Plan de Inversiones 2017-2021 - Presentación del Plan de Inversiones en Transmisión 2017-2021 de Edelnor - Osinergmin
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Plan de Inversiones 2017-2021
Presentación del Plan de
Inversiones en Transmisión
2017-2021 de Edelnor.
Osinergmin, Lima
22 de junio de 2014
Tareas realizadas
Proyección de la demanda de potencia y energía
Diagnóstico del sistema a fines de 2016
Análisis y determinación de los módulos óptimos de expansión
Ampliación e incorporación de SET AT/MT y MAT/At
Análisis de confiabilidad en transformación
Desarrollo del sistema óptimo de transmisión en AT y MAT
Análisis del sistema en el año horizonte (2046)
Página 2
Principales resultados
Página 3
Principales resultados…
Proyección de la demanda
Se realizó la proyección de demanda del Plan
de Inversiones de acuerdo a lo establecido
en la Norma y tomando como referencia la
demanda real de energía y potencia del año
2014.
Las potencias coincidentes con las máximas
del SST resultantes en el período 2017-2021
se presentan en los gráficos para los 3
sistemas eléctricos:
Sistema Lima Norte: partiendo de 1400
MW en 2017, crecerá un 19% durante
todo el período.
Sistema Huaral-Chancay: con 41 MW
iniciales, crecerá 49%, hasta 61 MW.
Sistema Huacho-Supe: al año 2017 se
proyectan 49 MW, y un creciemiento del
18%
Página 4
Principales resultados…
Proyección de energía para usuarios regulados
ESCENARIOS ÁREA DE DEMANDA 6 [GWh]
30,000
25,000
20,000
15,000
10,000
5,000
0
HISTÓRICO ESCENARIO ESPERADO
ESCENARIO OPTIMISTA ESCENARIO PESIMISTA
ESCEN. ESPERADO 2014 2015 2016 2017 2026 2036 2046
PBI [mill NS] 466,821 485,494 508,959 534,697 824,685 1,305,803 2,022,645
POBLACIÓN 5,851,393 5,935,898 6,020,031 6,104,164 6,861,362 7,702,694 8,544,026
CLIENTES 1,302,231 1,336,975 1,372,646 1,409,269 1,786,123 2,324,151 3,024,247
ENERGÍA AD6 [GWh] 5,870 6,121 6,409 6,715 9,962 14,802 21,578
Página 5
Principales resultados…
Resultados de la proyección de potencia
Potencia simultánea con la máxima del SST [ MW ]
Sistema Eléctrico Lima Sistema Eléctrico Huaral- Sistema Eléctrico Huacho-
Norte Chancay Supe
Regula- Regula- Regula-
dos y dos y dos y
Libres AT Total Libres AT Total Libres AT Total
Libres Libres Libres
MT+BT MT+BT MT+BT
2014 1,098 46 1,143 29 2 31 40 40
2015 1,145 48 1,193 32 2 35 42 42
2016 1,220 66 1,286 37 2 39 46 46
2017 1,296 104 1,400 38 3 41 49 49
2018 1,344 117 1,461 40 3 43 51 51
2019 1,404 123 1,527 43 3 46 53 53
2020 1,445 157 1,602 44 12 56 55 55
2021 1,505 157 1,663 49 12 61 58 58
2021 1,505 157 1,663 49 12 61 58 58
2022 1,568 157 1,725 51 12 63 60 60
2026 1,832 157 1,990 57 12 69 71 71
2036 2,651 169 2,821 86 12 98 104 104
2046 3,798 178 3,975 114 12 126 149 149
Nota La demanda máxima del sistema de Edelnor en lo transcurrido en los primeros 5 meses del año 2015 es de 1315 MW
Página 6
Principales resultados…
Zonificación del mercado
Página 7
Principales resultados…
Diagnóstico del sistema actual
En la operación normal de la red se encuentra dentro de los parámetros de
operación establecidos (tensión y carga de líneas y transformadores).
Del análisis de cortocircuito, se han encontrado diferentes barras de la red
que superan corrientes por encima de los 30 kA:
En 220 kV: Chavarría, Santa Rosa, Ventanilla y Zapallal
En 60 kV: Chavarría A y B, Santa Rosa Antigua B y Nueva.
Contingencias simples:
El subsistema delimitado por las SSEE Paramonga Nueva, Supe, Hualmay y
Huacho presenta serios problemas de tensión ante interrupciones del
servicio en la línea que conecta en 66 kV las barras de Hualmay y Huacho.
Con la entrada de la SE Medio Mundo (220/66 kV), los problemas
relacionados con la estabilidad de tensión se mejorarán sustancialmente.
Página 8
Principales resultados…
Módulos óptimos de transformación y transmisión
Se determinaron los módulos de Módulos óptimos de transformación 220/60 kV
transformación MAT/AT y AT/MT MAD Encapsulada M 3 x 180 MVA
óptimos para cada sistema según estos AD Convencional M 3 x 180 MVA
criterios: BD Convencional T 2 x 50 MVA
Metodología: comparación de costos Módulos optimos SET
presentes totales MAD 220 kV/MT 3 x 50 MVA
MAD 60kV/MT 3 x 40 MVA
Costos de inversión y OyM: según
AD y BD 60 kV/MT 3 x 25 MVA
resoluciones Osinergmin
Módulos óptimos de transmisión
Período de evaluación: 10 años Lima Norte 220 kV – A AAAC 600 mm2
Año horizonte de proyección de Lima Norte 220 kV – S Cu XLPE 1200 mm2
demanda: 2046 Norte Chico 220 kV – A AAAC 400 mm2
Norte Chico 220 kV – S Cu XLPE 800 mm2
Sistemas eléctricos considerados:
Lima Norte 60 kV – A AAAC 500 mm2
Lima y Norte Chico (Huaral-Chancay
+ Huacho-Supe) Lima Norte 60 kV – S Cu XLPE 1200 mm2
Norte Chico 60 kV – A AAAC 500 mm2
Zonas de densidad: Muy alta, alta y
Norte Chico 60 kV - S Cu XLPE 630 mm2
baja
Página 9
Principales resultados…
Ampliación y nuevas SET AT/MT
Nuevas SET AT/MT Año
Bayovar 40 MVA 2017
Lomera 25 MVA 2017
Mirador 25 MVA 2017
Independencia 40 MVA 2018
Medio Mundo 25 MVA 2018
José Granda 40 MVA 2020
Ampliación SET AT/MT existentes Año
Zárate 40 MVA 2017
Ancón 25 MVA (retiro 6 MVA) 2018
Malvinas 40 MVA 2018
Bayovar 40 MVA 2019
Filadelfia 40 MVA 2019
Página 10Principales resultados…
Ampliación y nuevas SET MAT/ AT – Nuevas líneas
Nuevas SET MAT/AT Año
Medio Mundo 2018
Ampliación SET MAT/AT existentes Año
Malvinas 180 MVA 2017
Lomera 50 MVA 2017
Huarangal 180 MVA 2017
Mirador 180 MVA 2017
Chillón Ingreso 180 MVA – Retiro 120 MVA 2018
Incorporación de líneas de 60 kV Año
11,2 km en líneas aéreas 2017-2020
36,8 km en redes subterráneas 2017-2020
Incorporación de líneas de 220 kV Año
22,2 km en líneas aéreas 2017-2018
Página 11Principales resultados…
Conexión de la SET Medio Mundo
Localización de la SET Medio Mundo
Zona de SET
Medio Mundo
Página 12Principales resultados…
Conexión de la SET Medio Mundo
Alternativa 2 Alternativa 3
Unifilar de la conexión
Página 13Principales resultados…
Conexión de la SET Bayovar
Página 14Principales resultados…
Conexión de las SET Independencia y José Granda
Conexión de
Independencia
Conexión final de
Independencia y de
José Granda
Página 15Principales resultados…
Soterramiento y reubicación de líneas
Longitud
Tramo de línea aérea
[ km ]
Tramos de línea de 220 kV
DT Reubicación - Zona arqueológica Garagay - San Martín de Porres 1,50
Tramos de línea de 60 kV
DT Soterramiento - Hospital San José y Lozas Deportivas Municipales - Carmen de la Legua 0,66
DT Soterramiento - Boulevard de Los Olivos 0,36
ST Soterramiento - P.10 P.14 (dar paso a Linea 220kV) - San Martín de Porres 0,95
DT Soterramiento - Av. La Marina - San Miguel 1,63
DT Soterramiento - Puente Megaplaza - Independencia 1,14
DT Soterramiento - Av. Elmert Faucett cruce con Av. Venezuela 0,42
ST Soterramiento - A.H. Los Rieles - Callao 0,50
DT Soterramiento - Centro Educativo Agropecuario N° 100 - Huaral 0,25
DT Soterramiento - Club Huayabamba (Av. Alfredo Mendiola cda 33) - Los Olivos 0,20
DT L-669/L-672 Asentamiento Humano Marco Jara Schenone (por Piedras Gordas) - Puente Piedra. 2,76
Página 16Principales resultados…
Instalaciones resultantes período 2017-2026
MAT AT
Líneas Subestaciones Líneas Subestaciones
AÑO
Long. Long.
Cant. Cant. MVA Cant. Cant. MVA
[km] (km)
2017 1 3,0 1 590 5 18,2 3 130
2018 1 19,2 1 230 7 8,6 2 130
2019 5 15,1 80
2020 2 7,2 1 40
2021 4 39,8 50 1
2022 1 6,8 50 1 25
2023 180 80
2024 2 27,4 1 230 4 19,8 2 120
2025
2026 1 9,6 50
2017-2020 2 22,2 2 820 19 49,0 6 380
2021-2026 10 105,8 3 1.380 23 68,8 10 605
Página 17Principales resultados…
Montos de inversiones resultantes período 2017-2026
Edelnor Inversión Plan 2017-2026 [millones USD]
Año MAT MAT/AT AT AT/MT TOTAL
2017 0,4 18,2 11,9 15,0 45,4
2018 2,3 10,7 6,8 20,4 40,2
2019 0,0 2,8 7,3 5,8 15,8
2020 0,0 0,0 6,6 12,0 18,6
2021 44,0 17,5 0,0 8,1 69,6
2022 24,8 14,0 0,0 9,4 48,1
2023 0,0 4,5 0,0 4,0 8,6
2024 99,8 36,1 9,4 28,0 173,2
2025 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
2026 35,6 2,1 0,0 1,1 38,8
TOTAL
2017-2020
2,7 31,6 32,6 53,1 120,1
TOTAL
2021-2026
204,1 74,3 9,4 50,6 338,3
Página 18Principales resultados…
Composición de la inversión
Página 19Confiabilidad en transformación
Página 20Análisis de confiabilidad en transformación….
Evaluación de la confiabilidad en transformación
Se efectuó un análisis sobre la confiabilidad en la transformación MAT/AT y
AT/MT, evaluando las siguientes alternativas:
Definición de la capacidad de transformación de la SET considerando la
posibilidad de abastecer la demanda ante la falla de un transformador. En
caso de estar operando los transformadores en paralelo se trata de la
condición n-1, si no operan en paralelo se restablece el servicio interrumpido
luego de la maniobra de reconfiguración de la SET.
Incorporación de un polo monofásico de reserva en la SET 220/60 kV con
bancos de transformación monofásicos. Esto permite reponer el servicio
interrumpido en el tiempo de conexión del polo de reserva (10 hs).
En ambos casos se consideró un tiempo de reemplazo del transformador o polo
fallado de 48 hs.
Se comparan los valores presentes de los costos anuales para una tasa del
12% y un período de 10 años.
Costo Total presente = VP(costos anules de Inversión) + VP(costos anuales
de OyM) + VP(costos anuales de Pérdidas) + VP(costos anuales de ENS)
Página 21Análisis de confiabilidad en transformación….
Análisis de la operación sin corte ante falla de 1 trafo
Se evaluaron dos alternativas: “Con Capacidad Máxima” y “Sin corte en n-1”.
Luego se tuvieron en cuenta los módulos óptimos para la transformación MAT/AT
en Lima Norte (3 x 180 MVA) y para la transformación AT/MT en Lima Norte (3 x 40
MVA en 60 kV y 3 x 50 MVA en 220 kV) y en el Norte Chico (3 x 25 MVA).
Como la demanda abastecida en las dos alternativas (capacidad máxima y sin corte
en n-1) es diferente, para efectuar la comparación se expresaron los costos totales
por MVA suministrado.
Comparación de costos totales por MVA abastecido
60.000
50.000
USD/MVA
40.000
30.000
20.000
60/10 kV 60/10 kV 220/10 kV 220/60 kV
3 x 25 MVA 3 x 40 MVA 3 x 50 MVA 3 x 180 MVA
Sin corte en n-1 59.626 54.566 56.885 30.933
Capacidad máxima 61.451 58.200 60.738 30.990
Página 22Análisis de confiabilidad en transformación….
Análisis del polo de reserva en la SET MAT/AT
Se evaluaron las configuraciones de bancos de transformación monofásicos con
1, 3 y 3 bancos de 85, 120 y 180 MVA.
COM PA RA CI ÓN DE COSTOS
Comparación de costos totales presentes TOTA L ES EN USD PA RA L A
2,20
CON FI GURA CI ÓN 3 X 180 M VA
2,00
VPN inversión VPN costo ENS
1,80
1,60
1,40
millones [USD]
1,20
1,00
0,80 858.900
0,60 2.134.491
0,40
0,20
0,00 917.409
1 x 85 2 x 85 3 x 85 1 x 120 2 x 120 3 x 120 1 x 180 2 x 180 3 x 180
MVA MVA MVA MVA MVA MVA MVA MVA MVA
Sin polo de reserva 0,67 1,01 1,01 0,95 1,42 1,42 1,42 2,13 2,13 0
Con polo de reserva 0,88 1,02 1,02 1,12 1,31 1,31 1,49 1,78 1,78 SI N POL O DE CON POL O DE
RESERVA RESERVA
Página 23Análisis de confiabilidad en transformación….
Conclusiones del análisis de confiabilidad
El costo total presente por MVA abastecido es menor para la operación sin
interrupción del servicio en caso de falla de 1 transformador para todos los
módulos evaluados de AT/MT y MAT/AT.
El costo total presente es menor para la instalación de un polo de reserva en
las SET con bancos de transformación monofásicos para los módulos de 2 y
3 x 120 MVA y 2 y 3 x 180 MVA.
Se concluye que la situación óptima de operación, al menos para Lima Norte,
es considerando una carga máxima de operación de las SETs tal que ante la
falla de un transformador no se interrumpa el suministro. Esta carga máxima
es del 83% de la capacidad total instalada, para los módulos típicos con 3
transformadores de igual capacidad.
Además, para aquellas subestaciones MAT/AT en donde no pueda aplicar el
criterio N-1 en transformación porque no se puede instalar transformadores
adicionales, resulta conveniente instalar polos de reserva.
Página 24Análisis de confiabilidad en transformación….
Plan Propuesto – Ingresos por otros motivos
Se incorporaron en el Plan de Obras otras instalaciones por motivos de
confiabilidad y seguridad del sistema de sub transmisión:
POLOS DE RESERVA EN SET MAT/AT
– 2017: SET Malvinas 220/60/10 kV – Polo de reserva de 60 MVA
– 2018: SET Chillón 220/60/10 kV – Polo de reserva de 60 MVA
– 2019: SET Santa Rosa 220/60/10 kV – Polo de reserva de 60 MVA
ADELANTO DE INCORPORACIÓN DE TRANSFORMADORES EN SET MAT/AT
– 2017: SET Huarangal 220/60 kV – Adelanto de la incorporación de un
banco de transformación de 180 MVA del año 2021 al año 2017
– 2017: SET Mirador 220/60 kV – Adelanto de la incorporación de un
nuevo banco de transformación de 180 MVA del año 2019 al año 2017
Página 25Análisis de confiabilidad en transformación….
Plan Propuesto – Ingresos por otros motivos (2)
ADELANTO DE INCORPORACIÓN DE TRANSFORMADORES EN SET AT/MT
– 2018: SET Malvinas 60/20/10 kV – Adelanto de la incorporación de un
transformador de 40 MVA del año 2021 al año 2018
– 2019: SET Bayovar 60/20/10 kV – Adelanto de la incorporación de un
transformador de 40 MVA del año 2024 al año 2019
– 2019: SET Filadelfía 60/20/10 kV – Adelanto de la incorporación de un
transformador de 40 MVA del año 2023 al año 2019
En las SET 220/60 kV Mirador y Lomera los servicios auxiliares (SSAA) de
las subestaciones se alimentan de alimentadores de MT de importante
longitud. Esto implica una pérdida de confiabilidad ante fallas en la
alimentación MT de los SSAA, considerando que la tasa de fallas de la red
MT es relativamente elevada.
– 2017: SET Lomera 60/20/10 kV – Incorporación de un transformador de
25 MVA
– 2017: SET Mirador 60/20/10 kV – Incorporación de un transformador de
25 MVA
Página 26Evaluación de la red al 2046
Página 27Análisis del sistema en el año horizonte (2046)
Alternativas evaluadas para el año horizonte
Se evaluaron dos criterios para la definición del sistema de subtransmisión en
el año horizonte del estudio, o sea el año 2046:
• El desarrollo de la conexión del sistema de subtransmisión (SST) de
Edelnor en 220 kV desde el SEIN.
• El desarrollo de la expansión de las subestaciones AT/MT y la red de
subtransmisión asociada, especialmente en la zona de alta densidad de
carga de Lima Norte.
Página 28Análisis del sistema en el año horizonte (2046)
Consideraciones
La evolución prevista por el COES para el sistema de transmisión principal.
La no disponibilidad de celdas 220 kV en las SET 220 kV de Santa Rosa,
Chavarría, Ventanilla REP, Zapallal REP.
La concentración de más del 55% de la demanda de Edelnor en la
Subestación Chavarría 220 kV.
La necesidad de disponer barras 220 kV robustas dentro del área de
concesión de Edelnor desde donde proyectar y construir nuevas líneas 220
kV, de tal manera que permitan asegurar la atención de la demanda.
Los costos por líneas, restricciones e interferencias con otras
infraestructuras que no permiten definir trazos apropiados para las futuras
líneas 220 kV y también por razones constructivas.
Las congestiones en las líneas 220 kV de REP pronosticadas para el año
2026 por el COES.
La proyección de un Parque Industrial en Ancón promovido por el
Ministerio de Producción, a ser ejecutado en 3 etapas.
Página 29Análisis del sistema en el año horizonte (2046)
Conexión al SEIN: DT de 220 kV Carapongo – Malvinas
Dada la característica urbana del área
atravesada por la misma, la misma
debe ser en su totalidad subterránea.
Página 30Análisis del sistema en el año horizonte (2046)
Conexión al SEIN: DT de 220 kV Carabayllo – Mirador –
Malvinas
El primer tramo Carabayllo-Mirador en
línea aérea, y el tramo Mirador-Malvinas
subterráneo, teniendo en cuenta el
desarrollo habitacional previsto en esa
zona durante los próximos años.
Página 31Análisis del sistema en el año horizonte (2046)
Conexión al SEIN: DT 220 kV Nueva Ancón 500 kV –
Aeropuerto
El desarrollo de la traza resulta en un
primer tramo sobre la Panamericana
Norte en la zona de Ancón y un cruce
hasta la zona del barrio Profam en línea
aérea, y el segundo tramo, al ingresar en
la zona urbanizada, subterráneo.
Página 32Análisis del sistema en el año horizonte (2046)
Resultados alternativas de conexión al SEIN
Según surge de la comparación de los valores presentes de los costos de
inversión, operación y mantenimiento y pérdidas durante un período de 10
añosla alternativa 3, o sea la línea DT 220 kV desde una nueva SET 500 kV
Ancón hasta la SET Aeropuerto, es la óptima.
Página 33Análisis del sistema en el año horizonte (2046)
Nuevas subestaciones AT/MT en 60/20/10 kV
Esta alternativa requiere la incorporación de la SET 220/60 kV San Miguel
conectada a las SETs Aeropuerto y Malvinas, para reforzar la inyección de
potencia en la red de 60 kV de la zona de AD de Lima Norte, de manera de
permitir la alimentación de las nuevas 11 SETs AT/MT en 60/20/10 kV.
Las conexiones de las SETs 60/20/10 kV se efectúan en todos los casos en
cable subterráneo DT 60 kV de conductor Cu XLPE 1200 mm2.
Página 34Análisis del sistema en el año horizonte (2046)
Nuevas subestaciones AT/MT en 220/20/10 kV
En esta alternativa las nuevas SETs en 220/60/10 kV se conectan a la red de
220 kV. No se requiere la incorporación de la SET 220/60 kV San Miguel, la
que se convierte en una SET 220/20/10 kV adicional.
Las conexiones de las SETs 220/20/10 kV se efectúan en todos los casos en
cable subterráneo DT 220 kV de conductor Cu XLPE 1200 mm2.
Página 35Análisis del sistema en el año horizonte (2046)
Alternativas de desarrollo de SETs AT/MT
Costos presentes [millones USD]
Alternativa
Inversión OYM Pérdidas TOTAL
SETs de 60/10 kV en zona AD
1 370 66 10 445
SET 220/60 kV San Miguel
2 SETs de 220/10 kV en zona AD 329 61 8 398
Según surge de la comparación de los valores presentes de los costos de
inversión, operación y mantenimiento y pérdidas durante un período de 10
años, surge que la alternativa 2, o sea el desarrollo de las nuevas SETs en
220/20/10 kV, es la óptima.
Página 36Análisis del sistema en el año horizonte (2046)
Ubicación de las SET 220/20/10 kV
Página 37También puede leer
