tiempos máximos de aislamiento rápido para prs

CDEC-SIC
Dirección de Operación
ESTUDIO ESPECÍFICO
“TIEMPOS MÁXIMOS DE AISLAMIENTO RÁPIDO PARA
PRS”
Informe Final
Enero de 2011
CDEC-SIC Ltda.
(Centro de Despacho Económico de Carga del Sistema Interconectado Central)
Teatinos N°280 – Piso 6
Teléfono: (56 2) 424 6300
Fax: (56 2) 424 6301
Santiago – Chile
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www.cdec-sic.cl
“Tiempos máximos de Aislamiento Rápido para PRS”
Informe presentado por la DO del CDEC-SIC:
Rev.
1
Fecha
28-12-2010
Comentario
Informe Preliminar
Realizó
Juan Pablo Castillo
Revisó / Aprobó
Sergio Díaz/ Ernesto
Huber
2
07-01-2011
Informe Final
Juan Pablo Castillo
Sergio Díaz/ Ernesto
Huber
CDEC-SIC
Dirección de Operación - DOp
Diciembre de 2010
Índice
1
INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS ...........................................................................................2
2
ANTECEDENTES...................................................................................................................3
3
BASES DEL ESTUDIO...........................................................................................................4
3.1
3.2
3.3
4
Alcance............................................................................................................................ 4
Supuestos ........................................................................................................................ 4
Metodología ..................................................................................................................... 4
DESARROLLO DEL ESTUDIO ...............................................................................................5
4.1
Centrales con Aislamiento Rápido....................................................................................... 5
4.2
Características relevantes de centrales con Aislamiento Rápido ............................................. 6
4.3
Tiempos máximos de Aislamiento Rápido de centrales para PRS ........................................... 7
4.3.1 Centrales Térmicas ....................................................................................................... 7
4.3.2 Centrales Hidráulicas..................................................................................................... 7
5
COMENTARIOS Y CONCLUSIONES......................................................................................9
Tiempos máximos de Aislamiento Rápido para PRS
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Introducción y Objetivos
En el artículo 1-9 de la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio, en adelante NT, se
establecen los estudios y procedimientos que deberán elaborar las Direcciones de Operación
(DO) y de Peajes (DP), entre los cuales se incluye un Estudio Específico denominado “Tiempos
máximos de Aislamiento Rápido para PRS”.
De conformidad con lo señalado, la DO ha elaborado el estudio correspondiente que se resume
en el presente informe y cuyo objetivo principal es estimar los tiempos máximos en los que las
centrales que cuentan con capacidad de Aislamiento Rápido podrían estar operando separadas
del sistema alimentando sus servicios auxiliares y, eventualmente, consumos internos.
Con el objeto de disponer el alcance y orientación del estudio, en el punto 2 del informe, se
proporcionan los antecedentes relacionados con las exigencias establecidas en la NT.
A continuación, en el punto 3, se establece la metodología que se aplica en el presente estudio.
Dicha metodología, se adecua de la mejor manera posible a lo dispuesto en la NT, pero bajo un
conjunto de supuestos y consideraciones asociadas a los alcances del presente estudio.
En el punto 4, se presenta el desarrollo del estudio, siendo esto, el análisis cualitativo de las
características de aquellas centrales que cuentan con la capacidad de Aislamiento Rápido, para
así determinar los tiempos máximos de aislamiento rápido para PRS.
En el punto 5 se presentan las conclusiones y comentarios sobre las centrales que cuentan con
la característica de Aislamiento Rápido.
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Antecedentes
Los antecedentes disponibles son los que están establecidos en la Norma Técnica de Seguridad
y Calidad de Servicio, en adelante NT, y que se resumen de la siguiente forma:
•
En el Artículo 1-9 Titulo 1-3 “Exigencias Generales” de la NT, se establecen los estudios
que deberán desarrollar la DO y la DP, y en particular, se incluye un estudio específico
llamado “Tiempos Máximos de Aislamiento Rápido para PRS”.
•
En el punto 53) del Artículo 1-7 Título 1-2 “Abreviaturas y Definiciones” de la NT, se
establece que el Aislamiento Rápido corresponde a la capacidad de una unidad
generadora para desconectarse intempestivamente del SI y operar alimentando sólo sus
servicios auxiliares, luego de ocurrido un Apagón Total o Apagón Parcial.
•
En el Artículo 8-19 Título “8-3 Habilitación de Instalaciones de Generación” de la NT, se
establece que: “Para habilitar una unidad generadora o conjunto de ellas a participar en
el Aislamiento Rápido del PRS se deberá demostrar:
a) Capacidad de mantener alimentación de sus servicios auxiliares ante un Apagón
Total o Apagón Parcial del SI;
b) Verificación de coordinación de protecciones y automatismo de la unidad con
otras protecciones del SI; y
c) Capacidad de operar en forma estable alimentando sólo sus servicios auxiliares
durante un tiempo mínimo específico.”
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Bases del Estudio
3.1 Alcance
Los elementos que determinarán el alcance del estudio son:
•
Centrales con capacidad de Aislamiento Rápido, según lo informado por los respectivos
propietarios, y presentes en la última versión vigente del PRS (“ESTUDIO PARA PRS”
Octubre 2010).
•
Características de las centrales asociadas al punto precedente, informadas en la última
versión vigente del PRS (“ESTUDIO PARA PRS” Octubre 2010) y en la información
asociada al Capítulo Nº 9 de la NT.
•
Comportamiento observado en la operación real de las centrales que cuentan con la
capacidad de Aislamiento Rápido.
3.2 Supuestos
Los supuestos utilizados en este estudio son los siguientes:
•
Las centrales que poseen la característica de Aislamiento Rápido se no se ven afectadas
por el evento que provocó su desconexión del sistema, y quedan operando en forma
estable tras su desvinculación del sistema.
•
Las centrales que poseen la característica de Aislamiento Rápido cuentan con la
suficiente fuente de energía primaria (combustible, agua, etc.), de forma tal de poder
abastecer sus servicios auxiliares y consumos propios sin limitaciones por esta causa.
3.3 Metodología
Para la estimación de los tiempos máximos en los que las centrales que cuentan con capacidad
de Aislamiento Rápido podrían estar operando separadas del sistema alimentando sus servicios
auxiliares (y/o consumos propios), se analizarán sus características técnicas, en consideración
del comportamiento observado de éstas.
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Desarrollo del Estudio
4.1 Centrales con Aislamiento Rápido
A continuación se detallan las centrales del SIC que cuentan con capacidad de Aislamiento
Rápido, separadas por las áreas y zonas definidas en el PRS vigente.
Zona
Área Eléctrica
Diego de Almagro
Central
No
Norte
Maitencillo
No
Pan de Azúcar
No
Costa
No
Valle
No
Alto Jahuel
No
Cerro Navia
No
Quinta Región
Nueva Aldea I
Centro
Itahue
Licantén
(1)
(1)
Constitución E. Verde
Constitución
(1)
(1)
1)
Petropower
Biobío
Cholguán
Arauco
Sur
(1)
1)
Pullinque
Araucanía
Canutillar
Pilmaiquén
Valdivia
(1)
(1)
Centrales con capacidad de Aislamiento Rápido que se reconectan al sistema
una vez que éste se haya estabilizado
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4.2 Características relevantes de centrales con Aislamiento Rápido
A continuación se presentan las características relevantes de las centrales del SIC que cuentan
con capacidad de Aislamiento Rápido, de acuerdo con el PRS vigente.
Central
Nueva Aldea I
Licantén
(1)
(1)
Constitución E. Verde
Combustible
1
Térmica
Licor Negro
Tipo
Turbina
Vapor
1
Térmica
Licor Negro
Vapor
2
Térmica
Desecho Forestal
Vapor
1
Térmica
Licor Negro
Vapor
1)
1
Térmica
Derivado del Petróleo
Vapor
Vapor
Petropower
(1)
1
Térmica
Biomasa
1
Térmica
Licor Negro
Pullinque
3
Hidráulica Pasada
Francis
Canutillar
2
Hidráulica Embalse
Francis
Pilmaiquén
5
Hidráulica Pasada
Arauco
1)
Valdivia
(1)
Tipo
(1)
Constitución
Cholguán
(1)
Nº de unidades
(1)
1
Térmica
Vapor
Francis
Licor Negro - Biomasa Petróleo Diesel
Centrales con capacidad de Aislamiento Rápido que se reconectan al sistema una vez que éste se haya estabilizado.
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4.3 Tiempos máximos de Aislamiento Rápido de centrales para PRS
A continuación se analizan las características de las centrales que cuentan con capacidad de
Aislamiento Rápido, indicadas en el punto 4.1.
4.3.1 Centrales Térmicas
Las centrales térmicas que cuentan con capacidad de Aislamiento Rápido son las centrales
Nueva Aldea I, Licantén, Constitución E. Verde, Constitución, Petropower, Cholguán, Arauco y
Valdivia.
En el caso de las centrales Nueva Aldea I, Licantén, Constitución E. Verde, Constitución,
Cholguán, Arauco y Valdivia, las cuales funcionan en base a derivados del procesamiento de
celulosa y materias forestales, y que exportan al sistema sólo sus excedentes, cuando se
produce un evento en el sistema que provoca su aislamiento de él, quedarán en funcionamiento
alimentando sus servicios auxiliares, consumos internos, y eventualmente consumos del sistema
(caso de las centrales de la zona de Constitución). Habida consideración de las características de
estas máquinas y sus procesos, no se vislumbran problemas para que operen alimentando sólo
sus consumos internos, a la espera de la estabilización del sistema para poder volver a
vincularse a éste.
Dado que estas centrales, de acuerdo con lo indicado en el PRS vigente, “se reconectan al
sistema una vez que éste se haya estabilizado”, estas centrales sólo pueden considerarse con
capacidad de Aislamiento Rápido para las etapas finales del PRS.
En el caso de central Petropower, la cual producto del terremoto del 27 de febrero de 2010 se
encuentra indisponible, y en proceso de reparación, no se analizará su capacidad de Aislamiento
Rápido, dado que no es posible evaluar esta característica hasta que se realicen sus pruebas de
puesta en servicio tras el término de las reparaciones (estimadas para finales de enero de
2011).
De todos modos, en forma análoga al caso de las centrales asociadas a procesos forestales,
Petropower, de acuerdo con lo indicado en el PRS vigente, está dentro de las centres indicadas
que “se reconectan al sistema una vez que éste se haya estabilizado”. Luego, esta central sólo
podría considerarse con capacidad de Aislamiento Rápido para las etapas finales del PRS.
4.3.2 Centrales Hidráulicas
Las centrales hidráulicas que cuentan con capacidad de Aislamiento Rápido son las centrales
Canutillar, Pullinque y Pilmaiquén.
En el caso de las centrales Pullinque y Pilmaiquén, tras producirse su desconexión del sistema,
estando un funcionamiento con más una máquina, se producirá la salida de servicio de algunas
máquinas por operación de protecciones (sobrefrecuencia, sobretensión, etc.), hasta quedar
operando sólo una máquina, alimentando sus servicios auxiliares y, eventualmente, algunos
consumos conectados desde las barras de 66 kV.
En el caso de la central Pilmaiquén, en general quedan en servicio sus unidades Nº 4 o Nº 5, las
cuales son además las de mayor tamaño. En el caso de la central Pullinque, dado que sus tres
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unidades son de igual capacidad, no se da el caso anterior en cuanto a que sea más probable
que quede en servicio de manera preferente alguna de las unidades sobre otra.
En el caso de la central Canutillar, al desvincularse del sistema, sus servicios auxiliares quedarán
alimentados por los grupos de emergencia que ella posee, quedando en servicio una de las dos
unidades.
Dado que estas tres centrales son de tipo hidráulicas, no se aprecian problemas que pudieran
provocar su salida de servicio mientras el sistema se reestablezca para volver a vincularlas a él,
en un horizonte de tiempo indefinido.
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Comentarios y Conclusiones
De acuerdo con los alcances y objetivos del presente estudio así como las características de las
centrales indicadas en el punto 4.1, se han estimado los tiempos en los que las centrales que
cuentan con capacidad de Aislamiento Rápido podrían estar en operando separadas del sistema
alimentando sus servicios auxiliares (y eventualmente consumos internos) sin presentar
problemas.
Bajo el supuesto que el evento que provocó la desconexión de alguna de las centrales del SIC
indicadas en este estudio no ha repercutido directamente sobre las centrales y sus procesos, no
se vislumbran problemas de tiempo ocasionados por problemas eléctricos o mecánicos que
pudieran provocar la salida de servicio de las máquinas mientras se encuentran operando
aisladas del sistema
Vale la pena mencionar que sólo las centrales hidráulicas que cuentan con capacidad de
Aislamiento Rápido podrían retornar al sistema antes que éste se encuentre totalmente
estabilizado, a partir de otras maniobras realizadas en él, y con ello contribuir a su estabilidad.
En el caso de las centrales térmicas que cuentan con Aislamiento Rápido (las turbinas a vapor),
éstas sólo pueden conectarse al sistema una vez que éste se encuentre estabilizado, por lo que
sólo podrán aportar sus excedentes, si los tuvieran a partir de dicho momento, en las etapas
posteriores del PRS.
Finalmente, se concluye que las centrales hidráulicas indicadas previamente (Canutillar,
Pilmaiquén y Pullinque) pueden considerarse con capacidad de Aislamiento Rápido para el PRS,
capacidad que se puede disponer durante el tiempo que sea necesario para volver a aportar
energía al sistema.
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