INTERCONEXION ELECTRICA GUATEMALA – MEXICO · PDF fileEmpresa de Transporte y Control de Energía Eléctrica del INDE INTERCONEXION ELECTRICA GUATEMALA – MEXICO 400 KV . MARZO

Empresa de Transporte y Control de Energía Eléctrica del INDE

INTERCONEXION ELECTRICA GUATEMALA – MEXICO 400 KV

MARZO 2013

División de Control, ETCEE

INDICE

• Componentes del proyecto • Costo del proyecto • Periodo de Prueba e inicio de Operación Comercial • Transacciones • Esquemas de Control • Eventos • Áreas de Oportunidad


LINEA DE TRANSMISION

• Nivel de tensión: 400 KV • Longitud: 71.15 km Guatemala, 30 km México. • Configuración: Circuito simple con 2 conductores por fase ACSR/AS 1113,

vertical. • Estructuras: Auto soportadas de acero galvanizado tipo celosía, preparadas

para la instalación de un segundo circuito. • Cable de guarda: Fibra óptica de 36 fibras. • Aislamiento: Vidrio templado • Cimentaciones: Concreto reforzado • Derecho de servidumbre de paso: 40 metros de ancho


TRAZO GEO-REFERENCIADO DE LINEA EN TERRITORIO DE GUATEMALA


ESTRUCTURA DE ACERO GALVANIZADO


SUBESTACION • Banco de Transformación:

• Nivel de Tensión: 400/230 KV • Capacidad Inicial: 225 MVA, • Arreglo: Tres autotransformadores monofásicos 75 MVA cada uno, mas uno de reserva. • Tipo de Conexión: YNynD1

• Topología de Subestación: • Configuración: Barra Principal + Barra de Transferencia 400 kV • Tecnología de Aislamiento: Encapsulada en SF6 • Distribución: 2 bahías de línea, 1 bahía de transformador, y una bahía de transferencia.

• Compensación Reactiva: • Arreglo: Banco de reactores monofásicos de línea

• Tecnología de Aislamiento: Aceite

• Capacidad: 50 Mvar


SUBESTACION • Sincronización:

• Frecuencia: ± 0.05Hz, frecuencia MX mayor a GUA • Diferencial de Voltaje: menor a 12 kV • Diferencia Angular: menor a 10 grados, fasor MX delante de GUA

• Protección: • Protección Línea: Distancia, Sobre corriente y Comparación Direccional. Se migrara la protección

principal a diferencial de línea y se instalaran localizadores de falla. • Protección Transformador: Diferencial, Sobre corriente de fase y neutro, Protecciones propias. • Barras: Diferencial, Falla de Interruptor

• Control: • Supervisión en tiempo real y Maniobras: Vía remota desde SCADA del centro de control de

ETCEE ubicado en la subestación Guatemala Sur.

• Monitoreo vía PMU: Información transferida a concentrador de datos en Guatemala Sur, para análisis de eventos. No tiene habilitados controles.


VISTA FRONTAL SUBESTACION LOS BRILLANTES


VISTA POSTERIOR SUBESTACION LOS BRILLANTES


GIS


REACTORES DE LINEA


SUBESTACION TAPACHULA POTENCIA


PLATAFORMA MODIFICADA


APUNTALAMIENTO DE PUENTES


ACCIDENTE VIAL, DAÑO DE EQUIPO


COSTO DEL PROYECTO

País Fondos US M$ US M$ Guatemala Préstamo BID 37.3

43.3 Propios INDE 5.8

México Propios CFE 12.5 12.5 Costo Total 55.8


PERIODO DE PRUEBA E INICIO OPERACIÓN COMERCIAL

Fecha Estado 21/04/2009 CNEE autoriza interconexión mediante resolución CNEE-69-2009

18/07/2009 Inicio pruebas con 0 MW (Solo México y Guatemala)

21/10/2009 Inicio pruebas con 30 MW de importación (Solo México y Guatemala)



30/10/2009 Inicio pruebas con 120MW de importación (Solo México y Guatemala)

26/11/2009 Interconectados desde México a Panamá

26/02/2010 Reinicio de pruebas hasta con 120MW (México a Panamá)

10/10/2010 Inicio Operación Comercial

ENERGIA Y POTENCIA IMPORTADA ANUAL

Energía Potencia Año MWh GWh MW 2009 19,312.11 19.31 0.0 2010 347,425.04 347.43 120.0 2011 490,548.00 490.55 120.0 2012 185,960.00 185.96 120.0 Total 1,043,245.15 1,043.25 120.0

Total sin P. Pruebas 807,743.00 807.74 120.0


El costo de la interconexión Guatemala – México es el reflejo de los costos variables del área sureste de México, y para que se establezca una importación este debe ser mas bajo que el costo variable marginal (precio spot) del mercado mayorista de electricidad de Guatemala. La importación de energía desde México ha permitido al INDE beneficiar a gran parte de la población por medio de su aportación a la Tarifa Social (USD 137.07/MWh)

ESQUEMAS REMEDIALES No. Esquema Monitoreo Accionamiento Objetivo

ECS-001

Sobrecarga banco de transformación 400/230 kV 225 MVA Los Brillantes.

Este esquema monitorea la magnitud y dirección de la corriente de carga en el banco 400/230 kV de Los Brillantes.

Si el flujo de potencia va de 400 a 230 kV superando los 621 A secundarios (110% del nominal) inicia una secuencia de disparo de circuitos 13.8 kV y líneas 69 kV en La Esperanza, Guatemala Sur, Guatemala Norte, Guatemala Este y Los Brillantes. Esta secuencia continua ejecutándose mientras dure la sobrecarga.

Evitar el disparo por sobrecarga del banco de transformación de Los Brillantes (Interconexión con México) ante desbalances energéticos provocados por el disparo de generación en el área de control de Guatemala.

ECS-002

Apertura de interruptores en líneas Brillantes - Siquinalá o Siquinalá - Escuintla 230 kV

Este esquema monitorea el estado (abierto - cerrado) de los interruptores de las líneas Brillantes - Siquinalá y Siquinalá - Escuintla. (No aplica para el interruptor de transferencia en Los Brillantes)

Al momento de registrar la apertura de uno de los interruptores monitoreados, el esquema envía de forma instantánea orden de disparo a los interruptores 69 kV Los Brillantes - La Cruz y la Esperanza - Alaska.

Seccionar la red en dos islas eléctricas, para evitar oscilaciones de potencia y voltaje, así como la posible sobrecarga de la red 69 kV del área occidental.

ECS-004

Fallas con perdida de generación en Centroamérica

Este esquema monitorea la dirección y magnitud del flujo de potencia en la línea Moyuta - Ahuachapán

Disparo del interruptor hacia Ahuachapán en Moyuta si el flujo con dirección sur llega a 175MW por mas de 0.0119 segundos (modificado a 297MW por .3 segundos)

Evitar el disparo del banco de transformación (Interconexión con México) ante disparo de generación en Centroamérica

ECS-005

Perdida de Generación en México

Este esquema monitorea la dirección y magnitud del flujo de potencia en la línea Los Brillantes - Tapachula Potencia

Dispara la línea 400 kV Tapachula - México si el flujo de potencia es hacia el Norte con una magnitud mayor a los 135 MW por 0.5 segundos y con una frecuencia menor a 59.85 Hz.

Evitar que México arrastre a Centroamérica ante perdidas mayores de generación en México

ECS-006

Exceso de Generación o Perdida de Carga en México

Este esquema monitorea la dirección y magnitud del flujo de potencia en la línea Los Brillantes - Tapachula Potencia

Dispara la línea 400 kV Tapachula - México si el flujo de potencia es hacia el Sur con una magnitud mayor a los 260 MW por 0.067 segundos y con una frecuencia mayor a 60.299 Hz.

Evitar que México afecte a Centroamérica ante perdidas mayores de carga.


VENTAJAS

• Ventajas de la operación interconectada:

– Voltaje: Mejora el perfil de voltaje en la red, especialmente en el sistema occidental.

– Frecuencia: Mejora la regulación en el SNI y el SER, especialmente en condiciones de emergencia.

– Continuidad del Servicio: Hay menor afectación debido a contar con una mayor capacidad de regulación ante desbalances energéticos.

– Restablecimiento: Alternativa adicional para iniciar procesos de restablecimiento ante posibles disparos generales.

REGULACION DE VOLTAJE

• La regulación de voltaje en la red de 230 kV del Sistema Occidental mejoro considerablemente, especialmente en condiciones de demanda máxima, tal y como se puede apreciar al comparar las curvas de voltaje diario sin y con la interconexión Guatemala – México en servicio.

Sin Interconexión

Con Interconexión

DIVISION DE CONTROL

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CONTINUIDAD DEL SERVICIO EN AREA OCCIDENTAL

• El área occidental de Guatemala es el punto de interconexión con México y esta conectada al sistema central por tres alimentadores dos de 69 kV (verde) y uno de 230 kV (azul).

• Al fallar el alimentador de 230 kV el nivel de voltaje se reduce tanto que ha sido necesario implementar controles discretos suplementarios de tiro automático de carga ante bajo voltaje para evitar el colapso total de esta parte del sistema.

• Al estar conectados con México la contingencia mencionada no provocara mas el abatimiento de voltaje ya que la interconexión tiene la capacidad suficiente para suministrar la demanda del sistema occidental, por lo tanto la continuidad del servicio mejorara considerablemente.

CONTINUIDAD DEL SERVICIO EN AREA OCCIDENTAL


EVENTO No. 1, DISPARO SIMULTANEO DE CIRCUITOS GUATE NORTE – TACTIC 230 KV


Fecha y hora 22-Feb-2012, 12:59:20

Evento Disparo de doble circuito Guatemala Norte – Tactíc 230 kV

Motivo Malla de un vivero se soltó por el fuerte viento e hizo contacto con los dos circuitos.

Perdida de Generación 336MW (Chixoy 218)

Flujo por Interconexión Guatemala - México

Paso de -71.1 a -308.8 MW (Norte – Sur)

Variación de Frecuencia Se abate a 59.942 HZ

Desconexión de Carga 223MW (116.5 Automática, 107 Manual)

Actuación Esquemas ESIM001 (occidente y centro)





EVENTO No. 2, DISPARO DE LINEA ESCUINTLA 2 – SAN JOSE 230 KV


Fecha y hora 26-Ene-2012, 19:55:18

Evento Disparo de línea Escuintla 2 – San Jose 230 kV

Motivo Falla en transformador elevador Central San Jose.

Perdida de Generación 129MW de Central San Jose

Flujo por Interconexión Guatemala - México

Paso de -130 a -253 MW (Norte – Sur)

Variación de Frecuencia Entre 59.96 y 60.044 Hz

Desconexión de Carga 0.0 MW

Actuación Esquemas No





CONDICIONES OPERATIVAS DE EMERGENCIA, SIN INTERCONEXION

• El 24/05/2010 hubo una perdida de generación en una de las áreas de control de Centroamérica, esto provoco un decaimiento de la frecuencia en el Sistema Eléctrico Regional durante un periodo de 14 minutos (13:26 – 13:40), en los que se redujo considerablemente las condiciones de seguridad.

• El sistema regional no hubiese sufrido estas condiciones de haber estado la Interconexión Guatemala – México en servicio.

AREAS DE OPORTUNIDAD

• Tanto los flujos de potencia inadvertidos por operación de cargas industriales de gran tamaño en México como los flujos de potencia originados por desbalances energéticos en las diferentes áreas de control consumen por momentos la reserva de capacidad en la red, poniendo en evidencia algunos cuellos de botella, entre ellos la capacidad de la primera etapa de transformación 400/230 kV de Los Brillantes (225MVA), actualmente esta limitación es minimizada por medio de la actuación de esquemas remediales, sin embargo es muy conveniente ampliar la capacidad de transformación para un mayor aprovechamiento de la operación interconectada.

• Actualmente solo existe un alimentador de 230 kV entre el área occidental y central de Guatemala, su apertura provoca el seccionamiento de la red en dos islas. Siendo imprescindible el reforzamiento para mejorar la seguridad operativa, esto ha sido considerado dentro del Plan de Expansión de la Transmisión –PET- el cual ya esta en ejecución.

AREAS DE OPORTUNIDAD

• La interconexión Guatemala – México se esta abriendo diariamente en horas de baja demanda debido a la presencia de oscilaciones de potencia no amortiguadas, las cuales han provocado el disparo de la interconexión Guatemala – El Salvador. Estas oscilaciones tienen una frecuencia alrededor de los 0.2 Hz, por lo que evidentemente se trata de un fenómeno entre áreas. Hasta el momento se ha realizado alguna coordinación regional la cual se debe intensificar, para investigar y analizar las posibles causas e implementar las soluciones que devuelvan la estabilidad a la red interconectada, y así mantener permanentemente cerrada la interconexión para su mayor aprovechamiento.

• La visión de una red interconectada debe ser evidentemente brindar el apoyo mutuo entre áreas de control, sin embargo es importante definir limites, para que el efecto de fallas o desbalances energéticos mayores de un área no se propaguen y afecten la seguridad de otras áreas, para ello es extremadamente importante analizar la implementación de un esquema de protección de área ancha en cada una de ellas, para que cuando se presente un evento mayor se tomen de forma automática acciones remediales locales. Utilizando para ello un esquema basado en unidades de medición fasorial.

COMENTARIOS

• Definitivamente la operación interconectada de sistemas eléctricos estables y con controles bien ajustados provoca una sinergia de capacidades de regulación que mejora las condiciones operativas generales.

• Para el INDE el estar interconectado con México ha significado mejorar la calidad y continuidad del servicio eléctrico, así como un ahorro importante que ha permitido mantener el beneficio de la tarifa social a la población.

• Hasta el momento se ha comprobado que es posible importar 120MW a través de la interconexión Guatemala – México de forma segura.

• Los sistemas eléctricos son dinámicos, por lo que se debe evaluar continuamente su desempeño, así como analizar cualquier ampliación o modificación topológica, especialmente en sistemas longitudinales, afectos a problemas de inestabilidad ante pequeñas perturbaciones.

Muchas Gracias


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