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Energía vital, conexión total. QUINTAS JORNADAS DE GENERACIÓN ACOLGEN CRITERIOS PARA LA EXPANSIÓN DE LOS SISTEMAS DE TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN. UNA MIRADA.

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1 energía vital, conexión total

2 QUINTAS JORNADAS DE GENERACIÓN ACOLGEN CRITERIOS PARA LA EXPANSIÓN DE LOS SISTEMAS DE TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN. UNA MIRADA CONCEPTUAL AL CASO COLOMBIANO Jaime Blandón Díaz, 2012

3 CONTENIDO Planteamiento inicial principio NeutralidadImportancia de la UPMEAspectos a discutir

4 LEY 143 DE 1994 Por neutralidad se entiende que usuarios residenciales de la misma condición socioeconómica o usuarios no- residenciales del servicio de electricidad, según niveles de voltaje, se les dará el mismo tratamiento de tarifas y se le aplicarán las mismas contribuciones o subsidios. En virtud del principio de neutralidad, no pueden existir diferencias tarifarias para el sector resi­dencial de estratos I, II y III, entre regiones ni entre empresas que desarrollen actividades rela­cionadas con la prestación del servicio eléctrico, para lo cual, la Comisión de Regulación de Energía y Gas definirá el periodo de transición y la estrategia de ajuste correspondiente.

5 ESTAMPILLA TARIFA = COSTO UNITARIO + SUBSIDIOS IGUALES (LEY) COSTOS UNITARIOS IGUALES TARIFA TIPO ESTAMPILLA SOLIDARIDAD EN LOS CARGOS POR USO SIN IGUAL PAGO FRENTE A DIFERENTES COSTOS IMPUESTOS AL SISTEMA Costo de atender al usuario $ $$$

6 TRANSICIÓN STN Cargos Nodales Estampilla Nacional SDL Cargos por OR Áreas de Distribución STR Cargos por OR Dos STRs Norte y Centro Sur Futuro Estampilla Nacional para STN-STR-SDL

7 PROBLEMAS ESTAMPILLA Los costos de la expansión son asumidos por todos los usuarios y las ineficiencias se diluyen. Se pierden los incentivos a la expansión racional de los OR

8 IMPORTANCIA DE LA UPME En los sistemas estampillados la planeación de la expansión es fundamental. Es necesario contar con un ente técnico que realice la planeación de expansión y que tenga la capacidad de revisión de los planes de expansión de los OR Con un ente que de señales de eficiencia en la expansión de la generación

9 ASPECTOS POR ANALIZAR La función del regulador Consideraciones sobre Beneficios de proyectos Restricciones de los SDL y STR en el despacho Limitaciones y restricciones ambientales y sociales a los proyectos Criterios conexión profunda y superficial Expansión en transmisión VS Restricciones Criterios confiabilidad y seguridad en expansión, largo plazo y despacho.

10 BENEFICIO DE LOS PROYECTOS ¿Cuáles criterios se deberían tener en cuenta a la hora de valorar los beneficios y costos de la expansión? – ¿Hasta cuál punto se deben incluir lo beneficios del inversionista privado dentro de la valoración? – ¿Cuáles externalidades se deben considerar? – ¿Cómo se armoniza la expansión de la transmisión con la indicativa de generación? – ¿Se deben considerar las interconexiones internacionales? – ¿Cómo considerar los costos de Energía No Suministrada?

11 BENEFICIO DE LOS PROYECTOS Los nuevos proyectos de transmisión obedecen a : La mejora de la confiabilidad del sistema, La conexión de los proyectos de generación, Las nuevas cargas a conectar El refuerzo de las interconexiones La visión de expansión de largo plazo del sistema Los nuevos proyectos de transmisión obedecen a : La mejora de la confiabilidad del sistema, La conexión de los proyectos de generación, Las nuevas cargas a conectar El refuerzo de las interconexiones La visión de expansión de largo plazo del sistema

12 BENEFICIO DE LOS PROYECTOS Costo social ($)= costo de la expansión + α x costo de la conexión – beneficios FUNCIÓN DEL REGULADOR = MAX(Beneficio Social) Beneficio social=Beneficio Consumidor + α x Beneficio productor Max(Beneficio social) equivale a Min(Costo social)

13 BENEFICIO DE LOS PROYECTOS Punto óptimo Costo de la conexión Disponibilidad a pagar en tarifa Costo social ($)= costo consumidor+ α x costo productor– beneficios Inversión total de la sociedad en el proyecto ($) Beneficios

14 EJEMPLO NO OPTIMOS Costos Activos Por Uso Costos Activos Por Conexión Costos Totales Costos Activos Por Uso Costos Activos Por Conexión Costos Totales

15 RESTRICCIONES DE LOS SDL Y STR EN EL DESPACHO ¿Cómo evitar que las restricciones por expansión de los STR/SDL afecten el despacho? – ¿Los problemas de expansión son a nivel de STN o de la distribución? – ¿Se debe sobre expandir el STN para limitar problemas de expansión de los STR/SDL? – ¿Cómo armonizar criterios de planeación y operación SIN?

16 RESTRICCIONES DE LOS SDL Y STR EN EL DESPACHO Generador A Generador B Expansión requerida al STR/SDL para mejorar la confiabilidad Expansión realizada a nivel de STN para aliviar restricciones en STR/SDL Generación de seguridad por confiabilidad en STR/SDL

17 RESTRICCIONES DE LOS SDL Y STR EN EL DESPACHO Resolución MME de diciembre de 2007 – Las conexiones de los OR al STN deberán contar con una unidad de reserva, entendido como un transformador trifásico o un banco monofásico – El STN no se debe afectar por contingencias sencillas a nivel del STR

18 RESTRICCIONES AMBIENTALES Y SOCIALES A LOS PROYECTOS ¿Cómo se valoran los impactos y las restricciones ambientales y sociales en la expansión? – Aplicabilidad de las metodologías de la Evaluación Ambiental Estratégica – Armonización entre los diferentes ministerios y entidades – Armonización criterios planeación y operación del SIN

19 RESTRICCIONES AMBIENTALES Y SOCIALES A LOS PROYECTOS Capacidad Proyectos Técnicamente viables Capacidad Proyectos Económicamente Viables Capacidad Proyectos Ambientalmente viables Capacidad Proyectos Socialmente viables

20 RESTRICCIONES AMBIENTALES Y SOCIALES A LOS PROYECTOS Trazado más corto y ruta más directa Con el trazado que se realizó el diseño de detalle Con el trazado final luego de incluir consideraciones ambientales y sociales Con el trazado final con el que se logro realizar el proyecto Con el trazado que se ofertó en la convocatoria

21 CRITERIOS CONEXIÓN PROFUNDA Y SUPERFICIAL Resolución UPME 515 de 2008 Beneficios (B) = Beneficios por confiabilidad. Costos (C) = Costo por cargo por confiabilidad + Costo de los activos de uso de la red de conexión. Beneficios por confiabilidad.= VPN [(OEFi * (CR1 - PEescasez) * P%) ] Costo por cargo por confiabilidad = VPN [(OEFi * CC) ] El VPN se calculará con una tasa de oportunidad igual a la DTF promedio mensual, correspondiente al mes anterior a la fecha del cálculo y durante la duración de las OEF. Si R menor a 1 entonces se sumarán los beneficios adicionales que se determinen producto de la reducción del costo operativo del sistema y la reducción de pérdidas del STN dados por la entrada del proyecto (Con - Sin proyecto), en un ejercicio de planeación de largo plazo, incorporando la expansión del sistema. Si aún así R menor a 1 entonces el proyecto de expansión no se recomienda. Cred < VPNDTF (OEF*(0.19*(CR1-PE)-CXC))

22 CRITERIOS CONEXIÓN PROFUNDA Y SUPERFICIAL Estrella Polígono

23 CRITERIOS CONEXIÓN PROFUNDA Y SUPERFICIAL Conexiones en T

24 EXPANSIÓN EN TRANSMISIÓN VS RESTRICCIONES ¿Cómo valorar la expansión de la transmisión teniendo en cuenta los costos por restricciones? – Aumento del costo de las restricciones en los últimos meses – ¿Costo de las restricciones similar al costo de transmisión? – ¿Costo de las restricciones es por problemas exclusivos de la transmisión?

25 EXPANSIÓN EN TRANSMISIÓN VS RESTRICCIONES Fuente XM Incremento de las restricciones Se paga medio sistema de Transmisión

26 EXPANSIÓN EN TRANSMISIÓN VS RESTRICCIONES Costos Restricciones Costos Alivio Restricciones Costo total Costos de Indisponibilidad Inversión en Transmisión Sobrecosto de operación Punto óptimo INVERSIÓN ($) Beneficios con alivio de restricciones Beneficios sin alivios

27 CRITERIOS CONFIABILIDAD Y SEGURIDAD EN EXPANSIÓN Sub-área 1 Sistema Térmica Hidráulica Sub-área 2 Área con energía atrapada Área que requiere generación de seguridad Impacto usuario Rec + Impacto en el agente Generación seguridad No Impacto usuario Rec - Impacto en el agente Energía atrapada Hay señales de expansión para la reducción de las restricciones del área 1 y no para eliminar la energía atrapada en el área 2

28 CRITERIOS CONFIABILIDAD Y SEGURIDAD EN EXPANSIÓN ¿Cuáles criterios de confiabilidad y seguridad se deben tener en cuenta para la expansión del sistema? – Métodos Probabilísticos VERP, VERE – Métodos Determinísticos N-1 (N-1)-1

29 CRITERIOS CONFIABILIDAD Y SEGURIDAD EN EXPANSIÓN Sub-área 1 Sistema Térmica Hidráulica Planeación N-1 Las 2 líneas garantizan criterio Generación Térmica OFF Sub-área 1 Sistema Térmica Hidráulica Operación N-1 1 Línea en mantenimiento Generación Térmica ON para criterio N-1 Costo Planeación $ No se requiere más expansión Costo Operación $ $ $ Se requiere expansión?

30 CRITERIOS CONFIABILIDAD Y SEGURIDAD EN EXPANSIÓN Sub-área 1 Sistema Térmica Hidráulica Planeación (N-1)-1 Las 2 líneas garantizan criterio N-1 cuando hay mantenimientos Sub-área 1 Sistema Térmica Hidráulica Operación N-1 1 Línea en mantenimiento Generación Térmica OFF

31 CRITERIOS CONFIABILIDAD Y SEGURIDAD EN EXPANSIÓN Para la evaluación de la confiabilidad del STN se podrán usar métodos determinísticos o probabilísticos: – MÉTODO PROBABILÍSTICO. Para el análisis de confiabilidad por métodos probabilísticos el criterio será que el Valor Esperado de Racionamiento de Potencia (VERP), en cada uno de los nodos donde existe demanda, sea inferior al 1% medido en el nivel de 220 kV. Para calcular el VERP se tomará como referencia un valor de máxima indisponibilidad del 1% acumulado anual por cada 100 km de línea y por cada circuito. – MÉTODO DETERMINÍSTICO. Para el análisis de confiabilidad por medio de métodos determinísticos se debe utilizar el criterio N- 1, según el cual el STN debe ser capaz de transportar en estado estable la energía desde los centros de generación hasta las subestaciones de carga en caso normal de operación y de indisponibilidad de un circuito de transmisión a la vez.

32 CRITERIOS CONFIABILIDAD Y SEGURIDAD EN OPERACIÓN CONFIABILIDAD – LÍMITE DE CONFIABILIDAD DE ENERGÍA: Es el máximo nivel aceptable de riesgo en el suministro de la demanda de energía. Este nivel de riesgo se mide con el índice de valor esperado de racionamiento de energía (VERE), expresado en términos de porcentajes de la demanda mensual de energía y tiene un valor máximo de 1.5%, obtenido como el máximo valor en el cual se puede reducir la demanda de energía mediante reducción de voltaje y frecuencia, sin desconexión de circuitos. Adicionalmente, se tiene el índice valor esperado de racionamiento de energía condicionado (VEREC), correspondiente al valor esperado de racionamiento en los casos en que se presenta, cuyo valor límite es el 3% de la demanda de energía y el número de casos con racionamiento, cuyo límite es 5 casos. – LÍMITE DE CONFIABILIDAD DE POTENCIA: Es el máximo nivel aceptable de riesgo en el suministro de la demanda de potencia. Este nivel de riesgo se mide con el índice valor esperado de racionamiento de potencia (VERP), expresado en términos de porcentaje de la demanda mensual de potencia y tiene un valor del 1%, obtenido como el máximo valor en el cual se puede reducir la demanda de potencia mediante reducción de voltaje y frecuencia sin desconexión de circuitos. Para el valor esperado de racionamiento de potencia a Corto Plazo (VERPC) se adoptó un límite equivalente al 1% del (VERP) a Largo Plazo.

33 CRITERIOS CONFIABILIDAD Y SEGURIDAD EN OPERACIÓN Fuente XM

34 CONCLUSIONES La UPME es fundamental para garantizar la adecuada expansión del SIN. El Sector debe propender por darle acompañamiento efectivo. Los criterios de expansión no deben olvidar el impacto de los costos de conexión para el inversionista (conexiones, restricciones, tasas reales de falla). El Beneficio social incluye consumidores y productores La confiabilidad de la expansión debe hacerse con métodos probabilísticos, igualando la metodología con la de operación. Los estudios de conexión deberían ser presentados y evaluados mediante criterios de energía no servida con métodos probabilísticos. El criterio N-1 es solo una primera fase del análisis.


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