TP 2 – Factor de Carga (2015) - Cátedras Facultad de Ciencias

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUCUMÁN
Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología
CENTRALES ELÉCTRICAS
TRABAJO PRÁCTICO Nº 2
FACTORES DE CARGA Y UTILIZACIÓN
ALUMNO:
AÑO 2015
Factores De Carga y Utilización 2015
INTRODUCCIÓN
El Factor de Carga es un parámetro adimensional vinculado al análisis de la
demanda de un Sistema Eléctrico. Se define como la relación que existe entre
la energía efectivamente consumida a lo largo de un período de tiempo
determinado y la que se obtiene de multiplicar el valor de la demanda máxima
registrada en el período por el intervalo de tiempo.
De la misma forma, en el análisis de comportamiento de las Centrales
Eléctricas, se estudia el denominado Factor de Utilización, también conocido
como factor de capacidad o factor de producción. En este caso, el factor
relaciona la energía efectivamente abastecida por la central y la energía teórica
que produciría si la central funcionara la totalidad del tiempo considerado a su
Potencia nominal (en general el tiempo de análisis es de 1 año).
Los factores de utilización tienen una gran variabilidad dependiendo de la
disponibilidad de la fuente de energía utilizada (combustible, agua, viento, sol,
etc), como así también del tipo de central analizada (nuclear, TG, CC, hidro,
eólica, etc).
Tenga en cuenta que este factor no debe confundirse con otros factores como
los de disponibilidad, de potencia o la eficiencia misma de la central.
Es común también evaluar el factor de utilización de la central en función del
denominado tiempo de utilización que es el tiempo equivalente en horas que
debería funcionar la planta a su Potencia nominal para abastecer la energía
efectivamente abastecida.
VARIABLES
ED
PDmáx
PDmín
EG
PGmáx
PGmín
PGnom
Pinst
Pdisp
t
Energía Demandada (Wh)
Potencia Demandada Máxima (W)
Potencia Demandada Mínima (W)
Energía Generada (Wh)
Potencia Generada Máxima (W)
Potencia Generada Mínima (W)
Potencia de Generación Nominal (W)
Potencia Instalada (W)
Potencia Disponible (W)
Intervalo de tiempo considerado (seg)
Página 2
Factores De Carga y Utilización 2015
ECUACIONES
Demanda:
 Potencia demandada promedio: 𝑃𝐷𝑚𝑒𝑑 =
 Factor de Carga: 𝑓𝑐𝑎𝑟 =
𝐸𝐷
𝑃𝐷𝑚á𝑥 ∙ 𝑡
𝐸𝐷
→ 𝑓𝑐𝑎𝑟 =
𝑡
𝑃𝐷𝑚𝑒𝑑
𝑃𝐷𝑚á𝑥
Generación:
 Potencia generada promedio: 𝑃𝐺𝑚𝑒𝑑 =
 Factor de utilización: 𝑓𝑢𝑡𝑖𝑙 =
𝐸𝐺
𝑃𝐷𝑚á𝑥 ∙ 𝑡
𝐸𝐺
 Tiempo de utilización: 𝑡𝑢𝑡𝑖𝑙 =
𝑃𝐺𝑛𝑜𝑚
𝐸𝐺
𝑡
→ 𝑓𝑢𝑡𝑖𝑙 =
𝑃𝐺𝑚𝑒𝑑
𝑃𝐺𝑛𝑜𝑚
→ 𝑡𝑢𝑡𝑖𝑙 = 𝑓𝑢𝑡𝑖𝑙 ∙ 𝑡
PROBLEMA 1
En los siguientes gráficos se muestran curvas de carga típicas a nivel SADI para
los días hábiles de los meses de Diciembre de 2014 y Julio 2015.
Curva de Carga Promedio - Diciembre 2014
20
18,241
19,010
19,545
18,616
18,301
17,693
19,125
19,527
19,587
19,444
19,092
18,695
8
18,279
7
17,625
6
16,791
5
15,557
4
14,227
3
13,754
2
14,329
14,574
1
5
14,201
15,063
10
15,875
15
17,050
Potencia Demandada [GW]
25
0
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Página 3
Factores De Carga y Utilización 2015
Curva de Carga Promedio - Julio 2015
20
17,340
18,563
19,420
19,851
19,622
18,146
16,462
16,228
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
16,386
9
16,293
8
16,606
7
17,020
6
17,493
5
17,535
14,437
4
17,156
13,469
3
16,529
13,157
2
15,923
13,178
5
13,552
10
15,680
15
14,337
Potencia Demandada [GW]
25
0
1
En base a las mismas, se solicita determinar:
a) Horario y valor de las potencias máximas.
b) Horario y valor de las potencias mínimas.
c) Energía diaria.
d) Factor de carga.
e) Curva ordenada de carga
PROBLEMA 2
a) La Central Hidráulica Yaciretá generó durante el año 2014 la suma de
20.314.665 MWh. La represa cuenta con 20 turbinas con una capacidad
de generación nominal de 155 MW cada una. Considerando que hubo
plena disponibilidad de las máquinas durante todo el año mencionado
determinar el factor de utilización anual de la central.
b) En la misma central, durante el primer semestre del año 2015 se generó
11.396.613 MWh sin embargo la turbina Nº 14 estuvo indisponible por
mantenimiento a lo largo de ese tiempo. ¿Cuál fue el nuevo factor de
utilización bajo estas condiciones?
Página 4
Factores De Carga y Utilización 2015
PROBLEMA 3
En el siguiente gráfico se muestran las energías suministradas a la red
mensualmente (en MWh) por 4 complejos de generación eléctrica con distintas
fuentes de energía:
Complejo
Potencia Instalada
Cañada Honda
5 MW
Rawson
77,4 MW
Atucha 1
362 MW
Tipo de Central
Fotovoltaica
Eólica
Nuclear
JUL-14
AGO-14
SEP-14
OCT-14
NOV-14
DIC-14
ENE-15
FEB-15
MAR-15
ABR-15
MAY-15
JUN-15
724
846
880
960
914
942
916
771
813
742
699
606
22.370
28.566
27.720
22.676
26.605
26.631
26.167
20.727
18.982
21.799
24.080
29.771
254.153
252.911
31.399
145.656
240.981
246.078
244.606
223.633
200.530
0
0
0
AES Paraná
845,3 MW
Ciclo
Combinado
414.779
319.538
445.062
519.997
436.241
454.122
467.087
469.526
341.589
0
431.168
456.840
En base a estos datos, se solicita determinar el factor de utilización y el tiempo
de utilización de cada una por semestre (2do semestre 2014 y 1er semestre
2015)
Analice los resultados y explique las diferencias entre los resultados.
Página 5