NEPLAN DEMANDA

8/10/2019 NEPLAN DEMANDA

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APLICACIN DE PROYECCIN DE DEMANDA Y ESTUDIO DE LACARGABILIDAD EN EL SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA DE LA CIUDAD

DE PEREIRA

ANDRS FELIPE VILLA PANESSOJUAN MANUEL HOLGUN QUIRAMA

UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE PEREIRAFACULTAD DE TECNOLOGA

PROGRAMA DE TECNOLOGA ELCTRICAPEREIRA

2008


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APLICACIN DE PROYECCIN DE DEMANDA Y ESTUDIO DE LACARGABILIDAD EN EL SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA DE LA CIUDAD

DE PEREIRA

ANDRS FELIPE VILLA PANESSOJUAN MANUEL HOLGUN QUIRAMA

PROYECTO DE GRADOPARA OPTAR AL TTULO DE TECNLOGO EN ELECTRICIDAD

DIRECTORCARLOS ALBERTO ROS PORRAS

INGENIERO ELECTRICISTA

UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE PEREIRAFACULTAD DE TECNOLOGA

PROGRAMA DE TECNOLOGA ELCTRICAPEREIRA

2008


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Hijo mo, consgrate al estudiodesde tu juventud, y hasta cuandotengas blancos tus cabellos

progresars en la sabidura. Elcultivarla te acarrear

preocupaciones, pero pronto gozarsde sus frutos.

Sir 6,18-19

A Dios fuente de toda mi vida, a mispadres Jos Hoover y Marina por suamor, dedicacin, paciencia yejemplo en mi formacin, a mishermanos Juan Carlos, Mara delPilar y Milhton por su apoyo y nimoen los momentos difciles.

Andrs Felipe

A mis padres luz Eugenia y Elio Fabioque me ofrecieron su apoyoincondicional durante todo el caminohacia este objetivo, a mis hermanos

juliana y Fabio Alejandro quienes meacompaaron en todo momento.

Juan Manuel


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AGRADECIMIENTOS

Queremos agradecer al profesor Carlos Alberto Ros Porras por su ayuda ycolaboracin en el desarrollo de este trabajo de grado, igualmente al profesorOscar Gmez Carmona por sus aportes, sugerencias oportunas y pacienciadurante la elaboracin de este proyecto.

A los ingenieros Antonio Escobar, Fernando Valencia, Carlos Enrique Chica,Lucas Prez por su disponibilidad a la hora de facilitarnos la informacin necesariapara simular el comportamiento del sistema elctrico de potencia de la ciudad de

Pereira.

A los profesores Francisco Escobar, Daro Rodas, Pompilio Tabares y demsformadores del programa de Tecnologa Elctrica, Luzma por su paciencia yayuda, Yerlin, Pareja, ngela, Cala, Karen, Walter, las Garras y los Pechis, porcaminar con nosotros por este sendero de formacin profesional compartiendomomentos de grandes alegras y tambin de dificultades que surgen en esta etapade nuestra vida.

Y por ltimo queremos agradecer de forma muy especial a nuestras familias porsu apoyo incondicional en este proceso tan importante y definitivo de nuestra

formacin profesional.


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CONTENIDO

Pg.

RESUMEN ........................................................................................................... XIXINTRODUCCIN .................................................................................................. XXOBJETIVOS ....................................................................................................... XXIIOBJETIVO GENERAL ....................................................................................... XXII

OBJETIVOS ESPECFICOS .............................................................................. XXIISIGLAS DE USO FRECUENTE ........................................................................ XXIII1. CONCEPTOS GENERALES ........................................................................ 11.1. SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA (SEP) ............................................. 11.2. FLUJO DE CARGA.. ............. 2

1.2.1. Flujo de Carga con Perfiles de Carga ............................................. 21.3. PLANEAMIETO ............................................................................................ 21.4. DEFINICIONES BSICAS ............................................................................ 42. CARACTERIZACIN DEL SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA DE

PEREIRA ...................................................................................................... 72.1 SISTEMA ELCTRICO DE LA CIUDAD DE PEREIRA ................................ 7

2.2 BREVE HISTORIA ......................................................................................... 82.3 SISTEMA ELCTRICO DE SUBTRANSMISIN DE LA CIUDAD DEPEREIRA PARA ESTUDIOS ACADMICOS ............................................... 9

2.4 CARACTERSTICAS DE LOS ELEMENTOS DEL SISTEMA..................... 112.4.1 Generadores ..................................................................................... 112.4.2 Lneas de subtransmisin ............................................................... 112.4.3 Transformadores .............................................................................. 12

2.5 CLASIFICACIN DE CIRCUITOS ............................................................... 122.6 CLASIFICACIN DE LOS NODOS ............................................................. 153. PROYECCIN DE DEMANDA POR UNIDAD DE CONTROL DE

PRONSTICO (UCP) PEREIRA. ............................................................... 17

3.1 UNIDAD DE CONTROL DE PRONSTICO (UCP) ..................................... 173.2 METODOLOGA .......................................................................................... 184. APLICACIN DE CRYSTAL BALL EN EL PRONSTICO DE POTENCIA

ELCTRICA (2011-2020). ......................................................................... 224.1 DESCRIPCIN CRYSTAL BALL ................................................................ 224.2 COMO TRABAJA EL CB PREDICTOR? ................................................ 234.3 SIMULACIN DE LA DEMANDA DE POTENCIA ...................................... 23

4.3.1 Pasos para la utilizacin del CB Predictor. .................................... 274.4 EVALUACIN DEL RENDIMIENTO DEL CRYSTAL BALL PROFESIONAL...... 345. SIMULACIN .............................................................................................. 38


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5.1 RESTRICCIONES Y CONSIDERACIONES ................................................ 385.2 CONFIGURACIN DEL SISTEMA EN EL SIMULADOR (NEPLAN 5.2) .... 415.3 FLUJO DE CARGA CON PERFILES DE CARGA ...................................... 456. ANLISIS DE CARGABILIDAD DEL SEP DE PEREIRA .......................... 606.1 ESCENARIO DE IMPORTACIONES 1 ........................................................ 64

6.1.1 Anlisis Escenario de PIB Bajo....................................................... 646.1.2 Anlisis Escenario de PIB Medio. ................................................... 686.1.3 Escenario PIB alto. ........................................................................... 72

6.2 ESCENARIO DE IMPORTACIONES 2 ........................................................ 756.2.1 Escenario PIB bajo. .......................................................................... 756.2.2 Escenario PIB medio. ....................................................................... 79

6.2.3 Escenario PIB alto. ........................................................................... 837. CONCLUSIONES ....................................................................................... 87

BIBLIOGRAFA ..................................................................................................... 90ANEXO 1 ............................................................................................................... 92ANEXO 2 ............................................................................................................. 101ANEXO 3 ............................................................................................................. 110ANEXO 4 ............................................................................................................. 119ANEXO 5 ............................................................................................................. 128ANEXO 6 ............................................................................................................. 137


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INDICE DE TABLAS

Pg.

TABLA 1. NODOS DEL SISTEMA ......................................................................... 9TABLA 2. LNEAS DE SUBTRANSMISIN ........................................................... 9TABLA 3. GENERADORES .................................................................................. 10

TABLA 4. TRANSFORMADORES ....................................................................... 10TABLA 5. COMPENSACIONES ........................................................................... 10TABLA 6. CARACTERSTICAS DE LOS GENERADORES .............................. 11TABLA 7. CARACTERSTICAS DE LAS LNEAS ............................................... 11TABLA 8. CARACTERSTICAS TRANSFORMADORES .................................... 12TABLA 9. CIRCUITOS S/E CENTRO ................................................................... 13TABLA 10. CIRCUITOS S/E DOSQUEBRADAS ................................................. 14TABLA 11. CIRCUITOS S/E CUBA ...................................................................... 14TABLA 12. CIRCUITOS S/E LA ROSA ............................................................... 14TABLA 13. CIRCUITOS S/E PAVAS .................................................................... 15TABLA 14. CIRCUITOS S/E VENTORRILLO ....................................................... 15

TABLA 15. PIB ALTO ........................................................................................... 19TABLA 16. PIB MEDIO ......................................................................................... 20TABLA 17. PIB BAJO ........................................................................................... 20TABLA 18. NDICES DE INCREMENTO PARA PIB ALTO ................................. 24TABLA 19. NDICE DE INCREMENTO PARA PIB MEDIO .................................. 24TABLA 20. NDICE DE INCREMENTO PARA PIB BAJO .................................... 25TABLA 21. DEMANDA EN MW AO 2010 .......................................................... 26TABLA 22. PIB BAJO ........................................................................................... 31TABLA 23. PIB MEDIO ......................................................................................... 32TABLA 24. PIB ALTO ........................................................................................... 33TABLA 25. DATOS DE LA REGRESIN LINEAL ............................................... 37

TABLA 26 PORCENTAJES DE PARTICIPACN. ............................................... 39TABLA 27 ESCENARIOS DE IMPORTACIN. .................................................... 40TABLA 28 PLANTAS GENERADORAS............................................................... 40TABLA 29. PORCENTAJES DE CARGA POR S/E PIB BAJO ........................... 48TABLA 30. PORCENTAJES DE CARGA POR S/E PIB MEDIO .......................... 52TABLA 31. PORCENTAJES DE CARGA POR S/E PIB ALTO ............................ 56TABLA 32. SOBRECARGAS PIB BAJO .............................................................. 67TABLA 33. SOBRECARGAS PIB MEDIO ............................................................ 71TABLA 34. SOBRECARGA PIB ALTO ................................................................ 74TABLA 35. SOBRECARGA PIB BAJO ................................................................ 78


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TABLA 36. SOBRECARGA PIB MEDIO .............................................................. 83TABLA 37. SOBRECARGA PIB ALTO. ............................................................... 86


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INDICE DE FIGURAS

pg.

Figura 1. Sistema elctrico de potencia ............................................................... 1Figura 2. Esquema metodolgico proyeccin de potencia .............................. 18Figura 3. Proyeccin de potencia UCP .............................................................. 21Figura 4. Ventana de entrada de datos. ............................................................ 28Figura 5. Ventana de caractersticas de datos ................................................. 29

Figura 6. Ventana de galera de mtodos .......................................................... 30Figura 7. Ventana de resultados ......................................................................... 31Figura 8. Proyeccin PIB bajo ............................................................................ 32Figura 9. Proyeccin PIB medio ......................................................................... 33Figura 10. Proyeccin PIB alto ........................................................................... 34Figura 11. Proyecciones UPME-Crystal Ball 2006-2020 ................................... 36Figura 12. Ruta de acceso a Factores de Escalamiento del Sistema .............. 42Figura 13. Largo Plazo En Aos ......................................................................... 42Figura 14. Factores de Escalamiento ................................................................. 43Figura 15. Seleccin F. E. Carga ......................................................................... 44Figura 16. Seleccin F.E. Generador .................................................................. 44

Figura 17. Ruta de Acceso Parmetros Perfiles de Carga ............................... 45Figura 18. Tiempo de Simulacin ....................................................................... 46Figura 19. Opciones ............................................................................................. 46Figura 20. Archivos de Resultados .................................................................... 47Figura 21. SEP de Pereira Caso Base PIB Alto, Medio y Bajo ......................... 61Figura 22. T1-DQ .................................................................................................. 64Figura 23. T2-DQ .................................................................................................. 64Figura 24. T3-DQ .................................................................................................. 64Figura 25. T4-DQ .................................................................................................. 64Figura 26. T5-DQ .................................................................................................. 65Figura 27. T1-CE ................................................................................................... 65

Figura 28. T3-VE ................................................................................................... 65Figura 29. T1-CU .................................................................................................. 65Figura 30. T2-CU .................................................................................................. 65Figura 33. T4-VE (VHM) ....................................................................................... 66Figura 34. Prdidas PIB bajo ............................................................................... 66Figura 35. N7-CE .................................................................................................. 66Figura 36. T1-DQ .................................................................................................. 68Figura 37. T2-DQ .................................................................................................. 68Figura 38. T3-DQ .................................................................................................. 68Figura 39. T4-DQ .................................................................................................. 68


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Figura 40. T1-CE ................................................................................................... 69Figura 41. T3-VE ................................................................................................... 69Figura 42. T1-CU .................................................................................................. 69Figura 43. T2-CU .................................................................................................. 69Figura 44. T1-PA ................................................................................................... 69Figura 45. LRO-CE ............................................................................................... 69Figura 46. LRO-VE ............................................................................................... 70Figura 47. N19-PA ................................................................................................ 70Figura 48. N7-CE .................................................................................................. 70Figura 49. Prdidas PIB medio ........................................................................... 70Figura 50. T1-CE ................................................................................................... 72

Figura 51. T2-DQ .................................................................................................. 72Figura 52. T3-DQ .................................................................................................. 72Figura 53. T4-DQ .................................................................................................. 72Figura 54. T5-DQ .................................................................................................. 73Figura 55. T3-VE ................................................................................................... 73Figura 56. T1-CU .................................................................................................. 73Figura 57. T2-CU .................................................................................................. 73Figura 58. T1-PA ................................................................................................... 73Figura 59. Prdidas PIB alto................................................................................ 73Figura 60. T1-DQ .................................................................................................. 75Figura 61. T2-DQ .................................................................................................. 75

Figura 62. T3-DQ .................................................................................................. 76Figura 63. T4-DQ .................................................................................................. 76Figura 64. T5-DQ .................................................................................................. 76Figura 65. T1-CE ................................................................................................... 76Figura 66. T3-VE ................................................................................................... 76Figura 67. T1-CU .................................................................................................. 76Figura 68. T2-CU .................................................................................................. 77Figura 69. T1-PA ................................................................................................... 77Figura 70. LRO-VE ............................................................................................... 77Figura 71. Prdidas PIB bajo ............................................................................... 77Figura 72. T1-DQ .................................................................................................. 79

Figura 73. T2-DQ .................................................................................................. 79Figura 74. T3-DQ .................................................................................................. 79Figura 75. T4-DQ .................................................................................................. 79Figura 76. T1-CE ................................................................................................... 80Figura 77. T3-VE ................................................................................................... 80Figura 78. T1-CU .................................................................................................. 80Figura 79. T2-CU .................................................................................................. 80Figura 80. T1-PA ................................................................................................... 80Figura 81. LRO-VE ............................................................................................... 80Figura 82. LRO-CE ............................................................................................... 81


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Figura 83. Prdidas PIB medio ........................................................................... 81Figura 84. N19-PA ................................................................................................ 81Figura 85. N7-CE .................................................................................................. 81Figura 86. N4-DQ .................................................................................................. 81Figura 87. N10-RO ................................................................................................ 81Figura 88. T1-DQ .................................................................................................. 83Figura 89. T2-DQ .................................................................................................. 83Figura 90. T3-DQ .................................................................................................. 84Figura 91. T4-DQ .................................................................................................. 84Figura 92. T5-DQ .................................................................................................. 84Figura 93. T3-VE ................................................................................................... 84

Figura 94. T1-CU .................................................................................................. 84Figura 97. LRO-VE ............................................................................................... 85Figura 98. Prdidas PIB alto................................................................................ 85Figura 99. LCE-DQ ............................................................................................... 85ANEXO 1 ............................................................................................................... 92Figura A1.1 ........................................................................................................... 92Figura A1.2 ........................................................................................................... 92Figura A1.3 ........................................................................................................... 92Figura A1.4 ........................................................................................................... 92Figura A1.5 ........................................................................................................... 92Figura A1.6 ........................................................................................................... 92

Figura A1.7 ........................................................................................................... 93Figura A1.8 ........................................................................................................... 93Figura A1.9 ........................................................................................................... 93Figura A1.10 ......................................................................................................... 93Figura A1.11 ......................................................................................................... 93Figura A1.12 ......................................................................................................... 93Figura A1.13 ......................................................................................................... 94Figura A1.14 ......................................................................................................... 94Figura A1.15 ......................................................................................................... 94Figura A1.16 ......................................................................................................... 94Figura A1.17 ......................................................................................................... 94

Figura A1.18 ......................................................................................................... 94Figura A1.19 ......................................................................................................... 95Figura A1.20 ......................................................................................................... 95Figura A1.21 ......................................................................................................... 95Figura A1.22 ......................................................................................................... 95Figura A1.23 ......................................................................................................... 95Figura A1.24 ......................................................................................................... 95Figura A1.25 ......................................................................................................... 96Figura A1.26 ......................................................................................................... 96Figura A1.27 ......................................................................................................... 96


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Figura A1.28 ......................................................................................................... 96Figura A1.29 ......................................................................................................... 96Figura A1.30 ......................................................................................................... 96Figura A1.31 ......................................................................................................... 97Figura A1.32 ......................................................................................................... 97Figura A1.33 ......................................................................................................... 97Figura A1.34 ......................................................................................................... 97Figura A1.35 ......................................................................................................... 97Figura A1.36 ......................................................................................................... 97Figura A1.37 ......................................................................................................... 98Figura A1.38 ......................................................................................................... 98

Figura A1.39 ......................................................................................................... 98Figura A1.40 ......................................................................................................... 98Figura A1.41 ......................................................................................................... 98Figura A1.42 ......................................................................................................... 98Figura A1.43 ......................................................................................................... 99Figura A1.44 ......................................................................................................... 99Figura A1.45 ......................................................................................................... 99Figura A1.46 ......................................................................................................... 99Figura A1.47 ......................................................................................................... 99Figura A1.48 ......................................................................................................... 99Figura A1.49 ....................................................................................................... 100

ANEXO 2 ............................................................................................................. 101Figura A2.1 ......................................................................................................... 101Figura A2.2 ......................................................................................................... 101Figura A2.3 ......................................................................................................... 101Figura A2.4 ......................................................................................................... 101Figura A2.5 ......................................................................................................... 101Figura A2.6 ......................................................................................................... 101Figura A2.7 ......................................................................................................... 102Figura A2.8 ......................................................................................................... 102Figura A2.9 ......................................................................................................... 102Figura A2.10 ....................................................................................................... 102

Figura A2.11 ....................................................................................................... 102Figura A2.12 ....................................................................................................... 102Figura A2.13 ....................................................................................................... 103Figura A2.14 ....................................................................................................... 103Figura A2.15 ....................................................................................................... 103Figura A2.16 ....................................................................................................... 103Figura A2.17 ....................................................................................................... 103Figura A2.18 ....................................................................................................... 103Figura A2.19 ....................................................................................................... 104Figura A2.20 ....................................................................................................... 104


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Figura A2.21 ....................................................................................................... 104Figura A2.22 ....................................................................................................... 104Figura A2.23 ....................................................................................................... 104Figura A2.24 ....................................................................................................... 104Figura A2.25 ....................................................................................................... 105Figura A2.26 ....................................................................................................... 105Figura A2.27 ....................................................................................................... 105Figura A2.28 ....................................................................................................... 105Figura A2.29 ....................................................................................................... 105Figura A2.30 ....................................................................................................... 105Figura A2.31 ....................................................................................................... 106


Figura A2.43 ....................................................................................................... 108Figura A2.44 ....................................................................................................... 108Figura A2.45 ....................................................................................................... 108Figura A2.46 ....................................................................................................... 108Figura A2.47 ....................................................................................................... 108Figura A2.48 ....................................................................................................... 108Figura A2.49 ....................................................................................................... 109ANEXO 3 ............................................................................................................. 110Figura A3.1 ......................................................................................................... 110Figura A3.2 ......................................................................................................... 110Figura A3.3 ......................................................................................................... 110

Figura A3.4 ......................................................................................................... 110Figura A3.5 ......................................................................................................... 110Figura A3.6 ......................................................................................................... 110Figura A3.7 ......................................................................................................... 111Figura A3.8 ......................................................................................................... 111Figura A3.9 ......................................................................................................... 111Figura A3.10 ....................................................................................................... 111Figura A3.11 ....................................................................................................... 111Figura A3.12 ....................................................................................................... 111Figura A3.13 ....................................................................................................... 112


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Figura A3.47 ....................................................................................................... 117Figura A3.48 ....................................................................................................... 117Figura A3.49 ....................................................................................................... 118ANEXO 4 ............................................................................................................. 119Figura A4.1 ......................................................................................................... 119Figura A4.2 ......................................................................................................... 119Figura A4.3 ......................................................................................................... 119Figura A4.4 ......................................................................................................... 119Figura A4.5 ......................................................................................................... 119Figura A4.6 ......................................................................................................... 119


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Figura A4.7 ......................................................................................................... 120Figura A4.8 ......................................................................................................... 120Figura A4.9 ......................................................................................................... 120Figura A4.10 ....................................................................................................... 120Figura A4.11 ....................................................................................................... 120Figura A4.12 ....................................................................................................... 120Figura A4.13 ....................................................................................................... 121Figura A4.14 ....................................................................................................... 121Figura A4.15 ....................................................................................................... 121Figura A4.16 ....................................................................................................... 121Figura A4.17 ....................................................................................................... 121





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ANEXO 5 ............................................................................................................. 128Figura A5.1 ......................................................................................................... 128Figura A5.2 ......................................................................................................... 128Figura A5.3 ......................................................................................................... 128Figura A5.4 ......................................................................................................... 128Figura A5.5 ......................................................................................................... 128Figura A5.6 ......................................................................................................... 128Figura A5.7 ......................................................................................................... 129Figura A5.8 ......................................................................................................... 129Figura A5.9 ......................................................................................................... 129Figura A5.10 ....................................................................................................... 129





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Figura A5.43 ....................................................................................................... 135Figura A5.44 ....................................................................................................... 135Figura A5.45 ....................................................................................................... 135Figura A5.46 ....................................................................................................... 135Figura A5.47 ....................................................................................................... 135Figura A5.48 ....................................................................................................... 135Figura A5.49 ....................................................................................................... 136ANEXO 6 ............................................................................................................. 137Figura A6.1 ......................................................................................................... 137Figura A6.2 ......................................................................................................... 137Figura A6.3 ......................................................................................................... 137

Figura A6.4 ......................................................................................................... 137Figura A6.5 ......................................................................................................... 137Figura A6.6 ......................................................................................................... 137Figura A6.7 ......................................................................................................... 138Figura A6.8 ......................................................................................................... 138Figura A6.10 ....................................................................................................... 138Figura A6.11 ....................................................................................................... 138Figura A6.12 ....................................................................................................... 138Figura A6.13 ....................................................................................................... 139Figura A6.14 ....................................................................................................... 139Figura A6.15 ....................................................................................................... 139




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Figura A6.48 ....................................................................................................... 144Figura A6.49 ....................................................................................................... 145


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RESUMEN

Este trabajo de grado tiene como enfoque principal realizar un estudio delcomportamiento del sistema elctrico de potencia de Pereira para efectosacadmicos, a medida que la demanda de potencia elctrica aumenta con laexpansin acelerada que est viviendo la ciudad.

Toma como punto de partida las proyecciones de potencia elctrica que la UPMEha desarrollado en el documento Proyecciones por Unidad de Control dePronstico (UCP) Energa y Potencia, estos datos estn dados entre el periodo2006-2009 de forma mensual; como el estudio es a largo plazo se utilizaronherramientas computacionales de gran valor como es el Crystal BallProfessional, macro de Excel que permite realizar proyecciones con el CBPredictor usando los datos de las series de tiempo histricos para predecir lastendencias futuras.

Con los datos arrojados por el programa se obtuvieron los crecimientos depotencia elctrica hasta el ao 2020 con los cuales se hizo el estudio decargabilidad en el sistema de prueba utilizando el software especializado(Neplan) construido para el anlisis de flujos de carga.

Se model la carga mediante perfiles de demanda anuales y se simularon casosde prueba en los diferentes escenarios de PIB (alto, medio, bajo) para observar losefectos de cargabilidad en el sistema; fuera de los escenarios antes mencionados,tambin se generaron dos casos de simulacin (se incluye PIB alto, medio y bajo)con base a las importaciones de potencia activa y reactiva en el nodo frontera deCartago, el primero es el contexto real entregado por los datos de EEP y elsegundo un caso que es muy cercano a la realidad operativa del sistema y que encualquier momento podra presentarse.

De esta forma se examin hasta que punto el sistema en estudio poda soportarlos aumentos progresivos de las cargas a medida que crece la demanda de

potencia elctrica y los puntos ms crticos, sobrecargas en lneas,transformadores, cadas o aumentos de tensin.


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INTRODUCCIN

El Sistema Elctrico de Potencia de la ciudad de Pereira, se clasifica comosistema de interconexin regional y es operado por la Empresa de Energa dePereira (EEP). La infraestructura de este sistema se ve influenciada por eldesarrollo socioeconmico de la regin cafetera, que en estos ltimos aos hatenido un gran crecimiento en la demanda de energa elctrica, ya que elcomercio, la industria y el turismo han tomado fuerza, convirtiendo esta ciudad enun punto estratgico del eje cafetero. Dicho crecimiento lleva a pensar como seafectar el sistema de potencia actual y cul ser su eficiencia en un periodo de

tiempo determinado.

La finalidad de un sistema elctrico de potencia es tener una mejor operacinintegrada a diario, es decir, que cada uno de los elementos que la componentrabajen en la optimizacin y calidad del servicio para cubrir las necesidades delos grandes centros de consumo de la mejor forma. Tener una mejor operacinintegrada se traduce en cubrir la demanda cumpliendo con los criterios deseguridad, confiabilidad y calidad del servicio. Esto lleva a las empresas deenerga a planificar e implementar proyectos de expansin de las redes desuministro, los cuales deben desarrollarse de una forma ordenada tanto tcnicacomo econmicamente.

Para mejorar la operacin, es necesario estudiar las caractersticas del sistema.Este estudio es de alta complejidad y tomara mucho tiempo realizarlo en formamanual, por lo tanto es necesaria la utilizacin de equipos computacionales quepermitan simular de forma rpida y correcta para que agilicen el anlisis delcomportamiento que presenta el sistema elctrico de potencia ante los posiblescambios que pueda tener.

En Colombia tanto la cargabilidad como la proyeccin de la demanda sonconceptos directamente proporcionales al desarrollo econmico y social de unaregin. La cargabilidad est definida como el nivel de capacidad donde el sistema

o alguna parte de este colapsa o sufre algn problema considerable en cuanto alflujo de potencia se refiere, debido a grandes cargas instaladas al sistema. Laproyeccin, esta determinada por el anlisis de la oferta y la demanda de potenciay energa, teniendo nfasis en la relacin entre demanda y economa, a medidaque las personas obtienen un mayor poder adquisitivo la demanda de energa ypotencia tiende a aumentar haciendo necesario una estimacin a futuro de cmocrecer la carga.

En el primer captulo se enuncian algunos conceptos generales necesarios para lacorrecta interpretacin y seguimiento del trabajo como la cargabilidad, prdidas,


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Producto Interno Bruto (PIB), etc. En el segundo captulo se muestra unadescripcin detallada del sistema elctrico de potencia (SEP) acadmico que sirvide modelo para el anlisis; en el tercer captulo se hace una breve exposicin delmtodo utilizado por la Unidad de Planeacin Minero Energtica (UPME) para laproyeccin de potencia elctrica por Unidad de Control de Pronstico (UCP).

Los resultados entregados por la UPME solo constan de cuatro aos 2006-2009,para poder extender los datos de potencia y poder realizar los anlisis hasta el2020, en el cuarto captulo se describe el funcionamiento del Crystal BallProfessional con el CB Predictor y los pasos a realizar para llevar a cabo lasproyecciones.

El quinto captulo menciona el software utilizado para realizar las simulaciones yla forma como se realizaron, en el sexto captulo se muestran los resultadosobtenidos para cada caso de prueba y se hace un anlisis de cada escenario deimportaciones por el nodo de Cartago y en ellos los tres escenarios de PIBoptimista, prudente y pesimista. En el sptimo captulo se concluye segn losresultados alcanzados.


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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Analizar el comportamiento del sistema elctrico de potencia de la ciudad dePereira ante el incremento de la demanda a corto y largo plazo.

OBJETIVOS ESPECFICOS

Aplicar los porcentajes de crecimiento de la demanda de potencia elctricadados por la UPME a las diferentes cargas del sistema de potencia de Pereira.

Observar el comportamiento del sistema ante el crecimiento de las cargas,aplicando la proyeccin de demanda en etapas de 5 aos, para detectar desdeque etapa el sistema actual comienza a presentar fallos.

Identificar cual o cuales son los puntos ms crticos del sistema ante elcrecimiento de la demanda.

Simular los flujos de carga en el sistema utilizando software NEPLAN.


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SIGLAS DE USO FRECUENTE

CND: Centro Nacional de Despacho

CREG: Comisin de Regulacin de Energa y Gas

EEP: Empresa de Energa de Pereira

FE: Factor de Escalamiento

FP: Factor de Potencia

OR: Operador de Red

PIB: Producto Interno Bruto

SEP: Sistema Elctrico de Potencia

STN: Sistema de Transmisin Nacional

STR: Sistema de Transmisin Regional

SDL: Sistema de Distribucin Local

TRAFO: Transformador

UCP: Unidad de Control de Pronstico

UPME: Unidad de Planeamiento Minero Energtico

Xm: Compaa de Expertos en Mercados S.A E.S.P.


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1. CONCEPTOS GENERALES

1.1. SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA (SEP)

Un sistema de potencia comprende el conjunto de elementos mecnicos,elctricos y electrnicos que permiten desarrollar coordinadamente las siguientestareas:

Transformar las diferentes clases de energa.Transportar la energa elctrica.

Distribuir la energa elctrica.Interconectar las diferentes reas de produccin y de consumo.Negociar la energa tanto en bolsa como a travs de contratos bilaterales.Controlar, supervisar y gobernar en forma particular cada uno de los elementosdel sistema de generacin, transmisin, subtransmisin y distribucin en formaglobal para obtener en cada momento las mejores condiciones de operacin,tanto en estado estable como en el transitorio [6].

Figura 1. Sistema elctrico de potencia


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1.2. FLUJO DE CARGA

Si en un sistema de potencia se especifican los valores de carga nodal, seconocen los parmetros de la red y adems se conocen dos de sus cuatrovariables caractersticas (V, P, Q, ), es posible determinar el estado de equilibrionodal y global del sistema. Esta tarea se denomina flujo de potencia.

Los elementos de la red de transmisin son diseados para condiciones deoperacin en equilibrio, adems la operacin de los mismos es efectuada demanera balanceada debido a que la carga nodal es equilibrada, por lo tanto, elflujo de potencia a travs de los elementos presenta condiciones de balanceo,esto es, no existe circulacin de corriente por neutro ni tierra, en estascondiciones, si la red trifsica es descompuesta en tres redes de secuencia,denominadas de secuencia positiva, negativa y cero, solo la red de secuenciapositiva tiene efecto en la operacin.

Por lo anterior, al realizar anlisis en estado estacionario en redes de altapotencia, la red se modela por su equivalente monofsico de secuencia positiva.

Los estudios de flujos de potencia se aplican en:

Planeacin y diseo del sistema elctrico.Determinacin de las condiciones operativas. El flujo de potencia proporcionainformacin de suma importancia acerca de la operacin de las redes elctricascomo es: Voltajes nodales, flujos de potencia por las lneas, prdidas, etc [6].

1.2.1. Flujo de Carga con Perfiles de Carga

El software Neplan 5.2 trae una aplicacin que permite realizar una sucesin deflujos de carga, es decir introduciendo de forma normalizada a travs de factoresde escalamiento, el crecimiento de las cargas y de la generacin, de forma diaria,mensual o anual, el Neplan simula automticamente varios flujos de cargadependiendo de la cantidad de horas, meses o aos a ser analizados. La forma deutilizacin de esta herramienta est explicada paso a paso en el captulo 5.

1.3. PLANEAMIETO

Planear es la accin consistente en definir objetivos y elegir los medios aptos paraalcanzarlos. Planificar es decidir de antemano que hacer, cmo hacerlo, cundo yquien deber llevarlo a cabo. Es imposible desarrollar un sistema elctrico eficientesin una labor de planeamiento a largo plazo en el cual se definen las estrategiasde crecimiento del sistema y una labor a corto plazo en la cual se trata de aportar


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una solucin a los problemas ms urgentes de la red dentro del marco dereferencia definido por el planeamiento a largo plazo.

La funcin del planeamiento en una empresa de energa elctrica persigue lossiguientes objetivos:

Detectar con tiempo las necesidades de la red con el fin de entregar a losusuarios un servicio oportuno, de calidad y al menor costo posible.Tomar las decisiones de inversin a tiempo con el fin de responderoportunamente con las necesidades de la red y evitar as ciertos traumatismos.Determinar y cuantificar los recursos requeridos para llevar a cabo las obras

necesarias para mantener el servicio dentro de los niveles de calidad esperadospor los usuarios.

Esta labor eminentemente tcnica se relaciona directa y estrechamente con laplaneacin financiera de la empresa, lo cual busca a su vez:

Asegurar la disponibilidad oportuna de los recursos que la empresa requerir enel futuro para llevar a cabo las obras identificadas por la planeacin tcnica.Esta es la funcin de captacin de recursos, la cual se basa generalmentesobre un plan de inversiones definido sobre un plan de inversiones definidosobre un periodo relativamente largo.

Administrar los recursos disponibles en la empresa. Este es el proceso depresupuestacin.

El planeamiento de la distribucin de la energa abarca en general dos horizontesdistintos, planeamiento a largo y corto plazo:

Planeamiento a largo Plazo:

Fecha de entrada y tamao inicial de nuevas S/E y refuerzos en el sistema desubtransmisin.Fecha de entrada y tamao de expansin de S/E existentes as como de

refuerzos en las lneas de subtransmisin.Sitio de las nuevas S/E y ruta de las nuevas lneas de subtransmisin.Ruta tentativa de los alimentadores primarios asociados con las nuevas S/E.Ejecucin de proyectos especiales tales como modernizacin de las redes,automatizacin de las mismas, mejoras de la confiabilidad, mejora de losmedios de la empresa para la gestin de su sistema, etc.

Planeamiento a corto plazo:


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Transferencia de cargas entre circuitos y entre S/E.Construccin de nuevos alimentadores, fecha y ruta definitiva.Prolongaciones importantes de la red primaria.Modificacin a la arquitectura de la red.Instalacin de equipos en la red como condensadores, equipos de proteccin,equipos de maniobra, etc.

El planeamiento a corto plazo utiliza como marco de referencia el plan o los planesde desarrollo a largo plazo del sistema, y eventualmente motiva a la revisin de losmismos para adaptarlos a situaciones cambiantes.

1.4. DEFINICIONES BSICAS

Cargabilidad: Lmite trmico dado en capacidad de corriente, para lneas detransporte de energa, transformadores, etc [1].

Calidad: Es un trmino utilizado para referirse al estndar de calidad que debetener el suministro elctrico de las instalaciones, en trminos de tensin o voltajeconstante y de forma sinusoidal. En Colombia 110/220 V baja tensin, frecuenciade oscilacin constante de 60 ciclos. Mnimas perturbaciones: Armnicas,parpadeo (flicker). El cumplimiento o no de las anteriores normas tcnicas es loque determina que el suministro sea de calidad [1].

Capacidad de transporte: Capacidad en megavatios que debe tener la red detransmisin para permitir que el cliente pueda inyectar o extraer la potenciamxima de su proyecto. Si la red no posee la suficiente capacidad de transporte,es necesario realizar obras de refuerzo y el acceso al Sistema de TransmisinNacional queda condicionado a la viabilidad de las inversiones y a la fecha determinacin de las obras [1].

Capacidad efectiva: Mxima cantidad de potencia neta (expresada en valorentero en megavatios) que puede suministrar una unidad de generacin encondiciones normales de operacin [1].

Capacidad nominal:Capacidad a la que est construido un elemento de la red;en estos valores el equipo no sufre o no se deteriora su vida til [1].

Continuidad: En servicios de transmisin de energa elctrica y operacin delSistema Interconectado Nacional, permanencia, no interrupciones del servicio, queest disponible cuando se necesite [1].


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Confiabilidad: En servicios de conexin, asegurar el cumplimiento de ladisponibilidad pactada en los contratos de conexin [1].

Factor de potencia: Relacin entre la potencia activa (kW) y la potencia aparente(kVA) del mismo sistema elctrico o parte de l [1].

Nodo Elctrico: Es un punto de convergencia elctrica donde se conectanelementos del sistema que estn al mismo potencial, los elementos que seconectan a un nodo son generadores, cargas, reactores inductivos,condensadores, transformadores, lneas y elementos FACTS [6].

Nodos de Carga: Nodo donde la demanda supera la generacin o donde hayausencia de generacin. La potencia neta inyectada es negativa o cero. Nodoscon demanda y generacin cero tambin se denominan nodos de carga [6].

Nodos de Generacin:Nodos con generacin representativa, donde la demandaes inferior a la generacin, es decir que la potencia neta inyectada es mayor acero, adems tiene control de voltaje a travs del manejo de reactivos [6].

Nodo Slack:Es un nodo nico en el sistema tambin llamado nodo oscilante. Esel nodo con mayor generacin en el sistema (mayor potencia neta inyectada) seencarga de inyectar la potencia faltante en el conjunto (Demanda + Prdidas) y

establece el balance global del sistema [6].

Operacin Integrada:Forma de operacin en la cual los recursos de generacindespachados centralmente se utilizan para cubrir la demanda cumpliendo con loscriterios adoptados de seguridad, confiabilidad y calidad del servicio y despachopor orden de mrito de costos [1].

Producto Interno Bruto (PIB): Es el valor total de los bienes y serviciosproducidos en el territorio de un pas en un periodo determinado, libre deduplicaciones. Se puede obtener mediante la diferencia entre el valor bruto deproduccin y los bienes y servicios consumidos durante el propio proceso

productivo, a precios comprador (consumo intermedio). Esta variable se puedeobtener tambin en trminos netos al deducirle al PIB el valor agregado y elconsumo de capital fijo de los bienes de capital utilizados en la produccin [12].

Potencia Activa:Parte de la potencia elctrica que es disipada en forma de luz ocalor por las resistencias del circuito cuando se suministra energa elctrica a este[1].

Potencia Reactiva: Al suministrar energa elctrica a un circuito, parte de lapotencia elctrica es acumulada; si es acumulada en un campo magntico por las


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inductancias del circuito, se denomina potencia reactiva inductiva y si esacumulada en un campo elctrico por los condensadores del circuito es potenciareactiva capacitiva [1].

Seguridad: En servicios de transmisin de energa elctrica y operacin delSistema de Interconexin Nacional, no prdidas en situaciones de perturbacioneso apagones [1].

Sistema de Distribucin Local: Sistema de transmisin de energa elctricacompuesto por redes de distribucin municipales o distritales, conformado por elconjunto de lneas y subestaciones, con sus equipos asociados, que operan a

tensiones menores de 220 kV, que no pertenecen a un sistema de transmisinregional por estar dedicados al servicio de un sistema de distribucin municipal,distrital o local [1].

Sistema de Transmisin Regional: Sistema interconectado de transmisin deenerga elctrica compuesto por redes regionales o interregionales de transmisin,conformado por el conjunto de lneas y subestaciones, con sus equipos asociados,que operan a tensiones menores de 220 kV y que no pertenecen a un sistema dedistribucin local [1].

Sistema de Transmisin Nacional:Sistema de transmisin de energa elctrica

compuesto por el conjunto de lneas y subestaciones con sus equipos asociados,transformadores con sus respectivos mdulos de conexin, que operan atensiones iguales o superiores a 220 kV y tiene cobertura nacional [1].

Sobrecarga: Funcionamiento de un equipo por encima de sus parmetrosnormales a plena carga o de un conductor por encima de su capacidad decorriente nominal que, si persiste durante un tiempo suficiente, podra causardaos o un calentamiento peligroso. Una falla como un cortocircuito o una falla atierra no es una sobrecarga [1].

Sobrecorriente: Corriente por encima de la corriente nominal de un equipo o de la

capacidad de corriente de un conductor. Puede ser el resultado de unasobrecarga, un cortocircuito o una falla a tierra [1].

Subestacin: Centros de acopio y distribucin de la potencia elctrica que sequiere distribuir a los usuarios y puede ser de tipo elevador y reductor, all seencuentran un conjunto de elementos donde se agrupan varias lneas detransmisin, con el fin de repartir o transformar la energa entre ellas [1].


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2. CARACTERIZACIN DEL SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA DEPEREIRA

El Sistema Elctrico de Potencia de la ciudad de Pereira, se clasifica segn laresolucin CREG 025 de 1995 como sistema de interconexin regional y esoperado por la Empresa de Energa de Pereira (EEP). La infraestructura de estesistema se ve influenciada por el desarrollo socioeconmico de la regin cafetera,que en estos ltimos aos ha tenido un gran crecimiento en la demanda depotencia y energa elctrica, ya que el comercio, la industria y el turismo hantomado fuerza convirtiendo esta ciudad en un punto estratgico del eje cafetero.

En una ciudad como Pereira que se ha perfilado y sigue proyectndose a futurocomo una de las ciudades con mayor crecimiento, es importante realizar estudiosacerca de la operacin del conjunto de elementos y equipos que alimentanelctricamente la ciudad. El avance tecnolgico permite utilizar ayudas de tipocomputacional que facilitan el anlisis del sistema cuando se simula la operacindel mismo.

Para poder realizar simulaciones que arrojen resultados lo ms cercanos posiblesa la realidad, es necesario introducir en el software (Neplan)que se utilizar pararealizar el anlisis de flujo de carga con perfiles de carga, datos tcnicos yoperativos que sean congruentes con la realidad actual de funcionamiento del

sistema; es necesario tener los datos de transformadores, lneas de transmisin,generadores, demanda de potencia activa, reactiva y factores de potencia en losnodos de las diferentes subestaciones por donde se inyectan estas potencias, aligual que los nodos por donde se entregan a las diferentes cargas. Tambin esimportante tener en cuenta los diferentes lmites de operacin permitidos por laley.

Es necesario resaltar que el sistema en el que se realiza el estudio fue construidocon fines acadmicos, a pesar de que la informacin suministrada por parte de laempresa de energa en lo que concierne a los elementos del sistema es real,existen variaciones de tipo operativo que diariamente se presentan en el manejo

del sistema y resulta muy complejo tener en cuenta cada uno de estos cambios.

2.1 SISTEMA ELCTRICO DE LA CIUDAD DE PEREIRA

A continuacin se presenta a grandes rasgos una descripcin del sistema elctricode la ciudad de Pereira: una breve historia de su evolucin, la topologa, ladescripcin de las subestaciones, el diagrama unifilar, los datos de parmetros de


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los elementos que lo constituyen, tipo de elementos y demanda de potencia activay reactiva mxima por cada una de las subestaciones en un da ordinario.

2.2 BREVE HISTORIA

En la ciudad de Pereira se inaugur el primer servicio de alumbrado elctrico el 30de enero de 1914, en el cual se suministraba energa a 50 casas particulares y a100 lmparas para las calles. La capacidad de la planta elctrica era de 50kilovatios (kW).

En 1930 entra en funcionamiento la primera unidad de la planta Libar con 1250kVA y en 1936 la segunda con 1500 kVA. Aument el suministro de energa a2750 kVA a una red de 30 km de extensin; en 1976 sali de servicio la primera

unidad, y en 1984 la segunda.

En 1940 comenz a prestar sus servicios la planta hidroelctrica de Belmonte queentr a suministrar energa a todas las veredas y a las empresas industriales de laciudad; cuenta con 4700 kVA instalados, representados en dos unidades de 2350kVA cada una; fueron puestas en operacin en 1937 y 1941 respectivamente yhan venido funcionando continuamente y a plena carga; tiene un alto factor deplanta que hace que su generacin sea muy estable, se interconecta con laSubestacin Cuba por medio de una lnea a 13,2 kV al Circuito 1 de Cuba.

El 12 de junio de 1961 las Empresas Pblicas de Pereira se asociaron con la

CHEC; fue as como se brindaron los servicios domiciliarios de Acueducto yAlcantarillado, Telfono, Aseo y Energa a la comunidad Pereirana hasta ladcada de los aos noventa.

En 1994 fue puesta en servicio la planta de Nuevo Libar con capacidad instaladade 6250 kVA, pertenece a un proyecto mixto de acueducto y energa y estconectada directamente con la Subestacin Ventorrillo a 13,2 kV.

En 1996 se convirti el establecimiento pblico: Empresas Pblicas de Pereira, enuna sociedad por acciones para prestar el servicio pblico domiciliario de energa,cuya denominacin sera: "EMPRESA DE ENERGIA DE PEREIRA" S.A.-ESP"

como se estipul en la escritura pblica No 1327 del 16 de mayo de 1997; es ascomo nace jurdicamente la Entidad [7].


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2.3 SISTEMA ELCTRICO DE SUBTRANSMISIN DE LA CIUDAD DEPEREIRA PARA ESTUDIOS ACADMICOS

El sistema elctrico de Pereira est conformado por: 19 nodos con niveles devoltaje de 115 kV, 33 kV y 13,2 kV, 11 lneas de subtransmisin entre las cualesse encuentran 3 de 115 kV, 5 de 33 kV y 2 de 13,2 kV, 16 transformadores depotencia, 2 plantas de generacin local: Belmonte y Libar, 2 equivalentes de red:La Rosa y Cartago, 6 compensaciones: 2 en Dosquebradas, 2 en Cuba y 2 enVentorrillo y la carga concentrada por subestacin.

A continuacin, en las tablas 1 a 5, se muestra la nomenclatura utilizada paraidentificar cada uno de los elementos del sistema.

Tabla 1. Nodos del sistema

Abreviatura NombreN1-CA 115 kV Nodo 1 Cartago 115 kVN2-DQ 115 kV Nodo 2 Dosquebradas 115 kVN3-DQ 33 kV Nodo 3 Dosquebradas 33 kVN4-DQ 13,2 kV Nodo 4 Dosquebradas 13,2 kVN5-BE 13,2 kV Nodo 5 Belmonte 13,2 kVN6-BE 2,4 kV Nodo 6 Belmonte 2,4 kVN7-CE 13,2 kV Nodo 7 Centro 13,2 kVN8-CE 33 kV Nodo 8 Centro 33 kV

N9-RO 33 kV Nodo 9 La Rosa 33 kVN10-RO 115 kV Nodo 10 La Rosa 115 kVN11-RO 33 kV Nodo 11 La Rosa 33 kVN12-VE 33 kV Nodo 12 Ventorrillo 33 kVN13-CU 33 kV Nodo 13 Cuba 33 kVN14-CU 13,2 kV Nodo 14 Cuba 13,2 kVN15-CU 115 kV Nodo 15 Cuba 115 kVN16-VE 13,2 kV Nodo 16 Ventorrillo 13,2 kVN17-LI 13,2 kV Nodo 17 Libar 13,2 kVN18-PA 33 kV Nodo 18 Pavas 33 kVN19-PA 13,2 kV Nodo 19 Pavas 13,2 kV

Tabla 2. Lneas de Subtransmisin

Abreviatura NombreLRO-DQ Lnea entre La Rosa y DosquebradasLRO-VE Lnea entre La Rosa y VentorrilloLRO-CU Lnea entre La Rosa y CubaLCU-VE Lnea entre Cuba y VentorrilloLCU-DQ Lnea entre Cuba y DosquebradasLBE-CU Lnea entre Belmonte y CubaLVE-LI Lnea entre Ventorrillo y Libar


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Abreviatura NombreLDQ-CA Lnea entre Dosquebradas y Cartago

LCE-DQ Lnea entre Centro y DosquebradasLRO-CE Lnea entre La Rosa y CentroLDQ-PA Lnea entre Dosquebradas y Pavas

Tabla 3. Generadores

Abreviatura NombreG-LI Generador LibarG-1BE Generador 1 de BelmonteG-2BE Generador 2 de BelmonteG-CA Equivalente de red CartagoG-RO Equivalente de red La Rosa

Tabla 4. Transformadores

Abreviatura NombreT1-RO Transformador 1 de La RosaT2-RO Transformador 2 de La RosaT1-DQ Transformador 1 de DosquebradasT2-DQ Transformador 2 de DosquebradasT3-DQ Transformador 3 de DosquebradasT4-DQ Transformador 4 de DosquebradasT5-DQ Transformador 5 de DosquebradasT1-CE Transformador 1 de Centro

T1-BE Transformador 1 de BelmonteT1-VE Transformador 1 de VentorrilloT2-VE Transformador 2 de VentorrilloT3-VE Transformador 3 de VentorrilloT4-VE (VHM) Transformador 4 de ventorrillo Hotel PereiraT1-CU Transformador 1 de CubaT2-CU Transformador 2 de CubaT3-CU Transformador 3 de CubaT1-PA Transformador 1 de Pavas

Tabla 5. Compensaciones

Abreviatura NombreDQ-C1 Compensacin 1 de DosquebradasDQ-C2 Compensacin 2 de DosquebradasCU-C1 Compensacin 1 de CubaCU-C2 Compensacin 2 de CubaVE-C1 Compensacin 1 de VentorrilloVE-C2 Compensacin 2 de Ventorrillo


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En el sistema de prueba se consideran 6 subestaciones: Dosquebradas, Cuba,Centro, Ventorrillo, Pavas y La Rosa. Esta ltima no es propiedad de la Empresa

de Energa de Pereira pero se considera en el diagrama unifilar por su altaincidencia en el sistema.

A travs de las subestaciones de la Rosa y de Cartago el sistema de Pereira seinterconecta con el sistema elctrico nacional. En las simulaciones el sistemaexterno visto desde la subestacin La Rosa se reemplaza por una red equivalentey en la subestacin de Cartago el sistema se simul con un generador para tenerla opcin de modificar la potencia activa inyectada al sistema desde este nodo, ascomo definir su voltaje, ya que este nodo se defini como PV.

2.4 CARACTERSTICAS DE LOS ELEMENTOS DEL SISTEMA

A continuacin se presentan las tablas con las caractersticas de cada uno de loselementos que conforman el sistema de la EEP.

2.4.1 Generadores

Tabla 6. Caractersticas de los generadores

Central SMVA

VkV

rs(p.u.)

Xs(p.u.)

QmnMVAr

QmaxMVAr

f.p

Libar 6,25 13,8 1,24 -2,813 2,813 0,9

Belmonte 2,352,35 2,42,4 0,0120,012 1,201,20 -1,058-1,058 1,0581,058 0,90,9

2.4.2 Lneas de subtransmisin

Tabla 7. Caractersticas de las lneas

Lnea Longitud(km)

VoltajekV

Conductor Capacidad(A)

Z1=Z2(/km)

Rosa-D/Q 4,100 115 336,4 kcmil 535 0,19+j0,4976Rosa-Ventorrillo 3,731 33 336,4 kcmil 535 0,19+j0,4056

Rosa-Cuba 7,800 115 336,4 kcmil 535 0,19+j0,4976Cuba-Ventorrillo 7,390 33 336,4 kcmil 535 0,19+j0,4056

Cuba-D/Q 4,301 33 336,4 kcmil 535 0,19+j0,4056Belmonte-Cuba 4,480 13,2 4/0 ACSR 358 0,3679+j0,472

Libar-Ventorrillo 1,000 13,2 4/0 ACSR 387 0,3679+j0,472D/Q-Cartago 26,500 115 336,4 kcmil 535 0,19+j0,4976Centro-D/Q 1,000 33 336,4 kcmil 535 0,19+j0,4056Rosa-Centro 3,600 33 477,0 kcmil 666 0,12+j0,3931D/Q-Pavas 10,00 115 336,4 kcmil 535 0,144+0,3763


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2.4.3 Transformadores

Tabla 8. Caractersticas Transformadores

Subestacin No Trafo. Capacidad(MVA)

Voltios(kV)

X0=X1=X2 Conexin

La Rosa Banco1Banco2

6060

115/33115/33

0,0980,0937

Ynyn0Ynyn0

Dosquebradas T1T2T3T4T5

1010101075

33/13,233/13,233/13,233/13,2115/33

0,0840,08540,09460,08010,125

Dyn11Dyn11Dyn11Dyn11Ynyn0

Centro T1 25 33/13,2 0,0875 Dyn5

Belmonte T1 5 13,2/2,4 0,0682 DdVentorrillo T1T2T3T4

1010

12.55

33/13,233/13,2

34,5/13,833/13,2

0,0940,0940,08580,064

Dyn11Dyn11Dyn11Dyn5

Cuba T1T2

T3(B)

202075

33/13,233/13,2115/33

0,08840,08840,125

Dyn5Dyn5Ynyn0

Pavas T1 6,25

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