DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE CONVERSIÓN HIDRÁULICO

Presentación del tema: "DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE CONVERSIÓN HIDRÁULICO"— Transcripción de la presentación:

1 DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE CONVERSIÓN HIDRÁULICO
CENTRAL HIDROELÉCTRICA CHIVOR Octubre de 2016

2 REQUERIMIENTOS REGULATORIOS
Con el fin de dar cumplimiento a los requerimientos del Acuerdo No. 694 del Consejo Nacional de Operación (CNO), AES CHIVOR & CIA S.C.A E.S.P. contrató los servicios de INGETEC S.A., para realizar la auditoría a las pruebas de medición para establecer el Factor de Conversión Hidráulico de las unidades de generación de la Central Hidroeléctrica Chivor. Para la realización de las pruebas se siguió el procedimiento establecido en el documento “Protocolo para la estimación del factor de conversión de plantas hidráulicas”, aprobado por el Acuerdo No. 694 de agosto 6 de 2014 emitido por el CNO. La medición de los caudales se realizó mediante el método de ultrasonido, definido por AES CHIVOR & CIA S.C.A E.S.P. para tal fin, con base en los lineamientos establecidos en el Anexo No. 3 del protocolo mencionado. Las pruebas se realizaron para los percentiles 25, 50, 75 y 90 de los niveles del embalse registrados y reportados diariamente ante el Centro Nacional de Despacho (CND) durante los últimos seis (6) años finalizados en el mes de diciembre de 2015, periodo comprendido entre el 01/01/2010 al 31/12/2015.

3 DATOS GENERALES DE LA PLANTA
La Central Hidroeléctrica de Chivor tiene las siguientes características: Capacidad instalada: 1000 MW Tipo de planta: Embalse regulador Número de unidades: 8 Turbina tipo: Pelton Potencia nominal de las unidades: 125 MW Nivel máximo físico del embalse: 1278,00 msnm Nivel mínimo normal del embalse: 1190,00 msnm Volumen máximo normal del embalse: 587,59 Hm3 Elevación eje de las turbinas: 471,50 msnm

4 Determinación de los percentiles de nivel de embalse
Con los niveles de embalse diarios reportados al CND durante el periodo comprendido entre el 01/01/2010 hasta el 31/12/2015 y según lo establecido en el Anexo No. 1. del Protocolo para la estimación del Factor de Conversión de Plantas Hidráulicas, se calcularon los percentiles de nivel del embalse en los que se deben realizar las pruebas para establecer el Factor de Conversión Hidráulico de la central, obteniendo los siguientes resultados: Percentil Nivel [m.s.n.m] 20 1237,20 25 1243,64 30 1248,59 35 1254,49 40 1259,09 45 1262,73 50 1265,39 55 1268,84 60 1270,44 65 1271,82 70 1272,96 75 1273,83 80 1274,58 85 1275,09 90 1275,54 95 1276,10

5 MEDICIÓN DE CAUDAL La medición de los caudales se realizó mediante el método de ultrasonido, definido por AES CHIVOR & CIA S.C.A E.S.P. para tal fin, con base en los lineamientos establecidos en el Anexo No. 3 del Protocolo para la estimación del factor de conversión de plantas hidráulicas”, aprobado por el Acuerdo No El equipo utilizado para medición de caudal es General Electric  Panametrics,  modelo PT878 serie 02605, con certificado de calibración del Laboratorio SERVIMETERS S.A.  Acreditado por ONAC  con estampilla de calibración # 250

6 SISTEMA DE MEDICIÓN DE ENERGÍA
AES Chivor se tiene en sus Fronteras de generación registradas ante el ASIC medidores de energía Schneider Electric, Modelo ION8650, clase de exactitud 0.2S, de los cuales se tomaron los registros de energía para el cálculo de Factor de conversión. Los certificados de calibración fueron entregados por el Laboratorio de VERITEST LTDA, Acreditado por la ONAC y se encuentran vigentes de acuerdo con la resolución No. 038 del 20 de marzo 2014.

7 Desarrollo de las pruebas
Las pruebas se realizaron entre junio y septiembre de 2016 y en todas las pruebas estuvo presente personal representante de AES Chivor e ingenieros representantes del Auditor INGETEC. Percentil Fecha de realización de la prueba Nivel embalse promedio durante la medición [m.s.n.m] 25 23 de junio de 2016 1243,84 50 17 de julio de 2016 1263,25 75 01 de agosto de 2016 1273,16 90 17 de septiembre de 2016 1275,78

8 FORMULACIÓN Factor de conversión
Teniendo en cuenta las definiciones presentes en el Acuerdo No. 694 del CNO, el Factor de Conversión Hidráulico es la relación entre la potencia eléctrica generada neta y la unidad de caudal necesaria para generar esa potencia, para una cabeza hidráulica determinada. Este factor, con unidades en MW/(m3/s), se calcula como sigue: Donde: FC - Factor de conversión [MW/(m3/s)] Nel - Potencia eléctrica [kW] Q - Caudal [m3/s]

9 CÁLCULO DEL FACTOR DE CONVERSIÓN HIDRÁULICO
Las pruebas se realizaron para cada unidad de generación independientemente. A continuación se presentan las tablas para el factor de conversión de cada una de las unidades de la Central Hidroeléctrica de Chivor para los percentiles 25, 50, 75 y 90. CENTRAL HIDROELÉCTRICA CHIVOR - P_25 FACTOR DE CONVERSIÓN HIDRÁULICO No 1 No 2 No 3 No 4 No 5 No 6 No 7 No 8 Nivel promedio [msnm] 1244,12 1243,97 1243,91 1243,84 1243,74 1243,69 1243,63 Potencia neta [MW] 125,44 125,43 125,10 125,22 124,79 * 125,32 125,38 Caudal total [m3/s] 18,83 19,32 19,24 19,34 17,82 18,43 18,74 Factor de conversión de la unidad [MW/m3/s] 6,6614 6,4924 6,5032 6,4734 7,0020 6,8012 6,6903 ( * ) Durante las pruebas de Factor de conversión P25, la Unidad 6 estaba en mantenimiento general. Según el acuerdo CNO 694, para esta Unidad de generación se asignará el FC correspondiente al menor valor del resto de unidades.

10 CÁLCULO DEL FACTOR DE CONVERSIÓN HIDRÁULICO
CENTRAL HIDROELÉCTRICA CHIVOR - P_50 FACTOR DE CONVERSIÓN HIDRÁULICO No 1 No 2 No 3 No 4 No 5 No 6 No 7 No 8 Nivel promedio [msnm] 1263,20 1263,22 1263,23 1263,24 1263,25 1263,27 1263,28 1263,30 Potencia neta [MW] 125,24 124,95 124,35 124,91 125,69 125,43 124,86 Caudal total [m3/s] 18,29 18,63 18,57 18,79 17,41 17,54 18,00 18,40 Factor de conversión de la unidad [MW/m3/s] 6,8473 6,7075 6,6966 6,6512 7,1727 7,1651 6,9698 6,7862 CENTRAL HIDROELÉCTRICA CHIVOR - P_75 FACTOR DE CONVERSIÓN HIDRÁULICO No 1 No 2 No 3 No 4 No 5 No 6 No 7 No 8 Nivel promedio [msnm] 1273,14 1273,16 1273,17 1273,18 1273,20 Potencia neta [MW] 127,14 127,43 127,36 127,26 126,95 127,03 127,16 126,96 Caudal total [m3/s] 17,96 18,60 18,38 18,78 17,50 17,53 18,00 18,19 Factor de conversión de la unidad [MW/m3/s] 7,0790 6,8500 6,9286 6,7755 7,2547 7,2456 7,0638 6,9788 CENTRAL HIDROELÉCTRICA CHIVOR - P_90 FACTOR DE CONVERSIÓN HIDRÁULICO No 1 No 2 No 3 No 4 No 5 No 6 No 7 No 8 Nivel promedio [msnm] 1275,68 1275,72 1275,76 1275,74 1275,80 1275,83 1275,84 Potencia neta [MW] 127,10 126,53 125,71 126,01 126,40 126,16 125,35 125,33 Caudal total [m3/s] 18,02 18,49 18,37 18,82 17,27 17,35 17,52 18,11 Factor de conversión de la unidad [MW/m3/s] 7,0526 6,8448 6,8419 6,6964 7,3181 7,2709 7,1528 6,9203

11 CÁLCULO DEL FACTOR DE CONVERSIÓN HIDRÁULICO
Con base en los resultados obtenidos para los diferentes percentiles de nivel y para las unidades de generación de la central, los factores de conversión de la planta asociados, son los siguientes: Percentil P25 P50 P75 P90 Nivel promedio [m.s.n.m] 1243,84 1263,25 1273,16 1275,78 Potencia neta promedio [MW] 125,24 125,05 127,16 126,07 Caudal promedio [m3/s] 18,817 18,203 18,119 17,994 Factor de conversión Hidráulico MW/m3/s] 6,6372 6,8746 7,0220 7,0122

12 CURVA DEL FACTOR DE CONVERSIÓN EN FUNCIÓN DEL NIVEL DEL EMBALSE
A partir de los cuatro factores de conversión asociados a los percentiles 25, 50, 75, y 90, calculados con los datos obtenidos en las pruebas, se construye una gráfica de la relación entre el Factor de Conversión y el nivel del embalse asociado. La función obtenida conforme a lo indicado en el Anexo No. 7 del Acuerdo CNO mencionado es: Donde: Fc: Factor de conversión [MW/(m3/s)] NE: Nivel del embalse [msnm]

13 Factor de Conversión Hidráulico mediANO
De acuerdo con el protocolo Acuerdo CNO 694, el factor de conversión Hidráulico mediano de la planta, es el factor asociado al nivel de embalse correspondiente a la mediana de los registros históricos de niveles existentes (percentil 50). Esta mediana corresponde al nivel 1265,39 m.s.n.m. Utilizando la ecuación encontrada para el Factor de conversión, se tiene que el factor de conversión asociado al nivel de la mediana corresponde a: Por lo tanto, el Factor de Conversión Hidráulico Mediano de la Central Hidroeléctrica de Chivor es de 6,8994 MW/m3/s.

14 FACTOR DE CONVERSIÓN EN FUNCIÓN DEL EMBALSE DE LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA CHIVOR

15 CONCEPTO CND – MODIFICACIÓN CURVA FC CHIVOR

16 PRESENTACIÓN DE RESULTADOS DE PRUEBAS FC CHIVOR SUBCOMITÉ HIDROLÓGICO
En el Subcomité hidrológico 305 del 13 de octubre de 2016 surgieron las siguientes preguntas que se van a aclarar a continuación: Cómo se sacaron las variantes para el cálculo de los percentiles? Para la ejecución de las pruebas del Factor de Conversión de la central Chivor, AES CHIVOR & CIA S.C.A. E.S.P. escogió la variante 1 del Procedimiento General establecido en el Protocolo para la determinación de los niveles de embalse. Teniendo en cuenta lo indicado en el Acuerdo CNO 694 para cada una de las mediciones, se presenta el siguiente rango de tolerancia: Variante 1 Percentil Lim. Inferior Nivel [m.s.n.m] Lim. Superior 20 1237,20 25 1243,64 30 1248,59 45 1262,73 50 1265,39 55 1268,84 70 1272,96 75 1273,83 80 1274,58 85 1275,09 90 1275,54 95 1276,10

17 PRESENTACIÓN DE RESULTADOS DE PRUEBAS FC CHIVOR SUBCOMITÉ HIDROLÓGICO
2. Que empresa fue la que suministró los equipos de medición y quien los certificó? El equipo utilizado para medición de caudal es General Electric  Panametrics,  modelo PT878 serie 02605, con certificado de calibración del Laboratorio SERVIMETERS S.A.  Acreditado por ONAC. Los medidores de energía son Marca Schneider Electric, Modelo ION8650, clase de exactitud 0.2S. Los certificados de calibración fueron entregados por el Laboratorio de VERITEST LTDA, Acreditado por la ONAC

18 PRESENTACIÓN DE RESULTADOS DE PRUEBAS FC CHIVOR SUBCOMITÉ HIDROLÓGICO
3. Cual fue la metodología utilizada para establecer la curva del Nivel de embalse vs FC? A partir de los cuatro Factores de Conversión asociados a los percentiles 25, 50, 75, y 90, calculados con los datos obtenidos en las pruebas, se construye una gráfica de la relación entre el Factor de Conversión y el Nivel del Embalse asociado. (Se utilizó la metodología de mínimos cuadrados) Para efectos de determinar la nueva curva ajustada, se tomó como referencia la curva presentada en el informe final de auditoría de las pruebas del factor de conversión de las unidades de la Central Chivor del año 2011, la cual es una función lineal de la forma ax + b, ajustando mediante una regresión el término independiente y manteniendo igual el coeficiente que acompaña a la variable x. La función de la curva graficada es extrapolada para cubrir el rango entre el nivel mínimo técnico y el nivel máximo físico para encontrar el punto al que corresponde en la gráfica el nivel mediano de los registros históricos. Este punto corresponde al Factor de Conversión Mediano de la central, conforme a lo indicado en el Anexo No. 7 del Acuerdo CNO 694.

19 Factor de Conversión (MW/m3/s) Vs Nivel del Embalse (m.s.n.m)

20 CURVAS EFICIENCIA FABRICANTE

21 GRACIAS