Metodologia analisis de la generacion del sein

Eduar Carlos Salinas Hinostroza
Universidad Nacional del Callao
2010
METODOLOGÍA DE ANÁLISIS DE
LA GENERACIÓN DEL
SISTEMA ELÉCTRICO
INTERCONECTADO NACIONAL

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE INGENIERIA ELÈCTRICA Y ELECTRÒNICA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÈCTRICA
CURSO:
LIDERAZGO Y RELACIONES HUMANAS
TEMA:
METODOLOGÍA DE ANÁLISIS DE LA GENERACIÓN DEL
SISTEMA ELÉCTRICO INTERCONECTADO NACIONAL
ALUMNO:
SALINAS HINOSTROZAEDUAR CARLOS
CÓDIGO:
060031K
PROFESOR:
ING. JESÚS VARA SANCHEZ
CICLO:
X

Dedicado a todos mis
compañeros de la Facultad de
Ingeniería Eléctrica y
Electrónica de la Universidad
Nacional del Callao, para
brindarles un enfoque sobre la
Generación de Electricidad en
el SEIN.

INTRODUCCIÓN
Los sistemas eléctricos de potencia se encargan de suministrar energía
eléctrica, en el momento oportuno, a niveles de tensión y frecuencia requeridos. Ellos
producen, transportan y distribuyen dicha energía a los usuarios.
La generación en nuestro País, en su mayor parte, es de origen hidráulico y, en
menor porcentaje, de origen térmico. Las centrales hidráulicas, se encuentran alejadas
de los grandes centros de consumo por lo que se requiere de líneas de transporte en
alta tensión a fin de llevar la energía eléctrica desde las centrales a los centros de
consumo. La razón de elevar el nivel de tensión es la de reducir las pérdidas por efecto
Joule y reducir las caídas de tensión. El nivel de tensión se eleva en las subestaciones
elevadoras que se encuentran cercanas a la generación. Una vez que la energía se
encuentre en los grandes centros de consumo, se distribuye a usuarios a niveles de
tensión más manejable, evidentemente que para reducir el nivel de tensión habrá que
emplear subestaciones reductoras.
Las operaciones que realiza el COES para el despacho económico en tiempo
real, están relacionadas básicamente con la capacidad de la generación de las
centrales eléctricas del SEIN, así como las líneas de transporte, centros de
transformación y consumidores, la finalidad es mantener el equilibrio entre la oferta y
la demanda del Sistema Eléctrico Interconectado Nacional.

OBJETIVO PRINCIPAL
• Reconocer las características generales de la Generación del SEIN.
• Explicar las Estadísticas de Operación de la Generación del año 2009.
MARCO TEÓRICO
GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD
Una Central Eléctrica es una instalación capaz de convertir la energía mecánica,
obtenida de otras fuentes de energía primaria, en energía eléctrica.
En su mayor parte la energía mecánica procede de:
a). La transformación de la energía potencial del agua.
b). De la energía térmica suministrada al agua mediante la combustión del gas
natural, petróleo o del carbón, o a través de la energía de cogeneración.
Energía del Agua Gas Natural Central Térmica
Otras fuentes que han obtenido una utilización limitada son la energía
mareomotriz, energía solar y energía eólica.

CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES QUE INFLUYEN SOBRE LA GENERACIÓN
DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
La generación de la energía eléctrica tiene básicamente tres características
fundamentales, ellas son:
1. La electricidad a diferencia del gas y del agua, no puede almacenarse y el
productor de la energía eléctrica tiene poco control sobre el consumo en
cualquier instante.
Uno de los objetivos de la operación de un sistema de potencia es hacer que la
potencia generada en las centrales sea igual a la potencia que demandan los usuarios a
todo instante, manteniendo los niveles de tensión y corriente.
Para ello se parte de un estudio de carga diaria, donde la carga se puede dividir en dos
componentes, una carga constante llamada carga base y otras cargas llamadas picos,
que depende de la hora.
CARGA PICO
CARGA BASE

2. La carga se incrementa en forma continua por lo que el sistema de potencia
debe adicionar centros de generación con la finalidad de satisfacer el
incremento de la demanda.
3. Uno de los problemas consiste en localizar la central de generación y la
distancia de transporte que influye directamente con el costo, así como la
influencia sobre el paisaje y la ecología.
Ejemplo: Impacto ambiental que ocasionaría el Proyecto Iñambari.
Vista aérea del cauce del río Iñambari, cuyas aguas serían represadas para accionar
las turbinas de generación (desaparecerán las especies que habitan esta zona).
Están concluidos los estudios de factibilidad y de impactos ambientales del proyecto
hidroeléctrico Iñambari, que se construirá en la sierra sur del país en la cuenca del río
del mismo nombre, entre los límites de los departamentos de Puno, Cusco y Madre de
Dios.
La futura central será la de mayor dimensión del país; tendrá una capacidad de
generación de 2.300 megavatios (MW).

CLASIFICACIÓN DE LAS CENTRALES ELÉCTRICAS DEL SEIN
SEGÚN SU RECURSO ENERGÉTICO
1. CENTRAL HIDROELÉCTRICA
Es aquella en la que la energía potencial del agua almacenada en un embalse
se transforma en energía cinética necesaria para mover la turbina (motor primo) y esto
al generador, transformando la energía mecánica en energía eléctrica.
Las centrales hidroeléctricas se construyen en los causes de los ríos, creando un
embalse para retener el agua. Para ello se construye una presa, apoyado generalmente
en alguna montaña. La masa de agua embalsada se conduce a través de una tubería
hacia los álabes de la turbina, la cual está acoplada al generador. Así el agua
transforma su energía potencial en energía cinética, que hace mover los álabes de la
turbina. (Ver gráfico)

COMPONENTES DE LAS CENTRALES HIDROELÉCTRICAS
A grandes rasgos, la relación de los componentes fundamentales que conforman las
centrales hidroeléctricas se presentan en dos grandes conjuntos:
Conjunto I
Constan todo tipo de obras y equipos, cuya misión es la de almacenar y encauzar el
agua, en las debidas condiciones, para conseguir posteriormente una acción mecánica.
Estos son:
- Embalse
- Presa
- Canales y túneles
- Tuberías forzadas
- Chimenea de equilibrio
Conjunto II
Engloba los edificios, equipos y sistemas, mediante los cuales se realizan las sucesivas
transformaciones de la energía eléctrica. Estos son:
- Turbinas hidráulicas
- Generadores
- Transformadores
- Medios auxiliares
- Cuadros de Control
De la relación total indicada, no quiere decir que en una misma central concurran
todos y cada uno de los componentes mencionados, pues si bien es cierto que, alguno
de ellos, son imprescindibles, como en el caso de las turbinas y generadores, otros, sin
embargo, pueden intervenir o no, dependiendo principalmente de las características
del asentamiento de la instalación. Así por ejemplo, en una central de pasada, no es
normal disponer de un embalse.

2. CENTRAL TÉRMICA
Es una instalación en donde la energía mecánica que se necesita para mover el
rotor del generador y por lo tanto obtener energía eléctrica, se obtiene del vapor
formado al calentar el agua en una caldera. El vapor generado tiene gran presión al
salir de las toberas y llega a las turbinas, para que en su expansión (energía de
presión), sea capaz de mover los álabes de las mismas, transformándose en energía
mecánica entregando el eje de la turbina esta energía al generador eléctrico.
En estas centrales la energía de la combustión del carbón, petróleo o gas
natural se emplea para transformar el agua de líquido a vapor. Estas centrales
termoeléctricas pueden ser:
- Centrales térmicas a vapor
- Centrales térmicas a gas
- Centrales térmicas de ciclo combinado
- Centrales térmicas de cogeneración
CENTRALES TÉRMICAS A VAPOR
La energía de presión se obtiene por acción del gas caliente resultante de la
combustión de un combustible (Gas Natural o Petróleo), esta energía de presión
proporcionará la energía suficiente para hacer girar los álabes de la turbina y el eje de
esta acoplada al generador, convertirá la energía mecánica de la turbina en energía
eléctrica. Este es el proceso con eficiencia de: 30 a 35%.
Ejemplo: C.T. San Nicolás, C.T. Chilina, C.T. Ilo 1 (TV 2, TV 3, TV 4) y C.T. Ilo 2
(TV Carbón).

CENTRALES TÉRMICAS A GAS
La energía de presión se obtiene al hacer calentar el agua de alimentación en la
caldera, se utiliza el gas para la combustión, esta energía de presión proporcionará la
energía suficiente para hacer girar los álabes de la turbina y el eje de esta acoplada al
generador, convertirá la energía mecánica de la turbina en energía eléctrica. Este es el
proceso que siguen las centrales térmicas a vapor con eficiencia de: 40 a 42%.
Ejemplo:
C.T. Santa Rosa C.T. Malacas
C.T. Chimbote C.T. Trujillo
C.T. Chilca C.T. Kallpa
C.T. Cummins C.T. Aguaytia
C.T. Oquendo (Cogeneración).
También tienen grupos a gas:
C.T. Ilo 1 (TG 1 y TG 2) C.T. Ventanilla (TG3 y TG4)
C.T. Mollendo (TG 1 y TG2) C.T. Piura (TG).
También hay que considerar las Centrales Térmicas más caras del Sistema,
puesto que utilizan DIESEL para su combustión, entre las cuales están:
C.T Chiclayo Oeste, C.T. Paita, C.T. Piura, C.T. Sullana, C.T. Calana, C.T.
Tumbes, C.T. Yarinacocha, C.T. Trujillo Norte, C.T. Bellavista y C.T. Taparachi.

CENTRALES TÉRMICAS DE CICLO COMBINADO
En el ciclo combinado, tiene el mismo principio que las centrales a gas, con la diferencia
que en el ciclo combinado se aprovecha el gas resultante (gran temperatura) para
poder hacer girar una segunda turbina, elevando la eficiencia de la central térmica a
valores que oscilan entre: 60 y 65%.
Ejemplo:
C.T. Ventanilla (TG3 + TG4 Ciclo Combinado)
C.T. Chilina (Ciclo combinado)
EL Gas de Camisea, según los estudios de exploración realizados, tiene gran cantidad
de metano y sin contenido de azufre, lo que favorece la operación de las centrales
térmicas, al tener mayor poder calorífico para la combustión, con un aumento del salto
térmico disponible, mayor eficiencia térmica y menor contaminación del medio
ambiente.
CENTRALES TÉRMICAS DE COGENERACIÓN
Son empresas que generan electricidad aprovechando su condición. Es la
producción combinada de energía eléctrica y energía térmica obtenida por el uso
secuencial de energía a partir de un mismo combustible.
Ejemplo:
C.T. Oquendo (Ubicada en el Callao y puesta en servicio en el 2009)

COMPONENTES DE LAS CENTRALES TÉRMICAS
(Según su función en el proceso)
- Combustible
Insumo para la combustión, bien sea petróleo, gas o carbón.
- Compresor
Inyectará el aire comprimido al combustor.
- Combustor
Componente donde ocurre la combustión.
- La Caldera
Genera el vapor al ser transformada la energía química del
combustible y transformada en energía térmica de flujo, que
accionará los cuerpos de las turbinas.
- Chimenea
Dispersan los contaminantes en las capas altas de la atmósfera.
- Turbinas
Transmitir la energía mecánica al generador.
- Generador
Generar la energía eléctrica que será aprovechada.
De la relación total indicada, no quiere decir que en una misma central concurran
todos y cada uno de los componentes mencionados, pues si bien es cierto que, alguno
de ellos, son imprescindibles, como en el caso de las turbinas y generadores, otros, sin
embargo, pueden intervenir o no, dependiendo principalmente del proceso. Ejemplo:
Las Centrales térmicas únicamente a gas o vapor, no cuentan con caldera.

CLASIFICACIÓN DE LAS CENTRALES ELÉCTRICAS DEL SEIN SEGÚN EL SERVICIO QUE
PRESTAN
1. CENTRAL BASE
También denominadas centrales principales. Son las de mayor capacidad y
están destinadas a suministrar la mayor parte de la energía eléctrica permanente, es
decir, sin interrupciones de funcionamiento de la instalación, estando en marcha
durante largos periodos de tiempo.
Estas centrales preferentemente son hidráulicas y térmicas. En el SEIN, las más
importantes por su capacidad son las siguientes: (Indica la Potencia efectiva)
C.H. Mantaro (886.02 MW)
C.H. de EDEGEL (744.74 MW)
C.T. Chilca (544.68 MW)
C.T. Kallpa (367.92 MW)
C.T. Ventanilla (492.72 MW)
Ejemplo: Se pueden observar los generadores de la que hasta hoy es la central más
grande en capacidad de potencia, en el SEIN.

2. CENTRAL RESERVA
Tienen por objeto disponer de instalaciones que puedan sustituir, total o
parcialmente a las centrales de base cuando para éstas exista escasez o carestía de las
materias primas: agua, carbón, gas, etc.
Estas centrales primordialmente son hidráulicas y turbinas a gas, dadas sus
características de rapidez de puesta en servicio, para suplir a las centrales de gran
producción afectadas de fallos o averías en equipos.
Estas centrales pueden ser algunas hidráulicas y térmicas. En el SEIN, se les
considera a las siguientes:
C.H. Gallito Ciego (38.15MW)
C.H. Cahua (43.11MW)
C.H. Malpaso (48.02MW)
3. CENTRAL PUNTA
Están destinadas exclusivamente, para cubrir la demanda de energía eléctrica
en las horas de mayor consumo, horas punta. Su funcionamiento se puede considerar
periódico. Han de ser instalaciones de respuesta muy rápida, tanto en lo referente a la
puesta en marcha como a la regulación de sus elementos.
Estas centrales, por razones técnicas suelen ser centrales de tipo térmico:
C.T. Piura, TG-D2 (28.85 MW) La más cara del SEIN
C.T. Chimbote (39.09 MW) Segunda más cara
C.T. Santa Rosa (429.76 MW)
C.T. Tumbes (17.27 MW)
C.T Chiclayo Oeste (19.58 MW)
C.T. Paita (3.72 MW)
C.T. Sullana (6.45 MW)
C.T. Trujillo Norte (62.13 MW)

ESTADÍSTICA DE OPERACIONES
2009
ENFOQUE PRELIMINAR
• Costo Marginal
Costo en que se incurre para producir una unidad adicional de energía,
considerando la demanda y el parque de generación disponible.
Las variaciones en los costos marginales están directamente relacionadas con el
comportamiento hidrológico de las cuencas aprovechadas por el sistema de
generación, la estrategia operativa de descarga de embalses y lagunas y la
disponibilidad de las unidades termoeléctricas más eficientes.
CMg(2009) = 31.83 US$/MW.h
• Despacho
Ejecución de la operación en tiempo real, con acciones preventivas y/o
correctivas dispuestas por el Coordinador con la finalidad de mantener el equilibrio
entre la oferta y la demanda del Sistema. (Objetivo: Minimizar el costo de la energía)
• Mantenimiento preventivo
Consiste en realizar actividades que son ejecutadas con periodicidad, sobre la
base de un plan de trabajo elaborado por los integrantes para cada uno de los equipos
y que normalmente involucran las tareas recomendada por los fabricantes, con el
objeto de reducir la probabilidad de daños en el equipamiento y/o pérdidas de
producción.
• Mantenimiento correctivo
Actividad que se realiza con la finalidad de superar la presencia de una
operación anormal o una avería en un equipo o en sus componentes y que origina las
limitaciones en el funcionamiento y podría ocasionar la indisponibilidad parcial o total
del mismo. En función a las condiciones operativas estos trabajos podrán ser incluidos
en los programas de mantenimiento.

SISTEMA ELÉCTRICO INTERCONECTADO NACIONAL 2009
En la siguiente parte de este trabajo, se presentarán los aspectos relevantes de la
operación del Sistema Eléctrico Interconectado Nacional.
Durante el año 2009, la máxima demanda de potencia alcanzó 4332.37 MW ocurrida el
día miércoles 09 de diciembre a las 19:15 horas y fue superior en 2.95% con relación al
año 2008 cuyo valor fue 4198.66 MW.
La producción de energía eléctrica del año 2009 fue 2980725 GW.h lo cual significa un
crecimiento de 0.84% con respecto al año 2008 cuyo valor fue 29558.71 GW.h. De la
energía producida en el año 2009, 18751.67 GW.h (62.91%) son de origen hidráulico y
11055.58 GW.h (37.09%) son de origen térmico

A continuación se muestra la producción de energía eléctrica y la participación
porcentual por empresas integrantes. Se aprecia que la empresas de mayor
producción de energía fueron EDEGEL con 7802.28 GW.h (26.18%) y ELECTROPERÚ con
6149.69 GW.h (20.63%)

A continuación se presenta la producción de energía termoeléctrica del SEIN por tipo
de tecnología de generación, resultando que las de mayor producción son las unidades
turbo gas, que han producido 6083.92 GW.h que representa el 55.03% del total
térmico, seguidas por las unidades de ciclo combinado con una producción de 3260.00
GW.h que representa el 29.49% del total térmico.
Se presenta el cuadro donde muestra la cobertura de la demanda máxima de potencia
del SEIN por tipo de generación:

POTENCIA INSTALADA Y EFECTIVA DEL SEIN
A Diciembre del 2009 la potencia instalada y efectiva del SEIN se vio
incrementada por el ingreso de nuevas unidades de generación:
• La Central Hidroeléctrica Caña Brava
• La Central Hidroeléctrica Santa Cruz I
• La Central Térmica de Cogeneración Oquendo
• La unidad Nº 2 de la Central Hidroeléctrica Santa Cruz I
• La segunda unidad de la Central Térmica Kallpa
• La Central Térmica de Emergencia de Trujillo
• La unidad TG3 de la Central Térmica Chilca 1
• La unidad TG8 de la Central Térmica Santa Rosa
HACIENDO QUE LA POTENCIA INSTALADA ASCIENDA A 6000.60 MW Y LA POTENCIA
EFECTIVA A 5848.34 MW
Cabe resaltar que la potencia efectiva está referida a la potencia máxima que pueden
brindar las unidades, según su tecnología. Las empresas generadoras deberán
presentar una ficha técnica indicando su potencia efectiva. (La medición de la potencia
efectiva de las máquinas se realiza cada 2 años)

DESPACHO PARA EL DÍA DE MÁXIMA DEMANDA DEL AÑO
(09 DICIEMBRE 2009)
Durante el año 2009, la máxima demanda de potencia alcanzó 4332.37 MW ocurrida el
día miércoles 09 de diciembre a las 19:15 horas, como se observa en la gráfica, el COES
dispuso de un despacho, ubicando las centrales de menor costo primero
(preferentemente hidráulicas y algunas térmicas) y finalmente las centrales eléctricas
de punta, que son las que marginan a las demás con su costo de operación (en este
caso fue la TV Diesel, la más cara del SEIN)
El despacho económico es la ejecución de la operación en tiempo real, con acciones
preventivas y/o correctivas dispuestas por el Coordinador con la finalidad de mantener
el equilibrio entre la oferta y la demanda del Sistema. El objetivo de este despacho
económico de carga es minimizar los costos del sistema, haciendo posible obtener
calidad de la energía eléctrica al menor costo.
Por tal motivo en el despacho económico que realiza el COES tiene tal objetivo, es por
eso que el COES debe tener en consideración muchos aspectos, como:
- Costos Variables de las empresas
- Ficha técnica de potencia efectiva de las máquinas
- Programa de mantenimiento de las unidades, etc.

CONCLUSIONES
 El objetivo es generar energía eléctrica en cantidades suficientes, en las
centrales más adecuadas, transmitirla en grandes cantidades a los centros de
carga y luego distribuirla a los usuarios, en la forma y calidad apropiada; al
mínimo costo posible, tanto ecológico como económico. En otras palabras los
requisitos que se deben de cumplir son:
- Suministrar energía eléctrica a todo cliente que lo solicite.
- Ser capaz de adaptarse a la demanda de los usuarios que es
continuamente variable.
- Suministrar energía eléctrica a mínimo costo tanto económico como
ecológico.
 Las operaciones que realiza el COES para el despacho económico en tiempo
real, están relacionadas básicamente con la capacidad de la generación de las
centrales eléctricas del SEIN, así como las líneas de transporte, centros de
transformación y consumidores, la finalidad es mantener el equilibrio entre la
oferta y la demanda del Sistema Eléctrico Interconectado Nacional.
 En la actualidad se está cubriendo la demanda de energía de una manera
adecuada, pero cabe resaltar que el crecimiento de la demanda aumenta a
pasos agigantados, por tal motivo es necesario una proyección de generación
para los años siguientes, incentivando la inversión privada o estatal.
El objetivo de este análisis es evitar los cortes masivos de energía eléctrica que
posiblemente ocurrirán en los próximos años por la falta de generación, esto es
básicamente un problema porque las centrales utilizan como fuente energética
recursos que se están agotando y que no se están cuidando, como es el caso
del agua utilizada en las centrales térmicas como refrigerante y utilizada en las
centrales hidroeléctricas como fuente de energía primaria su generación.

ANEXO
COMPLEJO HIDROELÉCTRICO MANTARO
El Complejo Hidroenergético del Mantaro es el más importante centro de generación
hidroeléctrica de nuestro país. Está conformado por la represa de Tablachaca y dos
centrales Hidroeléctricas construidas en cascada: SAM y ROM. El Complejo Mantaro
tiene una potencia nominal de 1008 MW.
Las aguas del río Mantaro son almacenadas en el embalse de Tablachaca que con una
altura de 77 metros y una longitud de coronación de 180 metros, tiene una capacidad
de almacenaje de 7,000 metros cúbicos.
Las aguas provenientes de la represa de Tablachaca son llevadas a la central SAM a
través de un túnel de 19.8 Km de longitud y 4.8 metros de diámetro. Una tubería de
presión de 1600 m conformada por tres tubos de 3.3 m de diámetro. Caída neta de
748 metros.

La SAM (Santiago Antúnez de Mayolo), es la primera central, y cuenta con: 7 turbinas
pelton de eje vertical. Cada turbina tiene 04 inyectores. Generan una potencia de 114
MW cada una, totalizando una potencia instalada de 798 MW.
Las aguas turbinadas de esta central, son canalizadas a través del puente tubo de 100
m de longitud y un túnel de 800 metros, la tubería tiene 5 m de diámetro para llegar a
la segunda central ROM (Restitución) aprovechando una caída neta de 257 metros.
Construida en las montañas rocosas de la cordillera de los andes y es tele comandada
desde la sala de control principal de la Central SAM. La ROM cuenta con tres turbinas
pelton de eje vertical con 06 inyectores cada una de las cuales genera una potencia
individual de 70 MW totalizando 210 MW.
El Complejo Hidroeléctrico Mantaro (SAM + ROM), explota el desnivel de 1000 metros
producido entre TABLACHACA y CAMPO ARMINIO.
Comprende dos centrales hidroeléctricas en cascada; la primera, “Santiago Antúnez de
Mayolo – SAM”, con 798 MW de potencia instalada, fue construida en dos etapas: La
primera que entró en operación en 1973, que comprende los grupos 1, 2 y 3; y la
segunda en 1979, con los grupos 4, 5, 6 y 7.

BIBLIOGRAFÍA
 Estadística de Operaciones del COES, edición 2009
 Procedimientos técnicos del COES-SINAC
 Sistemas Eléctricos de Potencia, TECSUP 2009
Páginas Web:
http://www.coes.org.pe/dataweb3/2010/D/memoria/Memoria2009.pdf
http://www.coes.org.pe/coes/index.asp
http://www.lusine.com.ar/Productos/Cogeneracion/Sistemas_de_cogeneracio
n.html
http://www.electroperu.com.pe/unidades/021_02.htm
http://www.edegel.com/

Metodologia analisis de la generacion del sein

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Destacado

Destacado (20)

Similar a Metodologia analisis de la generacion del sein

Similar a Metodologia analisis de la generacion del sein (20)

Metodologia analisis de la generacion del sein