Universidad Nacional del Comahue- Facultad de Ingeniería “Estudio de incorporación de la central geotérmica LAS MELLIZAS DE COPAHUE al Sistema Eléctrico Regional Comahue” CIDEL 2010 Universidad Nacional del Comahue – U.N.C.o Departamento de Electrotecnia – Sistemas de Potencia Autores :  Ing. Alberto MARZIALI Ing. Fernando Mariano BARRETO Ing. Juan Sebastián ROMANO Presentación Septiembre 2010

Universidad Nacional del Comahue- Facultad de Ingeniería OBJETIVO Procedimiento Técnico Nº1

Finalidad Procedimiento Técnico Nº1 La finalidad de estos estudios es poder verificar : El funcionamiento estático del sistema Los límites de transporte de los sistemas de transmisión. El funcionamiento ante transitorios (*) al producirse diferentes maniobras (*) Electromecánicos y Electromagnéticos

Zona de Estudio El campo geotérmico de Copahue, está ubicado en el sector noroccidental de la provincia del Neuquén, en la Cordillera Andino Norpatagónica entre los 1600 y 2000 m.s.n.m. Alrededor de los 38º de latitud sur y 71° de longitud oeste. Vecino a la frontera con Chile

Pozo COP2 El estudio de factibilidad técnico económico en este área, realizado por EPEN en conjunto con la Agencia de Cooperación Internacional de Japón (JICA), determino que el yacimiento poseía una reserva probada apta para la instalación de una Central de 30 MW de potencia. Año: 1986 H: 1241 m Año: 1998 H: 1256 m Año: 1992 H: 1067 m Pozo COP4 Pozo COP1 Pozo COP3 Año: 1981 H: 1411 m

Universidad Nacional del Comahue- Facultad de Ingeniería Planta Piloto (1988) Se trataba de una central de ciclo binario, de 0,67 MW de potencia, que generaba energía eléctrica a partir del vapor producido por el pozo Copahue I Además de su carácter demostrativo, esta central permitía satisfacer la demanda local de energía eléctrica, así como también conocer el comportamiento de la producción del campo Por cuestiones operativas y logísticas, esta central dejó de operar en el año 1996, sin que se haya podido restablecer su actividad hasta el presente.

Descripción del SRC Se denomina Sistema Regional Comahue (SRC), a las instalaciones destinadas a la generación, transporte y distribución de la energía eléctrica en la Región Comahue. Dicho sistema es integrado por distintos agentes del MEM: Abarca territorialmente a las provincias de: 1 Neuquén 2 Rio Negro 3 La Pampa

1 Sistema Norte 2 Sistema Oeste

Modo de Abastecimiento Universidad Nacional del Comahue- Facultad de Ingeniería Modo de Abastecimiento Zona de Interés Se denomina así a la zona de influencia de la Central Geotérmica, que según la disposición geográfica propuesta por el EPEN, estará conformada por : Sistema Norte Sistema Oeste Zona de Interés

Disposiciones Geográficas Universidad Nacional del Comahue- Facultad de Ingeniería Disposiciones Geográficas 2 Demandas industriales: Oleoducto a Chile Minera Andacollo Características: Demandas de tipo residencial o rural, que son relativamente bajas (permitió desarrollarlo con una gran extensión en el nivel de tensión de 33 KV y 13,2 KV) 1

Universidad Nacional del Comahue- Facultad de Ingeniería 3 Ante contingencias el suministro de energía eléctrica sufre importantes alteraciones en cuanto a su calidad Incremento de demandas de localidades abastecidas desde el sistema de 33 kV 1 2 Característica Radial del Sistema Nuevos Consumos

A1 A2 A3 Escenarios de Estudio CASO A1 CASO A2 Se analizan los siguientes escenarios de equipamiento de la central y esquemas de conexión al sistema. Casos A: Un modulo de 30 MW A1 A2 A3

Escenarios Temporales de Estudio Alternativas Para esto se estudiaron distintas alternativas de conexión al Sistema Eléctrico Regional, incorporando instalaciones según Plan de Obras Provincial. Año 2012 Año 2016 Año 2020 Escenarios Temporales de Estudio Momento previsto de incorporación

Observaciones Para la línea 132 kV Ñorquín – Chos Malal existen dos trazas posibles, una mas corta (60 km) atravesando zonas muy elevadas y de difícil acceso; la otra, pasando por Colipilli de 90 km de longitud. 1 2 En todos los casos en que no este cerrado el anillo en 33 kV, la demanda de Copahue y Caviahue será abastecida desde la central (manteniendo la línea Loncopué-Caviahue como reserva) Consideración: Flujo de Potencia y Estabilidad: LAT 90 Km Cortocircuito: LAT 60 Km

Descripción de los Estudios Siguiendo las pautas desarrolladas en el Procedimiento Técnico Nº 1 los estudios efectuados deben cumplir con los requerimientos que se tratarán en este apartado respecto a: Flujos de Potencia Cortocircuitos Estudios de Transitorios

Flujos de Potencia Objeto Verificar la existencia o no de sobrecargas en equipamientos, y el cumplimiento del perfil de tensiones en los nodos Modelo A partir del esquema del Sistema Interconectado Nacional (SIN), publicado en la Guía de Referencia 2006-2012 de Transener S.A para el año 2012, se le agregaron las instalaciones previstas incorporar al Sistema Regional Comahue (SRC) que no figuraban en dicho esquema.

Requisitos para la Condición N Escenarios N Se han analizado escenarios en condiciones de red completa con la incorporación de la nueva generación. Requisitos para la Condición N Tensión Mínima: 0.95 x Vn (-5%) Tensión Máxima: 1.05 x Vn (+5%) Generadores operando dentro del 90% de su curva de capabilidad. Potencia transportada por las líneas por debajo de la potencia máxima admisible

Año 2012 – Sin “Las Mellizas” ZONA DE INTERES Línea con estructuras y conductor de 132 kV (aislada en 33 kV)

2012 -Caso A1

2012- Caso A3

Requisitos para la Condición N-1 Escenarios N-1 Para condiciones de funcionamiento en contingencia, con algún equipamiento indisponible (condición N -1), se aplican las siguientes limitaciones: Requisitos para la Condición N-1 Tensión Mínima: 0.90 x Vn (-10%) Tensión Máxima: 1.10 x Vn (+10%) Generadores operando dentro de su curva de capabilidad. Potencia transportada por las líneas por debajo de la potencia máxima admisible

CASO A1 2012 – A1 F/S Doble Terna Trapial - Loma la Lata

CASO A1 2012 – A1 F/S Puesto Hernández - Filo Morado

Tipos de Cortocircuitos Objeto Analizar el impacto que provoca sobre el transporte del sistema del área, el ingreso de la nueva generación en “Las Mellizas de Copahue”. Tipos de Cortocircuitos Monofásicos Trifásicos Estos cálculos se realizaron sobre todos los escenarios propuestos y para el caso de mayor despacho de máquinas en la región de influencia de la central (casos PICO).

Modelo El modelo de red empleado es el mismo que se ha utilizado para los estudios de Flujo de Potencia, con el agregado de los parámetros de secuencia directa, inversa y homopolar de los componentes de la red, tales como transformadores, líneas y generadores. Observaciones No se considero el año de estudio 2020 ya que no se conoce del ingreso de generación extra en la zona, la cual modifique la Potencia de Cortocircuito ya calculada en el año 2016.

Estudios Transitorios Objeto Evaluar el comportamiento dinámico de la nueva generación, ante la ocurrencia de contingencias severas en las componentes de la red Se realizaron contingencias en la red de 132 kV y 33 kV, con la finalidad de evaluar la aptitud de la misma para mantener el sincronismo ante fallas severas próximas, observando y verificando el desempeño de los nuevos generadores en el control de tensión de su barra y barras vecinas mediante su sistema de control.

Puntos de ubicación de Redes Externas Equivalentes Modelo Para el estudio de estabilidad se considero una reducción del SIN, esto se logro a partir de la incorporación de tres generadores equivalentes los cuales reproducen en magnitud y ángulo los valores de tensión evidenciados en el estudio de Flujo de potencia del caso completo. Puntos de ubicación de Redes Externas Equivalentes Choele Choel Agua del cajón Cerrito de la Costa Dichos equivalentes permiten retirar del cálculo parte del sistema, dejando expuesto al análisis solo la región de interés para el estudio eléctrico

Puntos de ubicación de Redes Externas Equivalentes Maquina de referencia

Evento de Cortocircuito Caso A1: Angulo relativo y tensión grupo “Las Mellizas” - 2012 CASO A1 Φrel= 111º S/Reg t estabilización= 8 seg Φrel= 80º Descripción Evento de Cortocircuito Control de Maniobra 1 Control de Maniobra 2 Maniobra 3 Mono A1: Falla LAT Las Mellizas-Ñorquin T= 0.00 s. Cortocircuito fase A al 1 % LAT. T= 0,12 s. Apertura fase A ambos extremos LAT. T= 0,35 s Despeje de Cortocircuito. T= 0,5 s. Recierre exitoso

Evento de Cortocircuito Caso A1: Angulo relativo y tensión grupo “Las Mellizas” - 2012 Φrel= 102º Φrel= 80º t estabilización= 8 seg Descripción Evento de Cortocircuito Control de Maniobra 1 Control de Maniobra 2 Maniobra 3 Mono A1: Falla LAT Las Mellizas-Ñorquin T= 0.00 s. Cortocircuito fase A al 1 % LAT. T= 0,12 s. Apertura fase A ambos extremos LAT. T= 0,35 s Despeje de Cortocircuito. T= 0,5 s. Recierre exitoso

Conclusiones 1 La incorporación de la generación en Las Mellizas tiene efectos beneficiosos sobre la red Neuquina, tanto hacia el Norte como al Sur, dado que contribuye con aporte de potencia activa hacia la misma y ayuda al control de tensión 2 El análisis de los casos en condiciones N-1, satisface los requisitos de funcionamiento de la red, y el aporte de la Central Geotérmica tiene un efecto beneficioso en todos estos casos. 3 Desde el punto de vista estático, es perfectamente viable la formación de Islas locales equilibradas, alimentadas por la planta geotérmica.

4 Los niveles máximos de potencia de cortocircuito calculados ante fallas trifásicas y monofásicas en barras de 132 kV del área Comahue son valores que no superan la capacidad de apertura de los interruptores instalados. 5 La simulación del comportamiento dinámico evidencia que los transitorios planteados no comprometen la estabilidad de la Central Geotérmica, ni a otra generadora Por todo lo anterior y dentro del alcance de los estudios de Etapa 1 (del procedimiento técnico Nº 1 de CAMMESA), se concluye que es viable la incorporación de la Central Geotérmica, en sus tres posibilidades de equipamiento (30, 60 y 90 MW) objeto del presente estudio

¿Preguntas?

FIN