Panel 1: Oportunidades y fortalezas – desventajas y

debilidades; perspectivas de desarrollo

Criterios de seguridad N-1

Prof. Dr. Rodrigo Palma Behnke

Dr. (C) Marcelo Cortés

Centro de Energía

Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile

Departamento de Ingeniería Eléctrica

30 de noviembre, 2010

noviembre de

2010

Contribuir con un análisis de la discusión actual

sobre el criterio de seguridad N-1 y

sus eventuales implicancias en una

interconexión SIC-SING

OBJETIVO

noviembre de

2010

3

ﾰCriterio N-1

Interonexión SIC-SING

Conclusiones

Contenido

Criterio N-1 Marco conceptual

Confiabilidad: Seguridad + Suficiencia

Suficiencia: capacidad para abastecer la demanda eléctrica y

energética tomando en cuenta salidas programadas y plausibles

de elementos del sistema.

Seguridad: habilidad para soportar contingencias tales como

cortocircuitos y pérdida de elementos del sistema.

Seguridad de suministro == Suficiencia

Ref: The National Electricity Reliability Council oversees and co-

ordinates reliability and security for the entire United States.

Criterio N-1 Definición

• N-1 es un caso particular del criterio N-k desarrollado en la

década del 40.

Establece que el sistema eléctrico es capaz de soportar la

salida simultánea de k elementos de generación, red y/o

demanda, sin violar los límites operacionales ni tampoco

dejar de abastecer la demanda.

Enfoques Básicos

Estándar de diseño

Enfoque determinístico

Compromisos de LP

Estándar operacional

Enfoque probabilístico

Análisis costo -

beneficio

Probabilidad de ocurrencia conocida?

Costo de falla conocido?Efectos cuantificables ?

NO SI

Criterio N-1 N-k en la práctica

¿Cómo se trata un estándar en transmisión?

Categoría Contingencias Impacto en el sistema

Perturbaciones y elementos en contingencia

Sistema estable y variables en

rango

Pérdida de carga o de

transferencias

Desconexio-nes en

cascada

N Todas las instalaciones en servicio.

SI NO NO

N-1 - CC 1Ф, CC3Ф, con despeje: generador, circuito de LT, transformador.

SI NO con posibilidad de

ajustes programados

NO

N-1* - CC 1Ф, CC3Ф, con despeje: generador, circuito de LT, transformador.

SI Planificada / controlada

NO

N-2 Fallas con despejes retardados, 2 fallas consecutivas con despeje de elementos.

SI Planificada / controlada

NO

N-k Eventos de severidad extrema NO SI Controlada

País / Sistema Criterio de expansión utilizado

Determinístico Probabilístico

Alemania N-1 con N-2 en contingencias específicas

Francia N-1 SI

Holanda N-1 con N-2 en escenarios específicos Planificada / controlada

Brasil N-1 Se incorpora planificación probabilística

Japón N-1 red principal N-2 Tokyo Sólo para análisis de desprendimientos

Canadá N-2 en red principal y grandes ciudades Se incorpora paulatinamente

EEUU N-1 en general, N-2 excepcionalmente

Escocia N-1 red principal N-2 Interc. N-2, 3horas En adopción

Reino Unido N-2 en red principal y centros de carga Se incorpora paulatinamente

India N-1 para red principal 500 kV

Malasia N-1 en general, N-2 excepcionalmente

Israel N-1 red principal, N-2 ciudades escenar.

Australia, NECA N-1

Italia N-2

Nueva Zelanda N-1

Chile N, N-1* Costo esperado de falla de corto plazo

Ref: Main Transmission System Planning Guideline, Transpower, 2005Annexe 1 to report of working group on specification and negotiation of network services, NECA

Criterio N-1 N-k en la práctica

Araneda, J.C., “Presentation: Advanced Grid Reliability Standards”, SQSS International Workshop, London, 2009.

Criterio N-1 Situación actual en Chile

Criterio N-1¿Cómo se internaliza proceso de planificación?

Panel de Expertos resuelve en 30 d

Estudio ETT cada cuatro años

Revisión anual del ETT por parte del

CDEC

Proceso de licitación

Criterio N-1 ?

Esquema aplicado en Chile

Criterio N-1 Cómo se internaliza en proceso de planificación

Estudio ETT cada cuatro años

Criterio N-1 Elementos constituyentes

Estándar de diseñoLímites de operación

producto de análisis de seguridad.

Modelos de coordinación hidrotérmica:

OSE, PLP, SDDP

Probabilidad de ocurrencia !!

Costo de falla !!

Estándar operacional

probabilidad de ocurrencia

Estándar operacionalRefleja sobrecostos

esperados por contingencias de baja

probabilidad de ocurrencia

Espacio de discusión

Criterio N-1 Elementos constituyentes

Ambigüedad en las definiciones

• N-1 considera torre doble circuito o circuito simple?

• ¿Se considera falla en barra?

• ¿Sólo demandas críticas dentro de las contingencias?

• ¿Se permite considerar EDAC / EDAG en planificación?

• ¿Salida de transformadores?

• ¿Salidas de operación de elementos de compensación?

Establece que el sistema eléctrico es capaz de Establece que el sistema eléctrico es capaz de soportar la salida simultánea de k elementos de

generación, red y/o demanda, sin violar los límitesoperacionales ni tampoco dejar de abastecer la

demanda.

Criterio N-1 Una mirada por segmento

N-1*

Estándar de diseño /

operacional

Estándar operacional

reflejado en la tarifa

Niveles deseables o definidos por la sociedad.

Estándar de diseñoénfasis medio

Estándar operacionalénfasis medio

Confiabilidad

Suficiencia Seguridad

Reglamentos, normas, bases.

Estándar de diseñoénfasis bajo

Estándar operacionalénfasis alto

Estándar de diseñoénfasis alto

Estándar operacionalénfasis bajo

A1

A2

A3

Criterio N-1 Aplicación en sistemas reales

noviembre de

2010

15

ﾰCriterio N-1

Interonexión SIC-SING

Conclusiones

Contenido

Interconexión SIC-SING Marco conceptual

Confiabilidad: Seguridad + Suficiencia

Suficiencia: capacidad para abastecer la demanda eléctrica y

energética tomando en cuenta salidas programadas y plausibles

de elementos del sistema seguridad de suministro

aumento de suficiencia conjunta en la medida que enlace

permita intercambios.

Seguridad: habilidad para soportar contingencias tales como

cortocircuitos y pérdida de elementos del sistema no es

evidente ya que depende de criterios de diseño, operación y

respuesta del sistema frente a fallas (contingencias).

Interconexión SIC-SING Marco conceptual

Suficiencia: capacidad para abastecer la demanda eléctrica y

energética tomando en cuenta salidas programadas y plausibles

de elementos del sistema seguridad de suministro

aumento de suficiencia conjunta en la medida que enlace

permita intercambios.

SING SIC

Reserva conjunta = 46,7 %

Reserva = 48,4% Reserva = 46,1%

• Reserva conjunta mayor a SIC con alto componente térmico

posibilidad de optimización.

• Alternativas de fuentes y recursos energéticos.

• Restricción de transmisión crítica para efectividad de proyecto.

Mejillones-Cardones

Mejillones-Polpaico

Interconexión SIC-SING Marco conceptual

Seguridad: habilidad para soportar contingencias tales como

cortocircuitos y pérdida de elementos del sistema no es

evidente ya que depende de criterios de diseño, operación y

respuesta del sistema frente a fallas (contingencias).

SING SIC

• Posibilidad de respaldo SIC-SING reserva enlace.

• Fallas pueden provocar efecto en cascada (terremoto).

• Respuesta dinámica depende de solución (AC,DC,capacidad)

• Diseño y operación inadecuados provocarán problemas de

seguridad.

Mejillones-Cardones

Mejillones-Polpaico

Interconexión SIC-SING Marco conceptual

Seguridad: habilidad para soportar contingencias tales como

cortocircuitos y pérdida de elementos del sistema no es

evidente ya que depende de criterios de diseño, operación y

respuesta del sistema frente a fallas (contingencias).

SING SIC

• Búsqueda de aporte máximo en suficiencia puede vulnerar

seguridad criterios de diseño y operación a definir

efecto sobre ev. económica del proyecto.

noviembre de

2010

20

ﾰCriterio N-1

Interonexión SIC-SING

Conclusiones

Contenido

Conclusiones

- Parecen claros los beneficios en la suficiencia que

promueve interconexión.

- Respecto de la seguridad, se incorpora un elemento

propenso a fallas y que dependiendo de los criterios de

diseño y operación pueden impactar la seguridad del

sistema.

- Discusión actual respecto de la definición del criterio N-1

(determinístico / probabilístico) debe extenderse a las

interconexiones.

- Fomento de esquemas EDAC como sustituto de inversión

puede provocar un detrimento de la seguridad SSCC

Confiabilidad: Seguridad + Suficiencia

Estándar de diseñoLímites de operación

producto de análisis de seguridad.

Modelos de coordinación hidrotérmica:

OSE, PLP, SDDP

Estándar operacionalRefleja sobrecostos

esperados por contingencias de baja

probabilidad de ocurrencia

Espacio de discusión

Conclusiones

Probabilidad de ocurrencia conocida?

Costo de falla conocido?Efectos cuantificables ?

NO SI

Panel 1: Oportunidades y fortalezas – desventajas y

debilidades; perspectivas de desarrollo

Criterios de seguridad N-1

Prof. Dr. Rodrigo Palma Behnke

Dr. (C) Marcelo Cortés

Centro de Energía

Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile

Departamento de Ingeniería Eléctrica

30 de noviembre, 2010