A

TT

_TR

IN

2

T_A

TT

_TR

INT

_AT

T_T

RIN

T_T

V2_

GZ

EV

4

T_T

V2_

GZ

EV

4

T_T

V3_

GZ

EV

4

T_T

V3_

GZ

EV

4

T_T

G4_

GZ

EV

5

T_T

G4_

GZ

EV

5

T_A

TQ

_CH

O

20

T_A

TQ

_CH

O

2

T_A

TQ

_CH

O

T_AA1_ESM17

T_AA1_ESM

3

T_AA1_ESM

T_TRK _MAC15 T_TRK _MAC

3

T_TRK _MAC

T_A

TR

_MA

C

3

T_A

TR

_MA

C

0T_A

TR

_MA

C

C_EMELO_MACH_1

G~

G_EQEMELORO_MACC_EMELO_MACH_2

T_T

RN

_RO

S

3

T_T

RN

_RO

S

2

T_T

RN

_RO

S

T_T

RP

_RO

S 20

T_T

RP

_RO

S

3

T_T

RP

_RO

S

T_ATQ_TUL

2

T_ATQ_TULT_ATQ_TUL1

T_T1_IBA3

T_T1_IBA

2

T_T1_IBA

33

T_ATR_IBA21

T_ATR_IBA

3

T_ATR_IBA T_ATQ_IBA19

T_ATQ_IBA

2

T_ATQ_IBA

T_ATU_POM2

T_ATU_POMT_ATU_POM

T2_KENEDY

0

T1_KENEDY

0

44

T_A

TT

_RO

S

17

T_A

TT

_RO

S

2

T_A

TT

_RO

S

33

T_ATQ_TOTT_ATQ_TOTT_ATQ_TOT3

G_EQAMBATO_AMB

G~

T_ATQ_MUL2

T_ATQ_MUL

15

T_ATQ_MUL

X_L

_RIO

1

T_ATK_DCE

12

T_ATK_DCET_ATK_DCE

33

26

23

333333

T_TRK_RIO 3T_TRK_RIO

2

T_TRK_RIO

G_ABANICO

G~

T_A

TU

_RO

ST

_AT

U_R

OS

2

T_A

TU

_RO

S

33333333

C_RIOBA_RIOBA

33

C_EMELG_DCE

C_A

MB

AT

_TE

NA

16

3

T_ATQ_PUYO

0

3

3

L_B

AN

_PU

YO

_0_B

L_B

AN

_PU

YO

_0_B

22

C_AMBAT_PUYO

L_TRIN_ESCL_1L_TRIN_ESCL_1

T_U

1-5_

AB

AN

I_2

3

T_U

1-5_

AB

AN

I_2

3

T_U

1-5_

AB

AN

I_1

3

T_U

1-5_

AB

AN

I_1

3

G~

G_TA MBO

T_ATR_BAB

3

17

22

3

1

T_ATQ_BAB18

T_ATQ_BAB

1

T_ATQ_BAB

22

T_SRAFAEL_1

0

T_SRAFAEL

0

T_ATR_PAS

2

T_ATR_PAS-4

T_ATR_PAS

T_CONOCOTO0

22

T_A

TR

_QV

D

3

T_A

TR

_QV

D

-6

T_A

TR

_QV

D

T_A

TT

_QV

D

1

T_A

TT

_QV

DT

_AT

T_Q

VD

T_ATR_DOMT_ATR_DOM

3

T_ATR_DOM

C_EMELG_MILA

C_MILAG_MILAG

22

G_EQELECAUSTRO_CUE

G~

X_C_MAC_ ..

1

G~

G_TG4_GZEVG_TV3_GZEV

G~

G_U2_PUC

G~

G_U1_PUC

G~

55

G_U1_TRI

G~

55

G_EQELEPCO_MUL

G~

C_ELEPC_MULAL

C_EMELC_PCAN+PRAD

C_AMBAT_AMBAT

T_A

T1_

AM

B

3

T_A

T1_

AM

BT

_AT

1_A

MB

C_EMEPE_POSO

C_AMBAT_TOTOR

G~

G_EQEMEPE_SEL

33

C_EMEPE_SELE

G~G_TG3_ROSG_TG2_ROS

G~

G~

G_GAS_PAS

G_TG1_ROS

G~

44

C_EMELC_POLI

X_L_PAS

2

C_EMELR_BABA

X_L_QVD

1

G~

G_EQEM ELRIO S_BAB

G_GENEROCA_1_8

G~

33

G_UB_MPP

G~

X_L_DOM

1

G_UA_MPP

G~

4444

C_IBARR 69..C_IBARR_2_IBARR

C_I

BA

RR

34.

5_IB

AR

R

G_U2_DPER

G~

G_U1_DPER

G~

C_EMELC_P..

G_U3_DPER

G~

C_EMELG_P..

5555

X_L_ROS

1

55

T_ATQ_LOJ 3T_ATQ_LOJ

1

T_ATQ_LOJ

T_ATQ_CUE2

T_ATQ_CUET_ATQ_CUE

G_EQV_MAN

G~

G_G1_CTESM

G~

G_EQEERSSA_LOJ

G~

G_U1_AGO

G~G_U2_AGO

G~

G_EQV_ESM

G~C_EMELESA_ESME..

C_EMELSAD_SDOMI

C_MANAB_CHONE

C_MANAB_PORTO

C_MANAB_MANTA

C_EMELG_QUEVE

C_CRM_SEVE

X_L_TOT

1

C_EERS_LOJA

G_U4_PAU

G~

G_U3_PAU

G~

G_U2_PAU

G~

T_A

T2_

MO

L

3

T_A

T2_

MO

LT

_AT

2_M

OL

X_L2_MOL

1

X_L1_MOL

1T_A

T1_

MO

LT

_AT

1_M

OL

T_A

T1_

MO

L

G_U1_EQUIL

G~G_U2_EQUIL

G~G_U4_EQUIL

G~G_U3_EQUIL

G~

00

2

1

T_ATU_MIL1

T_A

TQ

_TR

I

3

T_A

TQ

_TR

I

18T_A

TQ

_TR

I

T_A

TQ

_PO

L

2

T_A

TQ

_PO

L

19

T_A

TQ

_PO

L

T_A

TQ

_MA

C

3

T_A

TQ

_MA

C

0T_A

TQ

_MA

C

C_CEDEG_E..

G~G_TPBARGEI

T_A

TK

_MIL

2

T_A

TK

_MIL

T_A

TK

_MIL

X_C

_PO

L

2

33

G~G_VICTORI..

C_CSA_IBARR

C_AZOGU_AZ..C_C.SUR_CUEN

G~ G_LAFARGEC

G_TV2_GZEV

G~

1

55

1

55

T_A

TR

_SA

L

2

T_A

TR

_SA

L

17

T_A

TR

_SA

L

1

T_A

TQ

_SA

L

2

T_A

TQ

_SA

LT

_AT

Q_S

AL

55

C_XFICTI_TULCA

T_A

TT

_PA

S

1

T_A

TT

_PA

ST

_AT

T_P

AS

T_A

TU

_PA

S

1

T_A

TU

_PA

ST

_AT

U_P

AS

G_E

QE

ME

LNO

RT

E_I

BA

G~

G~

G_INGSCA

G_GUANGOPOLO1_6G~

3

G_EQEMELNORTE_TUL

G~

T_A

A2_

PO

R

1

T_A

A2_

PO

R

20

T_A

A2_

PO

R

C_EMELN_TULCA

T_A

A1_

PO

R

1

T_A

A1_

PO

R

20

T_A

A1_

PO

R

T_ATT_TOTT_ATT_TOT

2

T_ATT_TOT

21

G_U5_PAU

G~

55

33

G_U10_PAU..

G~G_U9_PAUT ..

G~G_U8_PAUT ..

G~G_ U7_PAUT ..

G~

22

G_U1_PAU

G~

X_C_MIL

1

T_ATU_DOMT_ATU_DOM

2

T_ATU_DOM

L_T

TR

2MLN

_1_B

L_T

TR

2MLN

_1_B

L_T

TR

2MLN

_1_A

L_T

TR

2MLN

_1_A

L_PSC2MLG_1_AL_PSC2MLG_1_A L_PSC2MLG_1_BL_PSC2MLG_1_B

L_T

OT

O_A

GO

Y_1

_2_B

L_T

OT

O_A

GO

Y_1

_2_B

L_TOTO_AGOY_1_2_AL_TOTO_AGOY_1_2_A

EMB/EMELMANABI_69

SFCO/SFCO 230

CALOP/Calope 6.9

CALOP/Calope 69

ZHR/Zhoray 230

MPP/CT MPP 230

PYO/Puyo69

PYO/Puyo138

BÑS/Baños138

FRONTERA

VIC/Vicentina 46 ..

GUAN/Guangopolo 138

ABA/Abanico 69

VIC/Vicentina 46 ..

TNA

/Ten

a138

ESCL/Esclusas 230

MAC/Machala 69_B1

MAC/Machala 69_B2

IBA/Iba..

IBA/Iba..

POR/Potovie jo 69

POR/Portoviejo 138

DP/D Peripa 138

CUE/Cuenca 138

AMB/Ambato 69

AMB/Ambato 138

POM/Pomasqui 138

QVD/Quevedo 138

QVD/Quevedo 230

LJU

NT

/Las

Ju

ntas

138

POM/Pomasqui 230

DOM/SDomingo 138

LOJ/Loja 138

DOM/SDomingo 230

PAS/Pascuales 69

ROS/SRosa 230

ROS/SRosa 138

BAB/Babahoyo 69

ZOR/Zorritos 230

MAC/Machala 230

BAB/Babahoyo 138

TULC/Tulcan 69

TULC/Tulcan 138

IBA/Ibarra 34..

IBA/Ibarra_2 69

AGO/Agoyan 138

IBA/Ibarra 69

SROS/S Rosa ..

TOT/Totoras 69

CHO/Chone 69

TOT/Totoras 138

CHO/Chone 138

TOT/Totoras 230

SEV/Severino 138

MANTA/Manta 69

RIO/Riobamba 230

RIO/Riobamba 69

QVD/Quevedo 69

LOJ/Loja 69

DOM/SDomingo 69

MUL/Mulalo 138

MUL/Mulalo 69

VIC/Vicentina 138

PUC/Pucar a 138

ESM/Esmeraldas 138

ESM/Esmeraldas 69

EQUIL/Electroquil 69

EQUIL/Electroquil 138

POS/Posorja 69

SEL/Sta. Elena 69

POS/Posorja 138

SEL/Sta. Elena 138

TRI/Trinitaria..

TRI/Trinitaria 138

TRI/Trinitaria 2..

MOL/Molino 230

POL/Policentro 69

POL/Policentro 138

MOL/Mol ino 138

MAC/Machala 138

DCE/Dos Cerritos 69

SID/S Idelfonso 13..

DCE/Dos Cerritos 230

GROC/G Roca 69

MIL/Milagro 69 MIL/Milagro 138

CSA/CSA 4.6

MIL/Milagro 230

CSA/CSA 34.5

SAL/Sali tral 13..

CUE/Cuenca 69

Panamericana 138

PAS/Pascuales 138

PAS/Pascuales 230

Jamondino 220

SAL/Salitra l ..

SAL/Sal itral ..

DIg

SIL

EN

T

Figura 3. 1 Diagrama unifilar del SNI

ZONA DE ESTUDIO

- 120 -

3.3 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE VOLTAJE

El SNI ecuatoriano presenta zonas débiles en cuanto soporte de reactivos, las

cuales se encuentran plenamente identificadas en la operación en tiempo real del

sistema. Zonas que presentan problemas de bajos niveles de voltaje, en función

de las condiciones hidrológicas y de despacho de generación, son:

• Norte (S/E’s: Pomasqui, Vicentina, Santa Rosa, Ibarra, Tulcán),

• Occidental (S/E: Babahoyo), y

• Noroccidental (S/E: Esmeraldas),

En otras zonas en cambio, permanentemente presentan perfiles de voltaje apenas

superiores a los límites aceptados en los Procedimientos de Despacho y

Operación [20], estas son:

• Noroccidental (S/E’s: Quevedo, Daule Peripa, Portoviejo y Chone) y

• Nororiental (S/E’s: Agoyán, Puyo, Tena y Orellana)

En estas zonas ligeros incrementos de carga producen fuertes decrementos en

los niveles de voltaje, lo cual hace prever que en estos puntos del sistema, se

encuentra operando muy cerca de los límites máximos de cargabilidad.

En [16] se detalla un completo análisis de estabilidad de voltaje para el SNI

ecuatoriano utilizando herramientas como flujos de continuación y análisis modal,

los resultados concuerdan con lo observado en la operación en tiempo real. Este

estudio determina que la zona más crítica del sistema comprende la zona

Noroccidental (S/E’s: Quevedo, Daule Peripa, Portoviejo y Chone), en dicha zona

la principal fuente de reactivos que corresponde a la central Hidronación, no es

capaz de mantener el control de voltaje de la zona en condiciones de demanda

máxima.

Por otra parte el problema de estabilidad de voltaje es un problema local dentro

de un sistema eléctrico de potencia, y como tal la aplicación del EACIV basado en

el monitoreo del IEVZ resulta bastante similar en uno o más partes del sistema,

- 121 -

por tal motivo se plantea analizar su implementación únicamente para esta zona

crítica del SNI ecuatoriano.

En la figura 3.2 se detalla el unifilar de la zona bajo estudio en la que se analizará

el EACIV, la misma que comprende:

- Centrales: Hidronación (3 unidades de 79 MVA c/u), Enermax (2 unidades

de 10.4 MVA c/u), generación en redes de EMELMANABI: Poza Honda (2

unidades de 1.65 MVA c/u), La Esperanza (2 unidades de 3.4 MVA c/u)

equivalente en Manta (31 MVA)

- Subestaciones del Sistema de Transmisión: Quevedo, Daule Peripa,

Portoviejo y Chone.

- Subestaciones del Sistema de Subtransmisión de EMELMANABI: Manta.

- Compensación capacitiva: S/E Portoviejo (2 bancos de capacitores de 12

Mvar)

JIPIJAPAPORTOVIEJO 1

EM

ELM

AN

AB

IE

ME

LMA

NA

BI

X_C_PORT

2

33

33

G_POZA_HONDA

G~

G~G_LAESPERANZA1_2

G_CALOPE1_2

G~

33

T_A

TQ_C

HO

20

T_A

TQ_C

HO

2

T_A

TQ_C

HO

T_A

TR_Q

VD

3

T_A

TR_Q

VD

-6

T_A

TR_Q

VD

T_A

TT_Q

VD

1

T_A

TT_Q

VD

T_A

TT_Q

VD

X_L_QVD

1

G_U2_DPER

G~

G_U1_DPER

G~

G_U3_DPER

G~

5555 55

G_EQV_MAN

G~

C_MANAB_CHONE

C_MANAB_PORTO

C_MANAB_MANTA

C_EMELG_QUEVE

C_CRM_SEVE

T_A

A2_

PO

R

1

T_A

A2_

PO

R

20

T_A

A2_

PO

R

T_A

A1_

PO

R

1

T_A

A1_

PO

R

20

T_A

A1_

PO

R

EMB/EMELMANABI_69

CALOP/Calope 6.9

CALOP/Calope 69

POR/Potoviejo 69

POR/Portoviejo 138

DP/D Peripa 138

QVD/Quevedo 138

QVD/Quevedo 230

CHO/Chone 69

CHO/Chone 138

SEV/Severino 138

MANTA/Manta 69

QVD/Quevedo 69

Figura 3. 2 Detalle de la zona de estudio - EMELMANABI

- 122 -

Se debe señalar que para la definición y validación del EACIV se considerará si el

sistema está en condiciones de alta o baja hidrología, si la generación fuerte de la

zona (Hidronación) está o no despachada a lo largo del día, y si existe la

disponibilidad de los elementos de soporte de reactivos en el sistema de

transmisión.

3.3.1 DEFINICIÓN DEL CASO BASE

Para la definición del caso base se consideran dos condiciones: alta y baja

hidrología; desde estas condiciones se desarrollan cuatro casos base los mismos

que se indican en la tabla 3.1.

CONDICION

CASO

BASE No.

DESCRIPCIÓN CASO BASE Hora

ALTA

HIDROLOGIA

1 Demanda máxima de la zona y del sistema 19:30

2 Mínimo voltaje de la zona (Salida de unidades de Hidronación) 21:00

BAJA

HIDROLOGIA

3 Demanda máxima de la zona y del sistema 19.30

4 Mínimo soporte de reactivos de la zona (Salida de unidades de Hidronación) 23:00

Tabla 3. 1 Casos Base considerados

Las condiciones de alta y baja hidrología se han ajustado considerando dos días

con registros reales en los que se tenía presente estas condiciones. Los

resultados del flujo de carga para los casos bases propuestos se indican en el

Anexo D. Un resumen de los mismos se indica en la tabla 3.2.

CASO

BASE No.

CARGA EMELMANABI

GENERACION HIDRONACION

VOLTAJE BARRA PORTOVIEJO (pu)

VOLTAJE BARRA CHONE (pu)

P (MW) Q (Mvar) P (MW) Q (Mvar) 138 69 138 69

1 181 54 195 85 0.945 1.007 0.984 1.001

2 167 50 104 70 0.938 0.987 0.971 0.988

3 176 52 145 77 0.954 0.998 0.988 1.006

4 146 43 48 40 0.955 1.004 0.983 1.008

Tabla 3. 2 Resultados de los flujos de potencia para los caso base

Se observa que la barra con menores niveles de voltaje es la de Portoviejo 138

kV, por lo tanto el EACIV será implementado en esta subestación monitoreando el

flujo de potencia total que sus alimentadores consumen.

- 123 -

En los escenarios de alta hidrología se observa que ante la salida de unidades de

generación en Hidronación se producen los menores niveles de voltaje del día, se

observa que los valores de carga para los dos casos son relativamente similares.

Para los escenarios de baja hidrología ante la salida de generación los voltajes no

corresponden a los menores registrados en el día; esto se debe a que en la hora

de salida de la generación la demanda de la zona es mucho menor que la

existente en condiciones de demanda máxima.

3.3.2 DETERMINACIÓN DE CONTINGENCIAS CRÍTICAS

A fin de establecer las contingencias críticas a las que este subsistema puede ser

sometido, se procede con la determinación de curvas PV para los casos base y

para diferentes contingencias simples.

Para determinar las curvas PV estas se inician a partir de un punto de operación

estable del sistema que corresponde a los resultados del flujo de carga indicados

en el Anexo D. Posteriormente se consideran únicamente incrementos de carga

de EMELMANABI hasta llegar al punto de máxima cargabilidad.

Si bien esta metodología resulta no ser la más conservadora es mucho más

probable que un incremento simultáneo de todas las cargas del sistema. Además,

y debido a la topología del sistema, el soporte de reactivos de esta zona es

realizado casi en su totalidad por Hidronación, como puede observarse del bajo

nivel de potencia activa y reactiva que circula por las L/T Quevedo-Daule Peripa,

que representan el enlace de la zona en estudio con el Sistema Nacional de

Transmisión SNT.

Un resumen de los casos base y de las contingencias consideradas para cada

escenario se indica en la tabla 3.3. Estos escenarios se determinan considerando

el criterio de contingencia simple que el sistema debe soportar según lo indican

los procedimientos de despacho y operación del SNI [20].

- 124 -

CASO BASE

CONTINGENCIA - SALIDA DE:

UN CIRCUITO QUEVEDO –

DAULE PERIPA

UN CIRCUITO DAULE PERIPA

- PORTOVIEJO

1 BANCO DE CAPACITORES

S/E PORTOVIEJO

2 BANCOS DE CAPACITORES S/E

PORTOVIEJO

No. λmax

Vmin138 /

Vmin69 λmax

Vmin138 /

Vmin69 λmax

Vmin138 /

Vmin69 λmax

Vmin138 /

Vmin69 λmax

Vmin138 /

Vmin69

1 1.111

0.889

/

0.937

1.103

0.891

/

0.940

No converge.

Inestabilidad

transitoria

1.063

0.881

/

0.924

1.018

0.842

/

0.876

2 1.061

0.853

/

0.888

1.014

0.884

/

0.926

No converge.

Inestabilidad

transitoria

1.014

0.825

/

0.852

No converge.

Inestabilidad

transitoria

3 1.135

0.887

/

0.915

1.111

0.896

/

0.927

No converge.

Inestabilidad

transitoria

1.079

0.886

/

0.910

1.047

0.840

/

0.853

4 1.095

0.806

/

0.834

1.001

0.817

/

0.850

No converge.

Inestabilidad

transitoria

1.051

0.775

/

0.795

1.009

0.756

/

0.770

Tabla 3. 3 Resultados de los flujos de potencia para casos base y contingencias

De los procedimientos de despacho y operación vigentes, se tienen las siguientes

bandas de voltajes de operación normal para las barras de la S/E Portoviejo:

- Barra 138 kV: +5%, - 7% del voltaje nominal

- Barra de 69 kV: ±3% del voltaje nominal

Adicionalmente se especifica un voltaje de 0.9 pu como voltaje mínimo operativo

por contingencias. En las figuras 3.3 y 3.4, se indican las curvas PV para los

casos de Alta Hidrología.

- 125 -

1.1251.1001.0751.0501.0251.000

1.10

1.00

0.90

0.80

POR\Potoviejo 69: CASO BASEPOR\Potoviejo 69: SIN 1 BANCO CAPACITORESPOR\Potoviejo 69: SIN 2 BANCOS CAPACITORESPOR\Potoviejo 69: SIN LT QUEVEDO - DAULE PERIPA

CASO 1: CURVAS PV - PORTOVIEJO 69 kV

Vn_max = 1.03 pu

Vn_min = 0.97 pu

Vo_min = 0.9 pu

1.1251.1001.0751.0501.0251.000

1.1000

1.0400

0.9800

0.9200

0.8600

0.8000

POR\Portoviejo 138: CASO BASEPOR\Portoviejo 138: SIN 1 BANCO CAPACITORESPOR\Portoviejo 138: SIN 2 BANCOS CAPACITORESPOR\Portoviejo 138: SIN LT QUEVEDO - DAULE PERIPA


Vn_max = 1.05 pu

Vn_min = 0.93 pu

Vo_min = 0.9 pu

DIg

SILE

NT

Figura 3. 3 Curvas PV Caso 1

1.06251.05001.03751.02501.01251.0000

1.10

1.00

0.90

0.80

POR\Potoviejo 69: CASO BASEPOR\Potoviejo 69: SIN 1 BANCO CAPACITORESPOR\Potoviejo 69: SIN LT QUEVEDO - DAULE PERIPA


Vn_max = 1.03 pu

Vn_min = 0.97 pu

Vo_min = 0.9 pu

1.06251.05001.03751.02501.01251.0000

1.1000

1.0400

0.9800

0.9200

0.8600

0.8000

POR\Portoviejo 138: CASO BASEPOR\Portoviejo 138: SIN 1 BANCO CAPACITORESPOR\Portoviejo 138: SIN LT QUEVEDO - DAULE PERIPA


Vn_max = 1.05 pu

Vn_min = 0.93 pu

Vo_min = 0.9 pu

DIg

SILE

NT


- 126 -

En las figuras 3.5 y 3.6, se indican las curvas PV para los casos de Baja

Hidrología.

1.151.121.091.061.031.00

1.10

1.00

0.90

0.80



Vn_max = 1.03 pu

Vn_min = 0.97 pu

Vo_min = 0.9 pu

1.151.121.091.061.031.00

1.1000

1.0400

0.9800

0.9200

0.8600

0.8000



Vn_max = 1.05 pu

Vn_min = 0.93 pu

Vo_min = 0.9 pu

DIg

SILE

NT


1.101.081.061.041.021.00

1.10

1.00

0.90

0.80

0.70



Vn_max = 1.03 pu

Vn_min = 0.97 pu

Vo_min = 0.9 pu

1.101.081.061.041.021.00

1.1000

1.0293

0.9586

0.8879

0.8172

0.7465



Vn_max = 1.05 pu

Vn_min = 0.93 pu

Vo_min = 0.9 pu

DIgS

ILEN

T


- 127 -

Se observa que las contingencias críticas dependen de la condición de despacho

de las unidades de Hidronación, con una menor dependencia de las condiciones

hidrológicas del sistema, tal como se aprecia en las curvas PV. En la tabla 3.4 se

detalla el número de unidades de Hidronación despachadas, las máximas

cargabilidades para los casos base, la contingencia crítica y su máxima

cargabilidad. Se debe indicar que en la determinación de las contingencias

críticas se consideran las contingencias que permitan una operación dentro de las

bandas de voltaje normales.

CONDICION

CASO BASE UNIDADES DE HIDRONACION

DESPACHADAS No.

CONTINGENCIA CRÍTICA

No. λmax Vmin138 /

Vmin69 Descripción λmax

Vmin138 /

Vmin69

ALTA

HIDROLOGÍA

1 1.111 0.889 /

0.937 3

Salida de 1 banco

capacitores 1.063

0.881 /

0.924

2 1.061 0.853 /

0.888 2

Salida de 1 circuito

Quevedo – Daule Peripa 1.014

0.884 /

0.926

BAJA

HIDROLOGÍA

3 1.135 0.887 /

0.915 3

Salida de 1 banco

capacitores 1.079

0.886 /

0.910

4 1.095 0.806 /

0.834 1

Salida de 1 banco

capacitores 1.051

0.775 /

0.795

Tabla 3. 4 Resumen de variables de casos base y contingencias críticas

Como se observa, es posible establecer un análisis considerando como caso

base al No. 1, y una validación para los tres casos faltantes incluyendo las

contingencias asociadas.

3.3.3 CRITERIOS DE ARRANQUE DEL EACIV

Como se indica en el punto anterior, se plantea el análisis considerando al caso

base No.1 que corresponde a Alta Hidrología y su contingencia crítica respectiva:

salida de un banco de capacitores de la S/E Portoviejo de Transelectric.

A continuación se indican las curvas PV dinámicas para el caso base y su

contingencia crítica respectiva. Al respecto se puede indicar que los niveles de

cargabilidad se incrementan debido al efecto de los reguladores de voltaje y los

reguladores de velocidad de las máquinas, por lo que se realiza el monitoreo de

los niveles de cargabilidad de los generadores que son los que limitan la máxima

- 128 -

capacidad del sistema. Para este caso se realizan incrementos de carga hasta

que los generadores se encuentren en un 110% de su capacidad, que es el límite

establecido en el Procedimiento de Despacho y Operación del SNI ecuatoriano.

60.00048.00036.00024.00012.0000.0000 [s]

1.05

1.00

0.95

0.90

0.85

0.80

0.75

POR\Potoviejo 69: Tensión, Magnitud in p.u.POR\Portoviejo 138: Tensión, Magnitud in p.u.

CURVA V vs t - CASO BASE

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

52.00049.36546.73044.09641.46138.826

1.05

1.00

0.95

0.90

0.85

0.80

0.75

Eje x: PORTOVIEJO 1: Potencia Activa in MWPOR\Potoviejo 69: Tensión, Magnitud in p.u.POR\Portoviejo 138: Tensión, Magnitud in p.u.

CURVA PV DINAMICA - CONTINGENCIA

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

56.00044.80033.60022.40011.200-0.0000 [s]

1.05

1.00

0.95

0.90

0.85

0.80

0.75


CURVA V vs t - CONTINGENCIA

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

54.00051.21648.43245.64842.86440.080

1.05

1.00

0.95

0.90

0.85

0.80

0.75

Eje x: PORTOVIEJO 1: Potencia Activa in MWPOR\Potoviejo 69: Tensión, Magnitud in p.u.POR\Portoviejo 138: Tensión, Magnitud in p.u.

CURVA PV DINAMICA - CASO BASE

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

DIg

SILE

NT

Figura 3. 7 Curvas PV dinámicas - Caso Base y Contingencia Crítica – Caso 1

Caso analizado λmax Vmin138 (pu) Vmin69 (pu)

Caso Base 1.33 0.811 0.845

Banco de capacitores fuera 1.32 0.809 0.839 Tabla 3. 5 Máximas cargabilidades - Caso Base y Contingencia Crítica – Caso 1

A fin de establecer el criterio de arranque del EACIV, éste se define considerando

de manera conjunta los niveles de voltaje de las barras de 69 y 138 kV. De las

curvas PV dinámicas para el caso base y contingencia, se observa que el voltaje

en la barra de 138 kV se encuentra más cerca del límite mínimo que el de la barra

de 69 kV, por lo que se plantea establecer el arranque del EACIV cuando el

voltaje de la barra de 138 kV llegue a este valor.

- 129 -

Por otro lado, es posible una variación de los valores de carga por una salida de

la generación interna de EMELMANABI (Poza Honda 2.1 MW o Miraflores 2 MW)

por lo que este incremento no debería arrancar el EACIV a menos que las

condiciones del sistema lo requiera. De las condiciones de despacho es posible

una variación de aproximadamente 4MW, que representa un 2% de la carga del

sistema.

Considerando estas premisas, se observa que es posible plantear el arranque del

EACIV en λS = 1.10 que representa aproximadamente un 82% de la máxima

cargabilidad (λmax). En la tabla 3.6 se indican los valores de voltaje, en por unidad,

que se obtienen en las barras de 138 y 69 kV cuando el sistema presenta el valor

de cargabilidad propuesto.

Caso analizado λmax Ajuste de cargabilidad

λs % λmax Vs_138 Vs_69

Caso Base 1.33 1.10 82.7 0.916 0.972

Banco de capacitores fuera 1.32 1.09 82.6 0.901 0.950 Tabla 3. 6 Voltajes en pu con un ajuste de cargabilidad de aprox. 82%

Se observa que un ajuste del arranque del EACIV en λS = 0.82 λmax y Vs_min = 0.90

pu permitiría abarcar todos los casos de una manera adecuada, especialmente si

se considera que la detección del máximo IEVZ se producirá en el ciclo de

medición siguiente a la presencia del máximo.

3.3.4 DETERMINACIÓN DE ESCENARIOS OPERATIVOS Y

CONTINGENCIAS CRÍTICAS

Para el caso en estudio, los escenarios operativos corresponden a los

actualmente existentes en el SNI, es decir que se considera que el sistema se

encuentra operando conforme a lo expresado en los flujos de carga del Anexo D,

y que será sometido a las contingencias expuestas en 3.2.2. e indicadas en la

tabla 3.7.

- 130 -

CONDICIÓN

CASO

BASE No.

UNIDADES DE

HIDRONACIÓN DESPACHADAS

No.

CONTINGENCIA CRÍTICA

ALTA

HIDROLOGÍA

1 3 Salida de 1 banco capacitores

2 2 Salida de 1 circuito Quevedo – Daule Peripa

BAJA

HIDROLOGÍA



Tabla 3. 7 Escenarios operativos y contingencias críticas

3.3.5 ESQUEMA DE DESCONEXIÓN DE CARGA

Para la definición del esquema de desconexión de carga se desarrollan

simulaciones dinámicas de cada uno de los escenarios planteados en la tabla 3.7.

En las figuras 3.8 y 3.9 se indican los resultados de la simulación dinámica de los

escenarios planteados en alta y baja hidrología, respectivamente.

30.0020.0010.000.00 [s]

1.0200

0.9860

0.9520

0.9180

0.8840

0.8500

POR\Potoviejo 69: PRT_69POR\Portoviejo 138: PRT_138

CASO 1: V vs t - CONTINGENCIA

ARRANQUE VOLTAJE

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.891 p.u.

0.938 p.u.

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

30.0020.0010.000.00 [s]

1.0200

0.9860

0.9520

0.9180

0.8840

0.8500


CASO 2: V vs t - BASE

ARRANQUE VOLTAJE

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.897 p.u.

0.938 p.u.

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

30.0020.0010.000.00 [s]

1.0200

0.9860

0.9520

0.9180

0.8840

0.8500



ARRANQUE VOLTAJE

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.896 p.u.

0.948 p.u.

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

30.00022.00014.0005.9998-2.0001-10.000 [s]

1.0200

0.9860

0.9520

0.9180

0.8840

0.8500



ARRANQUE VOLTAJE

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.900 p.u.

0.944 p.u.

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

DIg

SILE

NT

Figura 3. 8 Simulación dinámica - Alta Hidrología: Casos 1 y 2

- 131 -

30.0020.0010.000.00 [s]

1.0200

0.9860

0.9520

0.9180

0.8840

0.8500



ARRANQUE VOLTAJE

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.901 p.u.

0.931 p.u.

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

30.0020.0010.000.00 [s]

1.0200

0.9860

0.9520

0.9180

0.8840

0.8500



ARRANQUE VOLTAJE

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.903 p.u.

0.944 p.u.

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

30.0020.0010.000.00 [s]

1.0200

0.9860

0.9520

0.9180

0.8840

0.8500



ARRANQUE VOLTAJE

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.906 p.u.

0.941 p.u.

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

30.0020.0010.000.00 [s]

1.0200

0.9860

0.9520

0.9180

0.8840

0.8500



ARRANQUE VOLTAJE

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.900 p.u.

0.937 p.u.

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

DIg

SILE

NT

Figura 3. 9 Simulación dinámica - Baja Hidrología: Casos 3 y 4

De las curvas PV dinámicas, se confirma que en todos los casos que el voltaje en

la barra de 138 kV se encuentra más cerca del límite mínimo que el de la barra de

69 kV, por lo que el criterio de establecer la actuación del EACIV cuando el voltaje

de la barra de 138 kV llegue a este valor resulta adecuado. Es posible establecer

de manera tentativa los porcentajes de carga a desconectarse, así como un

segundo paso de desconexión de carga en un voltaje inferior y con un porcentaje

de carga superior, sin embargo, la definición final del porcentaje de carga a

desconectarse dependerá de las condiciones de distribución de carga en la

subestación Portoviejo. El esquema inicial se indica en la tabla 3.8.

λs = % λmax tretardo y bloqueo (s) Paso Vs_69

(pu) Carga

desconectada (%)

80 3 1 0.95 5

2 0.93 10 Tabla 3. 8 EACIV preliminar

- 132 -

Como se había mencionado, la cantidad de carga a desconectarse dependerá de

las condiciones de distribución de carga de las salidas de la subestación

Portoviejo, la tabla 3.9 muestra los valores de carga y su peso, dentro de la carga

total de la S/E Portoviejo, de cada uno de sus alimentadores en función de cada

caso analizado.

CASO BASE

No.

CARGA S/E PORTOVIEJO

ALIMENTADORES

PORTOVIEJO 1 PORTOVIEJO 2 PORTOVIEJO 3 JIPIJAPA

Pt (MW) P (MW) % Pt P (MW) % Pt P (MW) % Pt P (MW) % Pt

1 131.8 40.1 30.4 34.6 26.3 34.6 26.3 22.5 17.0

2 121.5 39.8 32.8 31.9 26.3 31.9 26.3 17.9 14.6

3 127.2 42.4 33.3 31.8 25.0 31.8 25.0 21.2 16.7

4 107.0 37.4 35.0 27.2 25.4 27.2 25.4 15.2 14.2

Tabla 3. 9 Potencia por cada alimentador en la S/E Portoviejo

Se observa que los porcentajes de carga posibles de desconectarse resultan

superiores a los definidos de manera preliminar, por lo que se tendrían dos

posibles alternativas:

- Definir el esquema de desconexión de carga con un solo paso de

desconexión y con un voltaje menor. El paso de desconexión es del orden

del mínimo porcentaje de carga posible de desconectarse en la S/E

Portoviejo, el mismo que corresponde al alimentador Jipijapa con

aproximadamente el 15% de la carga total de la S/E.

- Establecer comunicación a nivel de teleprotección entre la S/E Portoviejo

con S/E’s de subtransmisión de la regional, de tal manera de cumplir los

porcentajes de desconexión de carga previstos.

Debido a que la segunda alternativa reproducirá resultados adecuados, similares

a los desarrollados en 2.3.4 con el modelo IEEE de 14 barras, y a que

actualmente no existe esquemas de comunicación entre la S/E Portoviejo y las

S/E’s de la regional, a continuación se desarrolla la validación del EACIV

considerando como carga posible de desconectarse al alimentador Jipijapa, bajo

el esquema planteado en la tabla 3.10.

- 133 -

λs = % λmax tretardo y bloqueo (s) Paso Vs_69

(pu) Carga

desconectada (%)

80 3 1 0.94 15

Tabla 3. 10 EACIV planteado

3.4 PARAMETRIZACIÓN DEL EAICV

3.4.1 AJUSTES MONITOREO IEVZ

Considerando los niveles de voltaje establecidos para la desconexión de carga en

3.3.5, se procede con la parametrización del módulo de monitoreo del IEVZ, se

recuerda que para la determinación del exponente de impedancia “n” se requiere

definir una banda de cargabilidad la misma que se establece entre ±2%, se

considera este rango a fin de observar las variables necesarias en dos intervalos

estables dentro de la simulación dinámica, alrededor del valor de ajuste planteado

λs = 82% λmax.

Aplicando la metodología para el ajuste del módulo “MONITOREO IEVZ” indicado

en 2.2.3.2.1, se determina el exponente de carga “n”, los resultados se detallan en

la figura 3.10 y se indican en la tabla 3.11.

45.70045.00044.30043.60042.90042.200

1.0000

0.9820

0.9640

0.9460

0.9280

0.9100

0.70

0.66

0.62

0.58

0.54

0.50

Eje x: PORTOVIEJO 1: lod P1: P en MWRELE_EACIV\Calculo IEV: V

RELE_EACIV\Calculo IEV: Z21

Detalle de Curva PV - Caso Base

Ls_m

ax =

0.8

4 Lm

ax

Ls = 0.82 Lmax

Ls_m

in =

0.8

0 Lm

ax

16.663 s44.940 MW 0.960

16.683 s44.949 MW 0.593

10.800 s42.653 MW 0.984

8.666 s42.655 MW 0.653

DIg

SILE

NT

Figura 3. 10 Detalle de Banda de Cargabilidad

- 134 -

Paso Casos λSmin = 0.80 λmax λSmax = 0.84 λmax

−

−=

minmax

minmax

ZlnZlnVlnVln

.8n Vmax Zmax Vmin Zmin

1 Caso Base: λmax = 1.33 0.984 0.653 0.960 0.593 2.050 Tabla 3. 11 Cálculo del exponente de impedancia "n"

3.4.2 AJUSTES MONITOREO VOLTAJE

Aplicando la metodología para el ajuste del módulo “MONITOREO VOLTAJE”

indicado en 2.2.3.2.2, y considerando el ajuste del exponente de carga n = 2.050,

se determinan las curvas P e IEVZ vs V, para los casos planteados, los resultados

se indican en las figuras 3.11 y 3.12.

30.0020.0010.000.00 [s]

1.0200

0.9860

0.9520

0.9180

0.8840

0.8500

2.10

2.00

1.90

1.80

1.70

1.60

POR\Potoviejo 69: PRT_69 RELE_EACIV\Calculo IEV: IEVZPOR\Portoviejo 138: PRT_138


ARRANQUE VOLTAJE = Max IEVZ

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.891 p.u.

0.938 p.u.

1.798

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

30.0020.0010.000.00 [s]

1.0200

0.9860

0.9520

0.9180

0.8840

0.8500

1.65

1.62

1.59

1.56

1.53

1.50

1.47



ARRANQUE VOLT

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.896 p.u.

0.938 p.u.

1.611

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

Max IEVZ

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.907 p.u.

0.950 p.u.

1.622

0.900 p.u.

30.0020.0010.000.00 [s]

1.0200

0.9860

0.9520

0.9180

0.8840

0.8500

2.13

2.10

2.07

2.04

2.01

1.98

1.95



ARRANQUE VOLTAJE

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.886 p.u.

0.936 p.u.

2.065

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

Max IEVZ

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.916 p.u.

0.972 p.u.

2.105

0.900 p.u.

30.00022.00014.0005.9998-2.0001-10.000 [s]

1.0200

0.9860

0.9520

0.9180

0.8840

0.8500

1.65

1.60

1.55

1.50

1.45

1.40

1.35



ARRANQUE VOLT

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.890 p.u.

0.931 p.u.

1.528

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

Max IEVZ

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.912 p.u.

0.957 p.u.

1.561

0.900 p.u.

DIg

SILE

NT

Figura 3. 11 Curva P e IEVZ vs V – Alta Hidrología: Casos 1 y 2

Banda de Cargabilidad ∆λ= ±2%

- 135 -

30.0020.0010.000.00 [s]

1.0200

0.9860

0.9520

0.9180

0.8840

0.8500

1.90

1.80

1.70

1.60

1.50



ARRANQUE VOLT = Max IEVZ

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.901 p.u.

0.931 p.u.

1.621 0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

30.0020.0010.000.00 [s]

1.0200

0.9860

0.9520

0.9180

0.8840

0.8500

1.40

1.38

1.36

1.34

1.32

1.30



ARRANQUE VOLTAJE

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.892 p.u.

0.932 p.u.

1.358

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

Max IEVZ

0.970 p.u.

0.930 p.u. 0.924 p.u.

0.969 p.u.

1.382

0.900 p.u.

30.0020.0010.000.00 [s]

1.0200

0.9860

0.9520

0.9180

0.8840

0.8500

1.925

1.900

1.875

1.850

1.825

1.800



ARRANQUE VOLT

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.896 p.u.

0.929 p.u. 1.867

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

Max IEVZ

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.916 p.u.

0.952 p.u.

1.889

0.900 p.u.

30.0020.0010.000.00 [s]

1.0200

0.9860

0.9520

0.9180

0.8840

0.8500

1.18

1.16

1.14

1.12

1.10

1.08



ARRANQUE VOLT = Max IEVZ

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.900 p.u.

0.937 p.u.

1.139

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

DIg

SILE

NT

Figura 3. 12 Curva P e IEVZ vs V – Baja Hidrología: Casos 3 y 4

Se observa que para los cuatro casos el EACIV efectivamente arrancará cuando

se cumplan las dos condiciones del esquema inicialmente planteado, por lo que

los ajustes propuestos resultan adecuados para este sistema.

3.4.3 AJUSTES BLOQUEO CORTOCIRCUITOS

Aplicando la metodología para el ajuste del módulo “BLOQUEO

CORTOCIRCUITOS” indicado en 2.2.3.2.3, se determinan los respectivos

cortocircuitos: trifásicos, bifásicos y monofásicos, los resultados se indican en la

tabla 3.12.

Cortocircuito Resistencia de falla

(Ω)

Voltaje (pu)

V1 V2 V0

Trifásico 10 0.768 0 0

Bifásico 30 0.965 0.262 0

Monofásico 30 1.063 0.101 0.089

Tabla 3. 12 Resultados de Cortocircuitos

Con estos valores se establecen los siguientes valores de ajuste: V1max = 0.80

pu y V2min = 0.05 pu.

- 136 -

3.5 VALIDACIÓN DEL EAICV

En las figuras 3.13, 3.14, 3.15, 3.16, 3.17, 3.18, 3.19 y 3.20 se indican las

simulaciones dinámicas que consideran la actuación del relé que desarrolla el

EACIV. Estas simulaciones contemplan los cuatro casos base y sus contingencias

indicados en la tabla 3.7 en 3.3.4.

Para estos casos se simulan incrementos progresivos de carga hasta producir la

operación del EACIV con una desconexión de carga del alimentador Jipijapa del

orden del 15%. En los casos 1, 3 y 4 la contingencia considerada es la salida de

un banco de capacitores, la misma que es simulada al tiempo t = 1 segundo. Para

el caso 2 la contingencia corresponde a la salida de un circuito Quevedo – Daule

Peripa 138 kV el cual se simula en un tiempo t = - 8 segundos con la finalidad de

superar el transitorio de la salida de la línea y simular los incrementos progresivos

de carga desde un punto de operación estable.

30.00524.00418.00312.0026.0011-0.0000 [s]

1.08

1.04

1.00

0.96

0.92

0.88

0.84

1.25

1.00

0.75

0.50

0.25

0.00

-0.25


EACIV_SHEDDING: SENAL DISPARO in pu

RELE_EACIV\Calculo IEV: IEVZ in p.u.

CASO 1: VOLTAJE, IEVZ y SENAL DE DISPARO vs t - BASE

Max IEVZ

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.000 pu

0.916 p.u.

0.972 p.u.

1.052 p.u.

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

V_138 = 0.916 p.u.

V_69 = 0.971 p.u.

DESCONEXION DE CARGAALIMENTADOR JIPIJAPAV_69 = 0.935 p.u.


DIg

SILE

NT

Figura 3. 13 Actuación del primer paso del EACIV - Caso 1 – Caso Base

- 137 -

30.00624.00518.00412.0036.0013-0.0000 [s]

1.05

1.00

0.95

0.90

0.85

0.80

0.75

1.25

1.00

0.75

0.50

0.25

0.00

-0.25




CASO 1: VOLTAJE, IEVZ y SENAL DE DISPARO vs t - CONTINGENCIA

V_138 = 0.917 p.u.

V_69 = 0.969 p.u.

Max IEVZ

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.000 pu

0.899 p.u. 0.901 p.u.

0.950 p.u.

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu



DIg

SILE

NT

Figura 3. 14 Actuación del primer paso del EACIV - Caso 1 – Contingencia

Se observa que la respuesta del sistema es adecuada con el porcentaje de

desconexión de carga previsto, recuperando el nivel de voltaje tanto en 138 kV

como en 69 kV.

30.00624.00418.00312.0026.00110.0000 [s]

1.00

0.90

0.80

0.70

1.25

1.00

0.75

0.50

0.25

0.00

-0.25





Max IEVZ

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.000 pu

0.810 p.u.

0.907 p.u.

0.951 p.u.

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu

V_138 = 0.965 p.u.

V_138 = 0.919 p.u.



DIg

SILE

NT


- 138 -

30.00422.00414.0036.0018-1.9991-10.000 [s]

1.10

1.00

0.90

0.80

0.70

0.60

1.25

1.00

0.75

0.50

0.25

0.00

-0.25





Max IEVZ

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.000 pu

0.777 p.u.

0.911 p.u.

0.957 p.u.

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu



V_69 = 0.958 p.u.

V_69 = 0.913 p.u.

DIgS

ILEN

T


Se observa que se recupera el nivel de voltaje tanto en 138 kV como en 69 kV,

este último se estabiliza en un valor cercano al límite mínimo establecido para

este nivel de voltaje, sin embargo una posterior regulación de LTC podría regresar

al voltaje a su banda de operación normal.

- 139 -

30.0020.0010.000.00 [s]

1.02

0.99

0.96

0.93

0.90

0.87

0.84

1.25

1.00

0.75

0.50

0.25

0.00

-0.25





Max IEVZ

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.000 pu

0.916 p.u.

0.946 p.u.

0.952 p.u.

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu



V_69 = 0.962 p.u.

V_69 = 0.925 p.u.

DIg

SIL

EN

T


29.99923.99918.00012.0005.9998-0.0000 [s]

1.10

1.00

0.90

0.80

0.70

1.25

1.00

0.75

0.50

0.25

0.00

-0.25





Max IEVZ

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.000 pu

0.811 p.u.

0.902 p.u.

0.931 p.u.

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu



V_69 = 0.951 p.u.

V_138 = 0.918 p.u.

DIgS

ILEN

T


- 140 -

29.99823.99717.99511.9935.9917-0.0100 [s]

1.04

1.00

0.96

0.92

0.88

0.84

0.80

1.25

1.00

0.75

0.50

0.25

0.00

-0.25





Max IEVZ

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.000 pu

0.898 p.u.

0.915 p.u.

0.958 p.u.

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu



V_138 = 0.917 p.u.

V_69 = 0.959 p.u.

DIg

SILE

NT


30.00023.99817.99611.9945.9921-0.0100 [s]

1.10

1.00

0.90

0.80

0.70

0.60

1.25

1.00

0.75

0.50

0.25

0.00

-0.25





Max IEVZ

0.970 p.u.

0.930 p.u.

0.000 pu

0.751 p.u.

0.897 p.u.

0.933 p.u.

0.900 p.u.

Vn_min_69 = 0.97 pu

Vn_min_138 = 0.93 pu

Vo_min = 0.90 pu



V_69 = 0.945 p.u.

V_138 = 0.908 p.u.

DIg

SILE

NT


- 141 -

Se observa que el caso 3 y 4 al igual que el caso, el nivel de voltaje tanto en 138

kV como en 69 kV se recupera, con este último en un valor cercano al límite

mínimo establecido para este nivel de voltaje. Una posterior regulación de LTC

podría regresar al voltaje a su banda de operación normal, considerando que el

voltaje en 138 kV permite realizar regulación al estar sobre su valor mínimo.

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