Determinación de la alternativa óptima de transmisión en 60 KV para el suministro eléctrico de la planta Nitratos del Perú

Abstract

En la presente Tesis se aplicarán algunas de las metodologías de planificación para proponer una solución al problema originado en el Sistema Eléctrico Pisco ante el ingreso de Nitratos del Perú. El objetivo es evaluar las alternativas factibles y determinar la barra de conexión que alimentará la carga en forma confiable y con los niveles de calidad exigidos por norma, sin comprometer la seguridad del sistema. Hipótesis: “El Sistema Eléctrico existente de ELECTRODUNAS no podrá para atender en forma satisfactoria la demanda de la planta Nitratos del Perú, dado que carece de capacidad de transmisión en sus líneas y subestaciones cercanas a la carga. Eso implica que el cliente deberá dimensionar, construir y operar su propio sistema de transmisión optimizando su adecuación al sistema existente para un horizonte mínimo de 10 años.” Este trabajo de Tesis se desarrolla en los siguientes 5 capítulos: El Capítulo I es la Introducción de la Tesis. En él se describen los antecedentes, la formulación del problema, el objetivo general y los objetivos específicos, hipótesis y justificación de la investigación. El Capítulo II contiene el marco teórico de la planificación de los sistemas de transmisión eléctrica. Desarrolla los objetivos y criterios que se toman en cuenta en la planificación y las metodologías que se aplican en la actualidad para la evaluación y comparación de alternativas. Se profundiza en la metodología basada en técnicas de optimización donde se aplican diversos modelos matemáticos como el híbrido lineal y sus algoritmos de solución heurísticos como el de Villasana-Garver. En el Capítulo III se realiza la evaluación de la demanda en el Sistema Eléctrico Pisco. Se describe la metodología de proyección empleada por ELECTRODUNAS y aprobada por OSINERGMIN. Se muestran los resultados desde el año base 2010 hasta el 2022 y se identifican las líneas y subestaciones que sobrepasarán su capacidad de diseño. Además se presenta una propuesta de modificación de la proyección al considerar el ingreso de la carga Nitratos en el año 2014 y su crecimiento por etapas hasta el 2022. En el Capítulo IV se describe el método particular que se aplicará en la evaluación de alternativas de transmisión eléctrica para Nitratos del Perú. Se desarrolla la metodología de planificación mediante Técnicas de Optimización. Se aplica el modelo híbrido lineal al sistema eléctrico Pisco, simplificándolo a su forma en por unidad y se resuelve el problema implementando el algoritmo heurístico Villasana-Garver en forma matricial usando el software MATLAB R2010a. Se obtiene una solución y se determina la alternativa óptima para Nitratos del Perú. Para validar el algoritmo y los resultados se muestra el comportamiento eléctrico del sistema completo empleando el flujo de potencia con el software NEPLAN V5.44. En el Capítulo V se re-evalúa la alternativa aprobada por OSINERGMIN para conectar la carga de Nitratos. Se propone una mejora al Plan de Inversiones Aprobado mediante la evaluación técnico-económica de las adiciones y reforzamientos planificados. Se elabora una alternativa de configuración para el Sistema Eléctrico Pisco que permita atender la nueva carga desde la barra Paracas 60kV cumpliendo con las Normas de Calidad aplicables. La alternativa propuesta se sustenta mediante el análisis de los resultados de los flujos de potencia realizados con NEPLAN V5.44 para el horizonte 2012-2022. La comparación final entre las alternativas de configuración se realizará empleando el valor presente de los costos totales de inversión, las pérdidas técnicas y costos de operación y mantenimiento. Finalmente en las Conclusiones se repasan e interpretan los resultados obtenidos en cada capítulo, donde se evaluó las alternativas factibles y se determinó la barra de conexión que alimentará la carga Nitratos del Perú en forma confiable y con los niveles de calidad exigidos por norma. Además, se realiza la comparación técnico-económica final de los Planes de inversión, seleccionando la mejor alternativa.