DEMANDA_DEL_SIST_ELECT_VENEZOLANO_ANTE_SUSTITUCION_MASIVA_DE_BOMBILLOS_INCAND_POR_LFCs.pdf

I CONGRESO VENEZOLANO DE REDES Y ENERGÍA
ELÉCTRICA
Noviembre 2007
Comité Nacional Venezolano
363
EFECTO EN LA DEMANDA DEL SISTEMA ELÉCTRICO NACIONAL DEBIDO A LA
SUSTITUCIÓN DE BOMBILLOS INCANDESCENTES POR BOMBILLOS DE ALTA
EFICIENCIA
W. Guerrero*
E. Pérez **
J. Bastidas*
* OPSIS/CNG
** MENPET
RESUMEN
La Misión Revolución Energética, creada por el Gobierno Nacional para promover un mejor
aprovechamiento de los recursos energéticos adelantó el “Programa de Sustitución de Bombillos
Incandescentes por Bombillos de Alta Eficiencia”, cuyo objetivo fue reducir el consumo de energía
eléctrica en el sector residencial. Este programa se inició el 17 de noviembre de 2006 y finalizó el 23 de
abril de 2007, alcanzando sustituir 53.165.181 bombillos en el sector residencial venezolano.
A los fines de cuantificar los resultados esperados, el Centro Nacional de Gestión - CNG realizó un
análisis para determinar el ahorro en megavatios (MW) medidos a la hora de máxima demanda (20:00
horas) durante y hasta el cierre del programa. Este análisis tomó en cuenta la información de demanda por
empresa eléctrica disponible en el CNG, recolectada a través del Sistema de Adquisición de Datos –
SCADA. El ahorro medido en potencia al cierre del programa fue de 1.400 MW para la hora 20,
estimando un ahorro en energía al cierre del año 2007 de 2.486 GWh, representando esta última cifra un
ahorro equivalente de 4,3 MM de barriles de petróleo.
El presente trabajo desarrolla las metodologías utilizadas para cuantificar los ahorros de energía y potencia
y muestra el efecto sobre la operación del Sistema Eléctrico Nacional.
PALABRAS CLAVE
Eficiencia
Ahorro
Potencia
Energía Eléctrica
Combustible
SCADA
[email protected]
PREMISAS
1. Se consideró que los bombillos están encendidos únicamente durante la noche y en mayor
cantidad a la hora 20, independiente de la región del país, esto es, se desprecia el efecto de los
bombillos en el comportamiento de la demanda durante el día.
2. En el análisis desarrollado se utilizó días tipos, es decir, días con el mismo patrón de
demanda, para nuestro caso días laborables.
3. Se suprime el efecto de la carga industrial de Guayana, ya que la misma presenta un
comportamiento dependiente únicamente de la producción y con variaciones en la carga de
alrededor de 400 MW.
4. Se asumió que las condiciones climatológicas no cambian bruscamente para un determinado
día, es decir, entre la hora 15 y la hora 20 de un mismo día se mantienen las condiciones
climatológicas, en este sentido, el efecto de la temperatura en el análisis de la demanda se
minimiza.
METODOLOGIA BASADA EN EL CÁLCULO DE LA DIFERENCIA PORCENTUAL (∆
%) DE LA DEMANDA ENTRE LA HORA 15 Y LA HORA 20
Esta metodología se basó en determinar la serie de tiempo “diferencia porcentual (∆%)”
calculada como la diferencia porcentual entre la demanda de la hora 15 (máxima demanda
durante el día) y la demanda de la hora 20 (máxima demanda durante la noche). Se analizó el
comportamiento de esta serie de tiempo “diferencia porcentual (∆%)”, comparando el período de
sustitución de bombillos en relación con la historia. En tal sentido, la diferencia entre ambos
valores (DP%) determinó el ahorro producto de la instalación de los bombillos de alta eficiencia.
∆%
∆%
DP%: Porcentaje en que se redujo la demanda
Ph20 = Demanda en MW a la hora 20.
Ph15 = Demanda en MW a la hora 15.
La siguiente figura muestra el comportamiento típico de la demanda horaria del SEN. Esta figura
nos permite observar con facilidad la construcción de la serie de tiempo “diferencia porcentual
(∆%)” antes descrita.
1
Curva de Demanda Horaria del SIN en MW
DEMANDA HORARIA
DEL RSEN (DEM SEN - DEM GUAYANA)
MW
12400
12200
Ph20= 12.126 MW
12000
11800
Δ%
11600
Ph20 − Ph15
Ph20
=
11400
Δ % = 8,6%
Ph15 = 11.083 MW
11200
11000
10800
10600
10400
10200
10000
9800
9600
9400
9200
9000
8800
8600
8400
8200
8000
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Hora
Utilizando la demanda histórica disponible, se determinó la “diferencia porcentual (∆%)” en el
período de Octubre a Abril de los años 2004/2005, 2005/2006 y 2006/2007, permitiendo medir
para el período 2006/2007 (Inicio del Programa de sustitución de bombillos), el efecto directo
que tienen los bombillos de alta eficiencia en la demanda.
Adicionalmente se utilizó la tendencia polinomial de orden dos (2) como el mejor ajuste a la serie
“diferencia porcentual (∆%)” histórica construida, descartando la incidencia de valores fuera de
rango, tales como días feriados y días de ocurrencia de eventos importantes (fallas).
Esta metodología se aplicó durante y hasta el cierre del programa (23 de Abril del 2007),
analizando la demanda de cuatro (4) áreas del SEN, específicamente:
•
•
•
•
La demanda a Nivel Nacional (Demanda SEN)
La demanda en el sistema de la Región Capital (Demanda EDC)
La demanda sobre el estado Zulia (Demanda ENELVEN/ENELCO)
La demanda sobre el estado Nueva Esparta (Demanda SENECA)
2
RESULTADOS:
% de Demanda PORCENTUAL
SEN DIFERENCIA
entre las 15:00 y 20:00
horas,
período
DEL
RSEN[Octubre/Abril]
DIFERENCIA
(Δ%%)
DEMANDA
DEL RSEN
20%
19%
18%
17%
16%
15%
14%
13%
12%
11%
10%
9%
8%
7%
6%
5%
~ 8,5 %
4%
3%
Ahorro = ~ 1400 MW
2%
1%
0%
-1% 1
3
5
7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85
Octubre
Noviembre
Diciembre
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Oct-04-Abr-05
Oct-05-Abr-06
Oct-06-Abr-07
Polinómica
Polinómica
(Oct-05-Abr-06)
Polinómica
(Oct-06-Abr-07)
Tendencia(Oct-04-Abr-05)
Tendencia
Tendencia
DIFERENCIA
%) período
DEMANDA
DE EDC
% de Demanda EDCPORCENTUAL
entre las 15:00 y 20:00(Δ
horas,
[Octubre/Abril]
12%
11%
10%
9%
8%
7%
6%
5%
4%
3%
2%
1%
0%
-1%
-2%
-3%
-4%
-5%
~8%
-6%
-7%
-8%
-9%
-10%
Ahorro = ~ 163 MW
-11%
-12%
Octubre
Noviembre
Diciembre
Enero
Febrero
Marzo
Abril
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87
Oct-04-Abr-05
Oct-05-Abr-06
Oct-06-Abr-07
Tendencia(Oct-04-Abr-05)
Tendencia(Oct-05-Abr-06)
Tendencia
Polinómica
Polinómica
Polinómica
(Oct-06-Abr-07)
3
% de Demanda
ENELVEN entre
15:00
y 20:00 horas,DE
período
[Octubre/Abril]
DIFERENCIA
PORCENTUAL
(Δlas%)
DEMANDA
ENELVEN
+ ENELCO
20%
19%
18%
17%
16%
15%
14%
13%
12%
11%
10%
9%
8%
7%
6%
~ 9,5 %
5%
4%
3%
Ahorro = ~ 220 MW
2%
1%
0%
-1% 1 3
5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87
Octubre
Noviembre
Diciembre
Enero
Febrero
Marzo
Abril
-2%
Oct-04-Abr-05
Polinómica
Tendencia(Oct-04-Abr-05)
Oct-05-Abr-06
Polinómica
(Oct-05-Abr-06)
Tendencia
Oct-06-Abr-07
Polinómica
(Oct-06-Abr-07)
Tendencia
% de Demanda SENECA
entre las 15:00 y(Δ
20:00
período [Octubre/Abril]
DIFERENCIA
PORCENTUAL
%)horas,
DEMANDA
DE SENECA
24%
23%
22%
21%
20%
19%
18%
17%
16%
15%
14%
13%
12%
11%
10%
9%
8%
7%
6%
5%
4%
3%
2%
1%
0%
~7%
Ahorro = ~ 22 MW
1
Octubre
3
5
7
9
11
Noviembre
13 15 17
19
Diciembre
21 23 25
27
29
Enero
31 33
35
37
39
Febrero
41 43
45
47
Marzo
49 51
53
55
Oct 04-Abr 05
Oct 05-Abr 06
Oct 06-Abr 07
Polinómica
Tendencia (Oct 04-Abr 05)
Polinómica
Tendencia (Oct 05-Abr 06)
Polinómica
Tendencia (Oct 06-Abr 07)
Abril
57
4
Resumen de resultados indicando el ahorro en MW para cada una de las áreas (empresas)
mencionadas:
EFECTO DE LA SUSTITUCIÓ
SUSTITUCIÓN DE LOS BOMBILLOS INCANDESCENTES
POR BOMBILLOS DE ALTA EFICIENCIA SOBRE LA DEMANDA
Al 23 de abril de 2007
EMPRESA
SENECA
EDC
ENELVEN/ENELCO
RESTO SEN
SEN
N°
N° Bombillos sustituidos
776.268
3.893.043
7.243.431
41.252.439
53.165.181
Ahorro Calculado [MW]
22 MW
163 MW
220 MW
995 MW
1400 MW
VALIDACIÓN DE RESULTADOS
Para validar los resultados asociados al ahorro en la demanda del SEN de 1.400 MW una vez
culminado el proceso de sustitución de bombillos, se analizó la serie histórica de la demanda del
SEN a la hora 20 para los años 2005, 2006 y 2007 tal como se muestra en la siguiente figura. Se
observó que históricamente el valor de demanda máxima de un año determinado se obtiene en el
último trimestre y se alcanza nuevamente este valor en el primer trimestre del año siguiente. En
este sentido, el valor de demanda máxima del SEN para el año 2005 se obtuvo en el mes de
octubre con 14.687 MW, alcanzándose nuevamente este valor en el mes de marzo del año 2006 y
alcanzando 15.095 MW para el mes de abril, lo que supera la demanda máxima de octubre 2005
en 2,72% que representa 400 MW.
Utilizando el mismo razonamiento para los años 2006 y 2007 se tiene que el valor de demanda
máxima del SEN para el año 2006 se obtuvo en el mes de octubre con 15.945 MW, esperándose
alcanzar nuevamente este valor en el mes de marzo del año 2007 y incrementando 2,72% para el
mes de abril, lo que se traduce en una demanda esperada de 16.378 MW. Sin embargo, con el
programa de sustitución de bombillos incandescentes por bombillos de alta eficiencia, al cierre
del mes de abril del año 2007 la demanda alcanzada fue de 15.005 MW, observándose una
reducción con respecto a la demanda esperada de 1.373 MW. Se señala que este valor coincide
con el ahorro calculado con la metodología expuesta en este informe.
5
MW
16500
16378 MW
2,72% (433 MW)
16000
15945 MW
1373 MW
15500
15005 MW
15087 MW
15000
2,72% (400 MW)
14687 MW
14500
14000
13500
13000
12500
12000
13579113
115
17
19
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
41
43
45
47
49
51
53
55
57
59
61
63
65
67
69
71
73
75
77
79
81
83
85
87
89
91
93
95
97
99
101
103
105
107
109
111
113
115
117
119
121
123
125
127
129
131
133
135
137
139
141
143
145
147
149
151
153
155
157
159
161
163
165
167
169
171
173
175
177
179
181
183
185
187
189
191
193
195
197
199
201
203
205
207
209
211
213
215
217
219
221
223
225
227
229
231
233
235
237
239
241
243
245
247
249
251
253
255
257
259
261
263
265
267
269
271
273
275
277
279
281
283
285
287
289
291
293
295
297
299
301
303
305
307
309
311
313
315
317
319
321
323
325
327
329
331
333
335
337
339
341
343
345
347
349
351
353
355
357
359 MES
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
2005-H20
Junio
Julio
2006-H20
Agost
o
Septiembr
e
Octubre
Noviembr
e
Diciembr
e
2007-H20
CONCLUSIONES
Se demuestra a través de la metodología aplicada que existe una disminución en la Demanda del
Sistema Eléctrico Nacional alrededor de los 1.400 MW al cambio de los 53 millones de
bombillos.
En seis meses se redujo la demanda eléctrica nacional en 1.400 MW para la hora de máxima
demanda (hora 20), estimándose un ahorro en energía al cierre del año 2007 de 2.486 GWh, lo
que se traduce en un ahorro equivalente de 4,3 MM de barriles de petróleo.
Se mejora sustancialmente las condiciones de operación del SEN, favoreciendo una operación en
horas de máxima demanda con niveles de tensión adecuados en la red de transmisión, aún con
fuerte indisponibilidad del Parque Térmico.
Disminuye sustancialmente la probabilidad de operación sin reserva rodante y en consecuencia
con racionamiento de carga prevista para el año 2007, partiendo de los pronósticos iniciales de
demanda para el año 2007.
RECOMENDACIONES
1. Estudiar y aplicar medidas para hacer accesible a la colectividad en general la adquisición
de luminaria de alta eficiencia.
2. Realizar estudios de armónicos de corriente, respuesta dinámica del sistema de potencia,
factor de potencia y sus efectos, a fin de determinar el impacto que tiene sobre el sistema
eléctrico de potencia la sustitución de 53 millones de bombillos incandescentes por
bombillos de alta eficiencia.
6
BIBLIOGRAFÍA
[1]
Makridakis Spyros – Wheelwrigth Steven C, “Métodos de Pronósticos” Limusa – Balderas 95, D.F.
- 2000.
7