Planificación de la posición óptima de la toma en centros de distribución

Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 1 P oyec o Fin de Más e Más e Uni e si a io en Sis emas de Ene gía Eléc ica Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución Au o : Ped o An onio Flo es To né Tu o es: Ángel Luis T igo Ga cía i Es he Rome o Ramos Escuela Técnica Supe io de Ingenie ía Uni e sidad de Se illa Se illa, 2016 Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 2 Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 3 P oyec o Fin de Más e Más e Uni e si a io en Sis emas de Ene gía Eléc ica Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución Au o : Ped o An onio Flo es To né Tu o es: Ángel Luis T igo Ga cía Es he Rome o Ramos Escuela Técnica Supe io de Ingenie ía Uni e sidad de Se illa Se illa, 2016 Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 4 MEMORIA Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 5 Con enido 1 In oducción .................................................................................................................................... 7 2 Obje i o ........................................................................................................................................... 8 3 Los T ans o mado es de Dis ibución de Ene gía Eléc ica ............................................................ 9 3.1 In oducción ................................................................................................................................ 9 3.2 Cons ucción ............................................................................................................................. 11 3.3 P oblemas de ope ación ........................................................................................................... 15 3.4 Localización de los ans o mado es ........................................................................................ 17 3.5 Pé didas .................................................................................................................................... 18 3.6 P o ecciones .............................................................................................................................. 21 4 Regulación de Tensión en la Red de Dis ibución ......................................................................... 24 4.1 Equipos pa a la egulación de ensión ...................................................................................... 24 4.2 Condensado es ......................................................................................................................... 24 4.3 Compensado es es á icos de eac i a ...................................................................................... 26 4.4 T ans o mado es con cambiado es de omas .......................................................................... 27 4.4.1 T ans o mado es con cambiado es de omas en acío ........................................................ 27 4.4.2 T ans o mado es con cambiado es de omas en ca ga........................................................ 29 5 Me odología Desa ollada ............................................................................................................ 34 5.1 Fiche os u ilizados en las simulaciones..................................................................................... 36 5.2 Au oma ización de las simulaciones ......................................................................................... 37 5.3 Es uc u a de los iche os ob enidos en las simulaciones ........................................................ 43 5.4 P esen ación de los esul ados ob enidos ................................................................................ 46 6 Red U ilizada en las Simulaciones ................................................................................................. 48 7 Casos de Es udio ........................................................................................................................... 51 8 Ob ención del Fiche o de Ca gas Anuales .................................................................................... 53 8.1 Fiche o de pa ida ..................................................................................................................... 53 8.2 Gene ación de escena ios de demanda .................................................................................... 54 8.3 Ajus e del iche o de ca gas ...................................................................................................... 55 9 Simulación del Caso 1 ................................................................................................................... 57 10 Simulaciones del Caso 2 ................................................................................................................ 59 11 Simulaciones del Caso 3 ................................................................................................................ 60 11.1 OPF Año Comple o 2. Es udio Anual ......................................................................................... 60 11.2 Repa o de Ca gas Año Comple o. Es udio Anual..................................................................... 63 11.3 Análisis del Caso 3 ..................................................................................................................... 64 12 Simulaciones del Caso 4 ................................................................................................................ 67 12.1 Asignación de las ho as anuales a cada es ación ...................................................................... 67 Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 6 12.2 OPF Año Comple o 2. Es udio Es acional .................................................................................. 68 12.3 Repa o de Ca gas Año Comple o. Es udio Es acional ............................................................. 69 12.4 Análisis del Caso 4 ..................................................................................................................... 69 13 Simulaciones del Caso 5 ................................................................................................................ 73 13.1 Asignación de las ho as anuales a cada mes............................................................................. 73 13.2 OPF Año Comple o 2. Es udio Mensual .................................................................................... 74 13.3 Repa o de Ca gas Año Comple o. Es udio Mensual ................................................................ 76 13.4 Análisis del Caso 5 ..................................................................................................................... 77 14 Compa a i a de Pé didas en e los Dis in os Casos ...................................................................... 81 15 Conclusiones y Líneas Fu u as de In es igación ............................................................................ 85 16 Bibliog a ía .................................................................................................................................... 87 Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 7 1 In oducción Las edes de dis ibución de ene gía eléc ica ac uales, se ca ac e izan po la p esencia de ans o mado es con cambiado de omas que, desde que son ins alados has a que inalizan su ida ú il, se man ienen con la misma oma po de ec o. Se plan ea la posibilidad de cambia las omas en dis in os pe iodos de iempo pa a e su impac o en las pé didas del sis ema. En p ime luga , se p esen an en los apa ados 3 y 4 los ans o mado es de dis ibución y los dis in os equipos que exis en pa a egula la ensión en la ed de dis ibución espec i amen e. En el apa ado 5 se p esen a la me odología desa ollada pa a lle a a cabo las simulaciones y en el apa ado 6 se de alla la ed de es udio. Como pun o de pa ida de las simulaciones, se es udia la ed du an e 24 ho as y pa a 25 ni eles dis in os de ensión y oma en el ans o mado de cabece a. A con inuación, en el apa ado 8, se calculan las ca gas anuales pa a ealiza las simulaciones de un año comple o que se necesi an en los apa ados 11, 12 y 13 pa a ob ene las omas conside adas óp imas anuales, es acionales y mensuales espec i amen e. En el apa ado 14 se compa an los esul ados ob enidos en las simulaciones ealizadas pa a e mina en el apa ado 15 con las conclusiones y líneas u u as de in es igación. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 8 2 Obje i o El p oyec o a a de de e mina si al ajus a las omas de los ans o mado es po año, es ación y mes en una ed de dis ibución, se ob iene una disminución ap eciable en las pé didas espec o a las que se ienen con las omas po de ec o. Dicho ajus e se ealiza á con las omas conside adas óp imas, que se án aquellas que apa ezcan con más ecuencia después de ealiza un epa o de ca gas óp imo. Pa a la ob ención de da os se an a usa dos p og amas, Py hon y PSS/E. El p ime o se usa pa a au oma iza p ocesos epe i i os y el segundo se enca ga de ealiza las simulaciones eque idas po el p ime o. Py hon es un lenguaje de p og amación de al o ni el ampliamen e u ilizado en la ac ualidad po se so wa e lib e y po con a con una eno me can idad de lib e ías disponibles. PSS/E o POWER SYSTEM SIMULATOR o ENGINEERING es un p og ama de simulación eléc ica desa ollado po SIEMENS pa a el análisis de Sis emas Eléc icos de Po encia. És e, es á econocido an o a ni el nacional (es el es ánda en anspo e) como in e nacional. El abajo conjun o de ambos p og amas pe mi e ealiza odas las simulaciones necesa ias que, de ene que lle a a cabo de o ma manual, ha ían imposible es e es udio. Además, los da os de omas de los ans o mado es y pé didas se án analizados pos e io men e en MATLAB. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 9 3 Los T ans o mado es de Dis ibución de Ene gía Eléc ica En la p oducción y dis ibución de ene gía eléc ica, el obje i o undamen al es el de lle a ene gía lis a pa a se u ilizada desde los cen os de p oducción de ene gía has a los clien es, median e los conocidos como sis emas de ansmisión y dis ibución de ene gía eléc ica. Dichos sis emas consis en en nume osas líneas de ansmisión y dis ibución, subes aciones, ans o mado es y o o equipamien o epa ido en una ex ensa á ea. Pa a que el anspo e de ene gía en es e sis ema sea e icien e, el papel que juegan los ans o mado es es undamen al, ya que pe mi en ele a la ensión de la ene gía eléc ica an es de se anspo ada hacia los consumido es, pe mi iendo así un eno me aho o en pé didas. 3.1 In oducción En el cen o de cualquie sis ema de ene gía al e na es án los ans o mado es. És os cambian los ni eles de ensión e in ensidad del lujo de po encia, man eniendo (excep o po una pa e muy pequeña de pé didas eléc icas) el mismo lujo de po encia o al. Si la ensión en onces se educe en un ac o de diez desde el lado de al a al lado de baja, la co ien e se mul iplica po diez, de mane a que su p oduc o global ( ensión po in ensidad igual a ene gía) se man iene cons an e. Los ans o mado es es án disponibles en una amplia gama de ipos, amaños y capacidades. Se u ilizan en los sis emas de po encia en cua o á eas p incipales: en las cen ales eléc icas, donde la ene gía se gene a a unos 20 kV y es ele ada a ensión de anspo e de 200 kV o 400 kV; en las subes aciones de conmu ación, donde se cambia el ol aje de anspo e a uno de epa o (po ejemplo, de 220 kV a 138 kV); en las subes aciones de dis ibución, donde el ol aje de epa o en an e se educe a ensión de dis ibución pa a la dis ibución de ene gía eléc ica (po ejemplo, 138 kV a 66/20 kV); y en ans o mado es de se icio, donde se educe el ol aje de la ensión de alimen ación p ima ia al ni el de u ilización de los consumido es (66 kV a 120/240 ol ios) pa a suminis a a clien es inales. En la igu a 1 se ep esen a un esquema de los ni eles de ensión. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 16 Figu a 4. Si uación ípica de e o esonancia La e o esonancia desapa ece an p on o como las es ases se cie en o ab an. La e o esonancia es más p obable que ocu a en sis emas con una ensión mayo en el de anado p ima io. Todos es os ac o es, conexión iángulo o es ella, longi ud del cable, ca ga, ape u a del in e up o de una ase, a o ecen la apa ición de e o esonancia. Calen amien o del anque O o enómeno que puede ocu i en los ans o mado es i ásicos debido a la es uc u a común del núcleo en e ases es el calen amien o del anque. Las co ien es pa ási as p oducidas po el lujo magné ico en el ace o e omagné ico del anque p oducen un eno me calen amien o localizado, en ocasiones quemando la pin u a del anque y el acei e del in e io . Pa a la mayo ía de los usos, la p obabilidad de que es o ocu a es an baja que no es económicamen e ac ible oma medidas pa a p e eni lo. Solo pa a unas pocas aplicaciones, con un mayo ni el de iesgo, se comp an ans o mado es iplex, que iene es conjun os de núcleo-bobinas sepa adas en un solo anque. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 17 3.4 Localización de los ans o mado es In empe ie Mien as que la ins alación de in empe ie sigue siendo la opción más económica en las zonas u ales, iene el incon enien e de que se en pe judicados po el clima. Además de que la sociedad ya no pe cibe el cableado aé eo como una señal de p og eso, si no como un elemen o poco es é ico. En algunas á eas es o ha lle ado a la mayo ía de las nue as cons ucciones a se sub e áneas, en luga de in empe ie. En la igu a 5 se iene la disposición ípica de un ans o mado de in empe ie. Figu a 5. T ans o mado de in empe ie Sub e áneos Las ciudades más g andes con ca gas come ciales concen adas y edi icios al os han enido ans o mado es en ilados sub e áneos desde los p ime os años del siglo XX. La u ilización de la dis ibución sub e ánea pa a el se icio indus ial, come cial y esidencial se hizo popula en la década de 1960, con el obje i o es é ico, eliminando las líneas eléc icas y ele ónicas aé eas. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 18 La con igu ación más común pa a el suminis o eléc ico esidencial, es la de cables p ima ios sub e áneos que alimen an un ans o mado que es á a as de suelo. Los p oblemas de disipación de calo y co osión son sólo lige amen e supe io es a los de ex e io , pe o son meno es en compa ación con los ans o mado es en ilados sub e áneos. La indus ia ha es ablecido no mas pa a la segu idad con a en adas no au o izada y el andalismo; e IEEE C57.12.28 e IEEE C57.12.29. Di ec amen e en e ados A lo la go de los años, ha habido in en os pa a coloca los ans o mado es de dis ibución di ec amen e en e ados sin medios de en ilación. Una ins alación di ec amen e en e ada puede se deseable, ya que es á comple amen e ue a de la is a y no puede se dañada po o men as de ien o, camiones y au omó iles, e c. Exis en es g andes desa íos cuando se conside an ins alaciones di ec amen e en e adas: la limi ada accesibilidad pa a ope aciones de man enimien o, el ambien e co osi o, y el desa ío de disipa calo del ans o mado . Los a ances en ma e iales y écnicas de encapsulación han omen ado el desa ollo de ans o mado es de dis ibución de aislamien o sólido que puede se ins alado en un só ano en ilado o di ec amen e en e ado u ilizando ma e iales é micos especiales mien as se man iene una capacidad de ca ga compa able a los ans o mado es de ex e io 3.5 Pé didas Pé didas en acío y co ien e de exci ación Cuando se aplica ensión al e na a un de anado del ans o mado , se induce un lujo magné ico en el núcleo. Dicho lujo p oduce his é esis y co ien es pa ási as en el ace o eléc ico, gene ando calo en el núcleo. El calen amien o del núcleo debido a la ensión aplicada se conoce como pé didas en acío. El é mino "en acío" es desc ip i o po que el núcleo se calien a independien emen e de la ca ga que enga el ans o mado . Si la ensión aplicada a ia, la pé dida en acío es ap oximadamen e p opo cional al cuad ado de la ensión de pico, siemp e y cuando el núcleo no es é sa u ado. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 19 La co ien e que ci cula cuando un de anado se ene giza que se conoce como "co ien e de exci ación" o "co ien e de magne ización," que consis e en una componen e eal y o a eac i a. La componen e eal en ega po encia pa a las pé didas en acío del núcleo, mien as que la eac i a ep esen a la ene gía almacenada momen áneamen e en la induc ancia del de anado. No malmen e, la co ien e de exci ación de un ans o mado de dis ibución es meno al 0,5% de la co ien e nominal del bobinado que es á siendo ene gizado. Pé dida en Ca ga Un ans o mado suminis ando ene gía a una ca ga, p esen a una co ien e en el de anado p ima io y secunda io que p oduci á pé didas de ca ga en ambos de anados. Dicha pé dida de ca ga se di ide en dos pa es, las pé didas I2R y las pé didas po dispe sión. Pé didas I2R Cada de anado del ans o mado iene una esis encia eléc ica que p oduce calo cuando hay co ien e ci culando. La esis encia de un de anado se mide haciendo pasa co ien e con inua a a és del de anado pa a elimina los e ec os induc i os. Pé didas po dispe sión Cuando se u iliza co ien e al e na pa a medi las pé didas en un de anado, el esul ado es siemp e mayo que la I2R medida con co ien e con inua. La di e encia en e las pé didas de co ien e con inua y al e na en un de anado se denomina "pé didas po dispe sión." Una pa e de las pé didas po dispe sión se denomina "pé didas de Foucaul " y ienen su o igen en las co ien es pa ási as que ci culan po los conduc o es de la bobina. La o a pa e se gene a ue a de los de anados, en elemen os del bas ido , las pa edes del anque, e c. Las pé didas po dispe sión ambién se conocen a eces como "e ec o skin" po que las co ien es de dispe sión inducidas ienden es a ce ca de la supe icie de los conduc o es. Las pé didas po dispe sión son p opo cionalmen e mayo es en los ans o mado es más g andes debido a que a mayo es co ien es se equie en conduc o es más g andes. Las pé didas po dispe sión ienden a se p opo cionales a la ecuencia, po lo que és as pueden aumen a d ás icamen e cuando se alimen an ca gas con co ien es de al o con enido a mónico. Es os e ec os se pueden educi subdi idiendo conduc o es Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 20 de secciones muy g andes y usando ace o inoxidable u o os ma e iales no e osos pa a pa es del bas ido y los aislado es. E ec os de los a mónicos y CC Los ec i icado es y las lámpa as de desca ga, hacen que las co ien es que ci culan en el ans o mado de dis ibución no sean ondas sinusoidales pe ec as. U ilizando análisis de Fou ie , las co ien es de ca ga dis o sionadas pueden esol e se en componen es que son múl iplos en e os de la ecuencia de la ene gía. Los a mónicos de mayo impo ancia son: 3ª, 5ª, 7ª, ya eces los a mónicos 11 y 13, dependiendo del ipo de ca ga. A mónicos de O den Impa Las co ien es que con ienen a mónicos de o den impa aumen an an o las pé didas de Foucaul como o as pé didas pa ási as den o del ans o mado . Si los a mónicos son sus anciales, el ans o mado debe á educi su ca ga pa a e i a un sob ecalen amien o an o gene al como localizado. Los ans o mado es que alimen en a ca gas con un po cen aje de a mónicos mayo al 5%, deben se ca gados con o me a IEEE C57.110. A mónicos de O den Pa El análisis de la mayo ía de las co ien es mues a una can idad muy pequeña de a mónicos pa es (segundo, cua o, sex o, e c.). Las componen es que son múl iplos pa es de la ecuencia undamen al causan gene almen e una o ma de onda asimé ica al ededo del eje ce o. La co ien e, po lo an o, iene una componen e ce o o dc-o se . El e ec o de un dc-o se ele ado es el de sa u a el núcleo del ans o mado en ciclos al e nos. Cuando se sa u a el núcleo, las co ien es de exci ación pueden llega a se muy al as, lo que puede quema el a ollamien o p ima io en un pe iodo muy co o de iempo. Los ans o mado es que expe imen an p oblemas con el dc-o se gene almen e mues an un uido p oceden e del núcleo. Los es ánda es indus iales no son cla os con espec o a los lími es de dc-o se en un ans o mado . Un alo ecomendado es uno Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 21 no mayo que la co ien e de exci ación, que es gene almen e de un 1% o meno de la co ien e nominal de un de anado (Galloway, 1993). 3.6 P o ecciones Los ans o mado es de dis ibución equie en de usibles u o os disposi i os de p o ección pa a impedi allos du an e el se icio. Los in e up o es de la subes ación pueden p o ee de cie a p o ección a los ans o mado es indi iduales, pe o la p o ección más e ec i a es la que es á ce ca o den o de cada ans o mado . Los ans o mado es que se suminis an con sus p opios disposi i os de p o ección se llaman "au o-p o egidos." Los ans o mado es que no ienen con disposi i os de p o ección son llamados "con encionales". Obje i os de las P o ecciones Con los disposi i os de p o ección de los ans o mado es que limi an co ien es excesi as o p e ienen excesos de ensión se p e ende consegui lo siguien e: • Reduci al mínimo el daño al ans o mado debido a sob eca gas • P e eni el daño del ans o mado causados po co oci cui os secunda ios • P e eni los daños causados po allos en el ans o mado • Reduci al mínimo la posibilidad de daños a o a p opiedad o lesiones al pe sonal • Limi a el alcance o la du ación de las in e upciones del se icio o pe u baciones en el es o del sis ema La selección de los mé odos y apa a os de p o ección es una decisión económica y no siemp e se pod án cumpli odos los obje i os enume ados. Po ejemplo, un usible p incipal no pod á e i a sob eca gas de la ga du ación lo que causa á el ecalen amien o del ans o mado . P o ecciones In e nas Cuando los medios de p o ección es án si uados den o del ans o mado , el disposi i o puede eacciona a la empe a u a del acei e, así como a la co ien e p ima ia. Los disposi i os de p o ección in e nos más comunes se desc iben a con inuación. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 22 Enlaces de p o ección Los ans o mado es de dis ibución que no ienen ninguna o a p o ección, se suminis an no malmen e con un pequeño usible de expulsión de al o ol aje. El enlace de p o ección es á p epa ado pa a undi se con una co ien e de en e 6 y 10 eces la nominal del ans o mado . En unción de la ensión, los enlaces de p o ección pueden in e umpi con segu idad al as de en e 1000 y 3000 A. Enlaces eu éc icos Los usibles de al a ensión hechos de aleación de es año de bajo pun o de usión se unden a 145 ° C y po lo an o p o egen el ans o mado median e la de ección combinada de sob e ensiones y al a empe a u a del acei e. Un enlace eu éc ico po an o e i a sob eca gas, pe o pe mi e co ien es de a anque. Un disposi i o simila conocido como usible de "elemen o dual", u iliza dos secciones de conduc o que esponden po sepa ado a la co ien e y la empe a u a del acei e con una mejo coo dinación. Fusibles limi ado es de co ien e Los usibles limi ado es de co ien e se pueden usa si la co ien e de al a en el p ima io supe a las capacidades de co e de los enlaces de p o ección. Los usibles limi ado es de co ien e po lo gene al pueden in e umpi al as de en e 40.000 y 50.000 A y hace lo en menos de la mi ad de un ciclo. La in e upción de una co ien e de al a en un pe iodo de iempo an co o, p e iene daños g a es en el ans o mado y e i a daños a los al ededo es que pod ían pone en pelig o a pe sonas. Los usibles limi ado es de co ien e no pueden e i a sob eca gas con inuas, pe o pueden ab i en un co oci cui o secunda io, po lo que el usible debe se ácilmen e eemplazable. Los usibles limi ado es de co ien e son conside ablemen e mayo es que los usibles de expulsión. In e up o es secunda ios in e nos Los in e up o es secunda ios que es án ins alados en el acei e de un ans o mado pueden p o ege con a sob eca gas que de o a o ma causa ían un daño é mico al conjun o conduc o -aislan e. Algunos in e up o es disponen ambién de mecanismos de dispa o Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 23 magné icos que in e umpen ápidamen e la ca ga secunda ia en caso de una al a. Cuando se aplican co ec amen e, los in e up o es secunda ios deben limi a la empe a u a del acei e de la pa e supe io del ans o mado a ap oximadamen e 110 ºC du an e un ciclo ípico de ca ga esidencial. Los in e up o es pueden ene una posición de eme gencia, que pe mi a al ans o mado suminis a empo almen e una ca ga mayo , dando iempo pa a eemplaza dicha unidad po una con más kVA. T ans o mado es CSP® 2 Los ans o mado es ex e io es que se cons uyen con un in e up o secunda io, enlace de p o ección p ima ia, y pa a ayos ex e io se denominan gené icamen e como ans o mado es comple amen e au op o egidos o CSP (comple ely sel -p o ec ed ans- o me s). Es as p o ecciones p e ienen allos causados po sob eca gas, subidas de ensión y p o ege el sis ema con a allos in e nos. En la igu a 6 se puede e un ans o mado CSP. Figu a 6. Co e de un ans o mado CSP 2 CSP en una ma ca egis ada de ABB Inc. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 24 4 Regulación de Tensión en la Red de Dis ibución Las compañías dis ibuido as de ene gía eléc ica a an de man ene la ensión suminis ada a los usua ios den o de un ango de e minado que depende de la no ma i a igen e de cada país, pe o que se puede es ablece en la mayo ía de los casos en un ± 5 % del alo nominal. Es o, sin emba go, cambia en condiciones de eme gencia. Po ejemplo, en EEUU el es ánda ANSI C84.1 pe mi e una a iación del -6% al +13 % de la ensión nominal, du an e co os pe iodos de iempo. Con odo ello, exis en en la ed algunas ca gas sensibles que pe mi en una a iación mucho meno pa a su co ec o uncionamien o y, además, es un hecho que los equipos que ope an con una ensión de en ada ce cana a la nominal, lo hacen de mane a más e icien e. Po ello es con enien e con a con dis in os disposi i os que pe mi an egula la ensión en la ed de dis ibución an e dis in as si uaciones que puedan su gi . Además de los ans o mado es, exis en o os equipos que se de allan a con inuación. 4.1 Equipos pa a la egulación de ensión En e los disposi i os u ilizados en la ed de dis ibución pa a la egulación de ensión es án:  Los ans o mado es con cambiado es de omas  Los condensado es, ya es én con igu ados en se ie o pa alelo  Los compensado es es á icos de eac i a (SVC) En los siguien es subapa ados se explican los dis in os disposi i os, haciendo especial hincapié en los ans o mado es con cambiado es de omas ya que se án el obje o cen al de es udio del p esen e p oyec o. 4.2 Condensado es Los condensado es pueden se u ilizados pa a egulación de ensión, ya sea en con igu ación se ie o pa alelo. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 25 Condensado es en pa alelo De acue do a la igu a 7-a, la conexión de condensado es al inal de la línea de alimen ación, en pa alelo con la ca ga, p oduce un aumen o g adual de la ensión a lo la go de la misma. Sin emba go, al u iliza condensado es con es a con igu ación, el po cen aje de a iación de la ensión es independien e de la ca ga. Po lo an o, se u iliza la conmu ación au omá ica pa a ob ene la egulación deseada con ca gas g andes, y p e eni sob e ensión con ca ga baja. Lo an e io puede esul a en sob e ensiones ansi o ias en las ins alaciones del usua io. La conexión de condensado es en pa alelo puede ocasiona p oblemas de a mónicos. Figu a 7. Conexión de condensado es pa a egulación de ensión: a) en pa alelo, b) en se ie. Condensado es en se ie Los condensado es conec ados en se ie, cuyo esquema de conexión se mues a en la igu a 7- b, a di e encia de aquellos conec ados en pa alelo, p oducen un aumen o de la ensión que a ía di ec amen e con la co ien e de ca ga. Dicho aumen o de ensión es igual a ce o sin ca ga, e igual a un alo máximo a plena ca ga. Debido a lo an e io , no es necesa io conmu a los condensado es en se ie de acue do a los cambios que se p esen en. Además, un condensado en se ie necesi a se especi icado a una meno ensión y po encia (kV y kVAR) con espec o a un condensado en pa alelo que p opo cione la misma egulación. Sin emba go, los condensado es en se ie p esen an se ias des en ajas. La p ime a consis e en que no pueden ealiza compensación de po encia eac i a a las ca gas conec adas y po lo an o no educen signi ica i amen e las pé didas del sis ema. Los condensado es en se ie sólo pueden libe a capacidad adicional del sis ema si és a se encuen a limi ada po una excesi a Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 32 OLTCs en acío Las expec a i as en c ea ans o mado es equipados con OLTCs de un mayo endimien o gene al como son unos mayo es in e alos de man enimien o, una educción en el núme o de allos, así como una disminución en los cos es de ope ación, lle ó al desa ollo de una nue a ecnología de conmu ación basada en in e up o es de acío. Dicha ecnología p opo ciona una calidad, con iabilidad, economía y ida ú il de los OLTCs mayo que los adicionales basados en acei e, lo que explica que hoy en día sean u ilizados en más del 60% de oda la demanda mundial de in e up o es de media ensión. La supe io idad de la ecnología de conmu ación en acío en los angos de baja y media po encia, se basa en las siguien es ca ac e ís icas écnicas:  El in e up o de acío es á he mé icamen e sellado  El a co p oducido en acío es conside ablemen e in e io que en acío o en SF6  Eliminación del medio aislan e como agen e de en iamien o del a co  No se p oduce en ejecimien o del medio aislan e  Recupe ación dieléc ica muy ápida de has a 10 kV/μs  Pe mi en más de 600000 ope aciones de conmu ación an es de sus i ui los in e up o es En la igu a 14 se ecogen dis in os in e up o es de acío u ilizados en di e en es OLTCs de acío Figu a 14. In e up o es de acío De las ecnologías mos adas an e io men e pa a egula la ensión en la ed de dis ibución, la que pe mi e una mayo lexibilidad es la de ans o mado es con cambiado es de omas en ca ga. Po un lado, los condensado es y compensado es es á icos son elemen os que hay que Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 33 ins ala en la ed adicionalmen e a los componen es básicos de la misma, como son los ans o mado es. Po o o lado, los ans o mado es con cambiado es de omas en acío, aunque es án po de ec o en una ed de dis ibución, ienen que deja ue a de se icio la ca ga suminis ada pa a cambia la oma. La ins alación de ans o mado es con cambiado de omas en ca ga en la ed de dis ibución pe mi i ía, g acias a su ele ado núme o de ope aciones de conmu ación, cambia la oma pa a adap a el ni el de ensión a la ca ga que hay en cada momen o en la ed, ya sea po ho a, mes, es ación o año sin que dicho disposi i o de conmu ación su a daño o el suminis o se ea in e umpido. Dicha adap ación al ni el de ca gas de la ed, pe mi i ía una ope ación más e icien e al disminui las pé didas. En los apa ados siguien es se simula án dis in os escena ios pa a comp oba si e ec i amen e dicha adap ación al ni el de ca gas de la ed p oduce una mejo a en las pé didas del sis ema. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 34 5 Me odología Desa ollada Pa a el es udio plan eado en es e p oyec o, se lle a án a cabo dis in os epa os de ca ga óp imos u OPF po sus siglas en inglés, sob e una ed de p ueba que se de alla en el apa ado 6. El obje i o del epa o de ca gas óp imo se á el de minimiza pé didas y ob ene así la posición óp ima de las omas de los ans o mado es que componen la ed. En p ime luga , se simula á la ed du an e 24 ho as y pa a dis in os ni eles de ensión del secunda io del ans o mado de cabece a pa a ob ene únicamen e las omas óp imas en dis in os casos, po lo que solo se ejecu a án los pun os uno (24 ho as) y dos del esquema de la igu a 15. En segundo luga , se simula á la ed pa a un año comple o y se lle a án a cabo ag upaciones anuales, es acionales y mensuales de las omas de los ans o mado es pa a de e mina la mejo con igu ación que minimiza pé didas. En la igu a 15 se p esen a un esquema gene al del p oceso que hab á que lle a a cabo en cada es udio anual, es acional o mensual. Figu a 15. P oceso gene al seguido en las simulaciones anuales de la ed •Todas la omas de los ans o mado es se dejan lib es con el obje i o de ob ene las omas que minimizan pé didas OPF Año Comple o 1 •Las omas de los ans o mado es que componen la ed, ob enidas con el OPF an e io , se ag upan po Año, Es ación o Mes His og ama de Tomas •T ans o mado de cabece a con omas lib es •Res o de ans o mado es con omas ijas ob enidas del his og ama OPF Año Comple o 2 •Las omas del ans o mado de cabece a, ob enidas con el OPF an e io , se ag upan po Año, Es ación o Mes His og ama de Tomas •Todas la omas de los ans o mado es se ijan en los alo es ob enidos en los his og amas an e io es Repa o de Ca gas Año Comple o Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 35 El p ime pun o del esquema, consis i á en ealiza un epa o de ca gas óp imo cuyo obje i o se á el de minimiza pé didas sob e la ed pa a las 8784 ho as que componen un año bisies o y ob ene así las omas óp imas de los ans o mado es pa a cada ho a. En el segundo pun o, se ep esen a á el his og ama de las omas óp imas po ho a ob enidas en el pun o an e io ag upadas po :  Año  Es ación  Mes Al ag upa y ep esen a los his og amas de las omas en los es g upos an e io es, se ob end án, pa a cada ans o mado , el alo de oma que más se epi e en cada año, es ación y mes. En el pun o es, se ol e á a ealiza un epa o de ca gas óp imo pe o es a ez ijando las omas de odos los ans o mado es, excep o el de cabece a, en los alo es ob enidos en el segundo pun o y que se habían ag upado po año, es ación y mes. En es e pun o se p e ende á ob ene la oma óp ima del ans o mado de cabece a o a ez pa a el año comple o. Al igual que en el pun o dos, en el cua o pun o se ep esen a án los his og amas, en es e caso únicamen e pa a el ans o mado de cabece a, ag upando las omas en año, es ación y mes. Po úl imo, se ealiza á un epa o de ca gas ijando las omas de los ans o mado es en los alo es más epe idos que se habían ob enidos en los pun os an e io es. Se lle a á a cabo un epa o de ca gas po cada ag upación de omas que se había hecho, es deci , po año, es ación y mes. Además, las simulaciones se ealiza án pa a man ene dis in os ni eles de ensión en el secunda io del ans o mado de cabece a, an o pa a el caso de las 24 ho as como pa a el año comple o. A con inuación, se de allan dis in os aspec os como la o ma de lle a a cabo las simulaciones, los iche os de en ada y salida y la ep esen ación de los da os ob enidos. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 36 5.1 Fiche os u ilizados en las simulaciones Pa a la ealización de los dis in os epa os de ca gas óp imos, an o pa a el caso de 24 ho as como pa a el anual, se u iliza án a chi os de da os de lujos de ca ga “. aw” de PSS/E. Los a chi os “. aw” son a chi os de da os sin p ocesa u ilizados po el p og ama PSS/E. Es o signi ica que el a chi o no ha sido al e ado, comp imido o manipulado de alguna mane a po el o denado . Es os a chi os con ienen odos los da os que de inen la ed que se a a simula , como los nudos, ca gas, ans o mado es, e c. En la igu a 16 se puede e la es uc u a ipo del a chi o “. aw”. Figu a 16. Es uc u a de un a chi o “. aw” u ilizado po PSS/E Además, pa a las simulaciones anuales se u iliza án iche os “.cs ”, comma sepa a ed alues po sus siglas en inglés, donde se ecoge án el es ado de las ca gas pa a cada ho a de la ed. Según se es é simulando el caso anual, es acional o mensual, se end á un a chi o, cua o o doce dis in os de ca gas. En el apa ado 8 se explica á el p oceso lle ado a cabo pa a la ob ención de dichos a chi os de ca gas. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 37 5.2 Au oma ización de las simulaciones Como se comen ó an e io men e, pa a la simulación y a amien o de da os se u iliza án PSS/E, Py hon y MATLAB espec i amen e. Pa a las simulaciones, PSS/E cuen a con una API (Applica ion P og am In e ace) que ex e naliza odas las unciones del p og ama pa a se p og amadas en un lenguaje de p og amación como es Py hon. Po o o lado, pa a el a amien o de da os se u iliza á el p og ama MATLAB. 5.2.1 Simulación de 24 ho as En el caso de la simulación de la ed du an e 24 ho as, se lle a án a cabo epa os de ca gas óp imos, modi icando la ensión del secunda io del ans o mado de cabece a y la oma del ans o mado de cabece a. Dichas ensiones y omas dis in as a simula , se ecogen en las ablas 1 y 2 que se mues an a con inuación. OPF 24 ho as Ni el de V Tensión Nudo Cabece a OPF Toma del ans o mado de cabece a 1 0.97 0.95 2 0.975 3 1 4 1.025 5 1.05 6 1 0.95 7 0.975 8 1 9 1.025 10 1.05 11 1.02 0.95 12 0.975 13 1 14 1.025 15 1.05 16 1.05 0.95 17 0.975 18 1 19 1.025 20 1.05 Tabla 1. Valo es u ilizados de ensiones y omas pa a las simulaciones de un día comple o Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 38 OPF 24 ho as Ni el de V Tensión Nudo Cabece a OPF Toma del ans o mado de cabece a 21 0.97-1.05 0.95 22 0.975 23 1 24 1.025 25 1.05 Tabla 2. Valo es u ilizados de ensiones y omas pa a las simulaciones de un día comple o En es e caso en el que se simula á la ed du an e 24 ho as, al se el núme o de escena ios a simula ela i amen e bajo, 24 dis in os, se pod ían ejecu a los epa os de ca ga manualmen e, sin emba go, al ene que modi ica an o la ensión del nudo como la oma del ans o mado de cabece a, los casos a simula ascienden a 24 ho as x 5 ensiones x 5 omas = 600. Po ello se ha án las simulaciones median e un p og ama en Py hon que, median e dis in as APIs de PSS/E, au oma ice el p oceso. Se u iliza án 24 a chi os “. aw” dis in os, con dis in os es ados de ca ga ya de inidos en cada a chi o. El esquema gene al del p og ama se á el siguien e: 1. Se lee el a chi o “. aw” de la ho a que se es á simulando 2. Se ealiza un OPF con unos alo es de e minados ijos de ensión del nudo y oma del ans o mado de cabece a median e la unción OPF_FIXED_V 3. Se ealiza un OPF con unos alo es de e minados a iables de ensión del nudo de cabece a y unos alo es ijos de la oma del ans o mado de cabece a median e la unción OPF_CHANGING_V 4. Se uel e al pun o 1. Has a que se comple en las 24 ho as La unción OPF_FIXED_V La unción OPF_FIXED_V se enca ga de ealiza el OPF pa a alo es ijos de ensión en el nudo de cabece a y pa a alo es ijos de omas del ans o mado de cabece a. A con inuación, se mues an las dis in as e apas: 1. Se inicializan los alo es del OPF 2. Se ija la ensión de odos los nudos en el ango 0.95 - 1.05 excep o pa a el de cabece a Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 39 3. Se ija la ensión del nudo de cabece a con uno de los alo es de las ablas 1 y 2. a. Se ija la oma del ans o mado de cabece a al p ime alo de la abla 1 b. Se ealiza el OPF minimizando pé didas c. Se esc iben los da os de salida en un iche o llamado “Tomas_24.cs ” d. Se ija la oma del ans o mado de cabece a al alo siguien e, ya sea de la abla 1 o 2, y se uel e al pun o b. 4. Se ija la ensión del nudo de cabece a al alo siguien e y se epi e el pun o 4. La unción OPF_CHANGING_V La unción OPF_CHANGING_V se enca ga de ealiza el OPF pa a el ango de alo es de 0.97 - 1.05 de ensión en el nudo de cabece a y pa a alo es ijos de omas del ans o mado de cabece a. A con inuación, se mues an las dis in as e apas: 1. Se inicializan los alo es del OPF 2. Se ija la ensión de odos los nudos en el ango 0.95 - 1.05 3. Se especi ica un ango de alo es pa a la ensión del nudo de cabece a con una ensión mínima de 0.97 y máxima de 1.05. a. Se ija la oma del ans o mado de cabece a al p ime alo de la abla 1 b. Se ealiza el OPF minimizando pé didas c. Se esc iben los da os de salida en un iche o llamado “Tomas_24.cs ” d. Se ija la oma del ans o mado de cabece a al alo siguien e y se uel e al pun o b. 5.2.2 Simulación Anual Las simulaciones anuales se ealiza án pa a man ene es ensiones dis in as en el secunda io del ans o mado de cabece a. Dichas ensiones se ecogen en la abla 3. Simulación Tensión Nudo Cabece a 1 1 2 1.02 3 1.05 Tabla 3. Valo es de ensión u ilizados pa a las simulaciones de un año comple o Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 40 En es e caso, al se el núme o de casos a simula signi ica i amen e al o, los casos a simula ascienden a 8784 ho as x 3 ensiones = 26352, se op a di ec amen e po p og ama en Py hon las simulaciones pa a au oma iza el p oceso. Pa a cada uno de los pun os que se mues an en la igu a 15 del p oceso gene al seguido en las simulaciones, exis i á un p og ama en Py hon. A con inuación, se de allan los pasos seguidos po los dis in os p og amas que se u iliza án pa a lle a a cabo las simulaciones anuales necesa ias. OPF Año Comple o 1 El esquema gene al de las unciones que ealiza el p og ama pa a lle a a cabo el p ime pun o de la igu a 15, se á el siguien e: 1. Se c ean los iche os de salida, uno po cada ni el de ensión a simula 2. Se lee el a chi o “. aw” de base 3. Se inicializan los alo es del OPF 4. Se con igu a la po encia de salida en kW 5. Se ija la ensión de odos los nudos en el ango 0.95 - 1.05 excep o pa a el de cabece a 6. Se ija la ensión del nudo de cabece a en el lado de baja con uno de los alo es de la abla 3. 7. Se con igu a la ob ención de omas a alo es disc e os 8. Se u iliza un bucle while que ealiza las siguien es a eas: a. Copia las ca gas de la ho a co espondien e en un iche o empo al b. Se ca gan las ca gas de la ho a co espondien e en el iche o “. aw” c. Se ejecu a la unción OPF_FIXED_V_#, en la que # ep esen a el ni el de ensión (1, 1.02, 1.05) La unción OPF_FIXED_V_# La unción OPF_FIXED_V_# se enca ga de ealiza el OPF pa a alo es ijos de ensión en el nudo de cabece a. El símbolo # ep esen a el ni el de ensión a simula . Se end án po an o 3 unciones dis in as, una po cada ni el de ensión de la abla 3. A con inuación, se mues an las dis in as e apas de la unción: 1. Se ealiza el OPF minimizando pé didas 2. Se esc iben los da os de salida en un iche o llamado “Tomas_8784_#.cs ” Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 41 OPF Año Comple o 2 Una ez ealizada la simulación de un año pa a dis in os alo es de ensión en el secunda io del ans o mado del nudo de cabece a, se puede ealiza el OPF de un año man eniendo las omas de odos los ans o mado es excep o el de cabece a en alo es ijos. Dichos alo es que se ija án, se án los ob enidos como omas que apa ezcan con más ecuencia po año, es ación y mes, después de ep esen a los his og amas de omas de los ans o mado es del pun o dos del p oceso gene al seguido en las simulaciones anuales. El esquema gene al de las unciones que ealiza el p og ama pa a lle a a cabo el e ce pun o de la igu a 15, se á el siguien e: 1. Se c ean los iche os de salida, uno po cada ni el de ensión a simula 2. Se lee el a chi o “. aw” de base 3. Se inicializan los alo es del OPF 4. Se con igu a la po encia de salida en kW 5. Se ija la ensión de odos los nudos en el ango 0.95 - 1.05 excep o pa a el de cabece a 6. Se ija la ensión del nudo de cabece a en el lado de baja con uno de los alo es de la abla 3. 7. Se con igu a la ob ención de omas a alo es disc e os 8. Se ca gan los alo es de las omas de odos los ans o mado es ob enidos en el pun o 2 del p oceso gene al, excep o pa a el ans o mado de cabece a. 9. Se u iliza un bucle while que ealiza las siguien es a eas: a. Copia las ca gas de la ho a co espondien e en un iche o empo al b. Se ca gan las ca gas de la ho a co espondien e en el iche o “. aw” c. Se ejecu a la unción OPF_FIXED_VT_#, en la que # ep esen a el ni el de ensión (1, 1.02, 1.05) La unción OPF_FIXED_VT_# La unción OPF_FIXED_VT_# se enca ga de ealiza el OPF pa a alo es ijos de ensión en el nudo de cabece a y alo es ijos de omas en odos los ans o mado es que no son el de cabece a. El símbolo # ep esen a el ni el de ensión a simula . Se end án po an o 3 unciones dis in as, una po cada ni el de ensión de la abla 3. A con inuación, se mues an las dis in as e apas de la unción: Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 48 6 Red U ilizada en las Simulaciones Se desa olla á el abajo sob e una ed de es eo modi icada del IEEE (Ins i u e o Elec ical and Elec onics Enginee s), la RTS-24. De en e las di e sas edes que es a o ganización pone a disposición de es udian es e in es igado es, se elige la ed de 24 nudos ya que cuen a con un núme o al de subes aciones que pe mi e selecciona di e en es á eas y modela si uaciones ealis as (zonas cos e as, de in e io e indus iales). La ed se adap ó en o os p oyec os an e io es a las ensiones más p óximas no malizadas en España: 220 y 132kV, po lo que no hab á que ealiza ninguna modi icación sob e la misma. La ed cuen a con los siguien es elemen os:  1 gene ado en el nudo de cabece a  12 ca gas epa idas en e odos los nudos  11 líneas  12 ans o mado es Se mues a a con inuación el esquema uni ila de la ed u ilizada: Figu a 19. Esquema uni ila de la ed de 24 nudos simulada Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 49 Excep o po el nudo 1 que iene una ensión de 220 kV, odos los demás ienen un ni el de ensión de 132 kV. En la abla 9 se ecogen los ans o mado es de la ed y los nudos de pa ida y o igen. T ans o mado Nudo O igen Nudo Des ino 1 1 2 2 3 5 3 4 7 4 6 12 5 8 9 6 10 11 7 13 14 8 15 20 9 16 17 10 18 19 11 21 23 12 22 24 Tabla 9. T ans o mado es de la ed. Nudos de o igen y des ino Los da os de ca ga u ilizados pa a ealiza las simulaciones se han di idido en dos pa es: po un lado, pa a la simulación de un día comple o, se han u ilizado 24 a chi os RAW con dis in as ca gas; po o o lado, pa a la simulación de las 8784 ho as de un año, se han ob enido ca gas de un p oyec o an e io , se han adap ado a la ed de es udio y se han di e enciado es zonas:  Zona indus ial  Zona u bana cos e a  Zona u bana de in e io En el apa ado 7 se especi ica odo el p oceso de ob ención del iche o con dichas ca gas po zonas. Po o o lado, las simulaciones consis i án en ealiza un epa o de ca gas óp imo u OPF pa a dis in os alo es de ca ga, ensión en el nudo de cabece a y oma del ans o mado de cabece a. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 50 Un OPF consis e, como su nomb e indica, en un epa o de ca gas óp imo, en el que se a a de op imiza una a iable suje o a dis in as es icciones. En las simulaciones a ealiza en es e p oyec o, se a a conside a la minimización de po encia ac i a y se impond án las siguien es es icciones:  Pa a la simulación de 24 ho as se ija án la ensión del nudo de cabece a y la oma del ans o mado de cabece a a dis in os alo es.  Pa a la simulación de las 8784 ho as anuales se ija á la ensión del nudo de cabece a a dis in os alo es En los apa ados siguien es se ealizan las dis in as simulaciones. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 51 7 Casos de Es udio En o al se an a di e encia cinco casos dis in os (nue e simulaciones), el p ime o se co esponde á con las simulaciones de 24 ho as (una simulación) y los cua o es an es con los casos anuales (ocho simulaciones). Pa a el p ime caso, se simula á la ed du an e 24 ho as pa a los dis in os alo es de ensión y oma que se ecogen en las ablas 1 y 2 del apa ado 5.2.1. Pa a los cua o casos es an es, se ecoge en la igu a 20, un esquema de las simulaciones que hab á que lle a a cabo. Figu a 20. Esquema de las simulaciones a ealiza de los casos anuales Se comenza á haciendo un epa o de ca gas óp imo pa a un año comple o con el obje i o de ob ene las omas óp imas y las pé didas del sis ema. A con inuación, se ep esen a án los his og amas de omas de los ans o mado es y se ag upa án po año, es ación y mes las omas pa a ob ene los alo es que apa ezcan con más ecuencia. Seguidamen e se lle a á a cabo el segundo OPF ijando las omas de odos los ans o mado es excep o el de cabece a, en los alo es ob enidos de los his og amas. Pa a con inua , se ol e án a ep esen a , en es e caso pa a el ans o mado de cabece a, los his og amas de OPF Año Comple o 1 Tomas T ans o mado es Lib es OPF Año Comple o 2. Es udio Anual Toma T ans o mado Cabece a Lib e Repa o de Ca gas Año Comple o. Es udio Anual Tomas Fijas Anuales OPF Año Comple o 2. Es udio Es acional Toma T ans o mado Cabece a Lib e Repa o de Ca gas Año Comple o. Es udio Es acional Tomas Fijas Es acionales OPF Año Comple o 2. Es udio Mensual Toma T ans o mado Cabece a Lib e Repa o de Ca gas Año Comple o. Es udio Mensual Tomas Fijas Mensuales Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 52 omas, y se ag upa án po año, es ación y mes dichas omas pa a ol e a ob ene los alo es que apa ezcan con más ecuencia. Po úl imo, y una ez ob enidos los alo es de omas de odos los ans o mado es que apa ezcan con más ecuencia, se ha á un epa o de ca gas con las omas ijas po año, es ación y mes. En la abla 10, se ecoge un esumen de las simulaciones a ealiza y las condiciones impues as. Caso Nomb e Simulación Ag upación de Tomas Tomas T ans o mado de Cabece a Fijas Tomas Res o de T ans o mado es Fijas Tensiones Simuladas 1 1. OPF 24 ho as Dia ia SI NO 5 2 2. OPF Año Comple o 1 - NO NO 3 3. Repa o de Ca gas Año Comple o. Es udio po De ec o - SI (1) SI (1) 3 3 4. OPF Año Comple o 2. Es udio Anual Anual NO SI 3 5. Repa o de Ca gas Año Comple o. Es udio Anual Anual SI SI 3 4 6. OPF Año Comple o 2. Es udio Es acional Es acional NO SI 3 7. Repa o de Ca gas Año Comple o. Es udio Es acional Es acional SI SI 3 5 8. OPF Año Comple o 2. Es udio Mensual Mensual NO SI 3 9. Repa o de Ca gas Año Comple o. Es udio Mensual Mensual SI SI 3 Tabla 10. Casos, simulaciones y ca ac e ís icas de cada uno Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 53 8 Ob ención del Fiche o de Ca gas Anuales En el apa ado an e io , en el que se ha simulado la ed pa a 24 ho as dis in as, los alo es de las ca gas es aban ya incluidos en cada iche o “. aw”. Sin emba go, pa a hace una simulación anual, la mejo o ma de p ocede es la de pa i de un iche o “. aw” de base y un iche o de ex o que con enga los da os de ca ga pa a cada una de las 8784 ho as del año e i ca gando dichos da os en el iche o “. aw” pa a ealiza el OPF, ya que el p oceso de c ea 8784 iche os “. aw” dis in os a mano se ía muy cos oso. En es e apa ado se desc ibe el p ocedimien o seguido pa a la ob ención del iche o de ca gas que se u iliza á pa a las simulaciones de los apa ados sucesi os. 8.1 Fiche o de pa ida Pa a ob ene el iche o de ca gas se pa e de un iche o de ca gas ya c eado en un p oyec o an e io i ulado “Análisis P obabilís ico de la Capacidad de E acuación Eólica en Es ado de Con ingencia Simple”. Dicho a chi o de ca gas se c eó u ilizando cu as de demanda anuales (8784 ho as/año eléc ico bisies o: desde el 1 de ab il del año X has a el 31 de ma zo del año X+1) semejan es a las encon adas en subes aciones eales, que se dis ibuye on sob e una ed ajus ada (IEEE118 Tes Case) de mane a que se simula on las condiciones eléc icas eales encon adas ípicamen e en una Red de T anspo e y Dis ibución. De es a mane a, las dis in as cu as de demanda se asigna on a de e minadas zonas o ag upaciones de nudos del caso PSS/E, espe ando las cong egaciones de ca ga ípicamen e encon adas en una Red de T anspo e y Dis ibución Real, es deci , ag upaciones de demandas ípicas de zonas cos e as, de zonas de in e io , de zonas indus iales, e c. A con inuación, en la igu a 21, se mues a el iche o de ca gas de pa ida. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 54 Figu a 21. Fo ma o del iche o de ca gas de pa ida 8.2 Gene ación de escena ios de demanda Pa iendo del iche o an e io , se c ea el iche o de ca gas que se u iliza á en el p esen e p oyec o pa a las simulaciones anuales. En p ime luga , se clasi ican las ca gas del iche o de pa ida según se co espondan con una zona indus ial, de in e io o cos e a. A con inuación, se clasi ican las ca gas del caso de es udio en dis in as zonas que se mues an en la abla 11. Nudo Red 24 Zona Nudo Red 118 2 Indus ia 81 5 Cos a 2 7 Cos a 4 9 Cos a 5 11 Cos a 6 14 In e io 40 12 In e io 42 20 In e io 43 17 In e io 47 19 In e io 48 23 Indus ia 82 24 Indus ia 83 Tabla 11. Clasi icación de zonas según el nudo Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 55 Una ez que se iene iden i icado en el iche o de ca gas de pa ida qué ca gas se án las que se u iliza án pa a el p esen e p oyec o, se c ea un p og ama en Py hon que ex aiga dichos da os del iche o de pa ida y los copie en un nue o iche o que se llama á “Ca gas es udio ed dis ibucion.cs ”. Figu a 22. Fo ma o del iche o de ca gas después de u iliza Py hon En la igu a 22 se puede e el o ma o de dicho iche o en el que los da os es án o denados desde la ho a 1 has a la 8784 pa a los dis in os nudos y cada columna es á compues a po los siguien es alo es:  Ho a  Nudo  ID del nudo  Po encia ac i a de la ca ga  Po encia eac i a de la ca ga 8.3 Ajus e del iche o de ca gas Una ez ob enido el iche o de ca gas o denado pa a la ed de 24 nudos, solo es an dos modi icaciones adicionales sob e dicho iche o pa a ob ene el a chi o inal u ilizado en las simulaciones anuales. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 56 En p ime luga , hay que modi ica el alo de la columna 2 co espondien e al nudo en el que es á la ca ga ya que en el iche o ob enido se iene el alo del nudo de la ed de 118 nudos. Teniendo en cuen a la equi alencia en e nudos de la abla 11, se u iliza una unción en MATLAB pa a sus i ui dichos alo es po los co ec os. En segundo luga , se modi ican los alo es de po encia ac i a y eac i a ambién con una unción en MATLAB, pa a adap a dichos alo es a los de una ed más pequeña. Con odo ello se ob iene el iche o “Loads_25.cs ” que se obse a en la igu a 23, en el que se puede e como aho a la columna 2 se co esponde con alo es de la ed de 24 nudos y los alo es de po encia ac i a y eac i a son meno es. Figu a 23. Fo ma o del iche o de ca gas “Loads_25” u ilizado en las simulaciones anuales Se iene en onces el iche o de ca gas inal con odas las modi icaciones necesa ias. És e se á el iche o que se u iliza á en los subsiguien es apa ados pa a lle a a cabo las simulaciones anuales. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 57 9 Simulación del Caso 1 En es e p ime caso, se a a de simula la ed du an e 24 ho as y pa a 25 ensiones y omas dis in as pa a ob ene las omas que apa ecen con más ecuencia. Se u iliza án 24 a chi os “. aw” dis in os, cada uno de ellos con unas ca gas dis in as. Una ez ealizadas las simulaciones que se de allan en el apa ado 5.2.1, se analizan los esul ados ob enidos. La dinámica seguida es la de ep esen a el his og ama de los 25 ni eles de ensión, po cada ans o mado , y e cuál es la oma que apa ece con más ecuencia. Dicha oma más ecuen e, se ep esen a en las ablas 12 y 13 con un código de colo que ep esen a una oma de e minada dependiendo del colo u ilizado de acue do a la abla 5. del apa ado 5.4. En las ablas 12 y 13, se puede e como el colo p edominan e se co esponde con la oma de 0.975, es deci , según las dis in as simulaciones de OPF lle adas a cabo pa a dis in os alo es de ensión y oma del ans o mado de cabece a, és e es el alo que más se epi e en los his og amas. En la úl ima ila de la abla 13 se ep esen a la oma más p obable de acue do a el alo que más se ha epe ido pa a cada uno de los 25 ni eles de ensión simulados. En onces, se puede e como pa a los ans o mado es del 1 al 10 se ía con enien e con igu a la oma a 0.975 y pa a los ans o mado es 11 y 12 una oma de 1. Se puede obse a que los ni eles 11, 16 y 17 simulados se co esponden con los casos donde se ob iene una oma más al a después de lle a a cabo el OPF, conc e amen e omas de alo mayo a 1. Dichos ni eles, coinciden con los casos en los que hay que man ene un al o ni el de ensión en el nudo de cabece a (1.02, 1.05) y además la oma del ans o mado de cabece a se encuen a a unos ni eles muy bajos (0.95, 0.975), con lo que el es o de ans o mado es ienen que ele a su oma. Ni el de Tensión T ans o mado T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 1 0.95 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 1 1 2 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 1 1 Tabla 12. Valo es de omas más epe idos pa a los ni eles 1 y 2 Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 64 11.3 Análisis del Caso 3 En p ime luga , se han ep esen ado en un g á ico el po cen aje de pé didas anuales espec o al consumo o al de ene gía que hay en cada ho a. Dicho po cen aje se ha ep esen ado pa a las pé didas ob enidas con las omas más ecuen es anuales ( ep esen ado en azul), pa a las omas es ánda en 1 ( ep esen ado en ojo) y pa a las pé didas ob enidas en la simulación 3 del Caso 2, es deci , las pé didas ob enidas calculando un OPF y man eniendo las omas lib es. En la igu a 28 se compa a el po cen aje de pé didas pa a el caso en el que hay que man ene una ensión en el lado de baja del ans o mado de cabece a de 1. En ella se puede e como las pé didas se man ienen en gene al en e el 1% y el 3,5%. Con las conside adas omas óp imas, se obse a que las pé didas son lige amen e supe io es a las pé didas ob enidas con las omas es ánda . Además, las pé didas ob enidas del OPF se man ienen po debajo de las demás pé didas como cab ía espe a . Figu a 28. Po cen aje de Pé didas Anuales pa a Tensión 1 Caso 3 Po o o lado, en las igu as 29 y 30, se compa an el po cen aje de pé didas pa a el caso en el que hay que man ene una ensión en el lado de baja del ans o mado de cabece a de 1.02 y 1.05 espec i amen e. En es os casos si se puede ap ecia isiblemen e que los alo es de Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 65 pé didas dibujados en azul, que ep esen an las pé didas con las omas más epe idas anualmen e, son meno es que los ob enidos con las omas es ánda . Figu a 29. Po cen aje de Pé didas Anuales pa a Tensión 1.02 Caso 3 Figu a 30. Po cen aje de Pé didas Anuales pa a Tensión 1.05 Caso 3 Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 66 Incluso en la igu a 30, que ep esen a la simulación pa a man ene una ensión en el lado de baja del ans o mado de cabece a de 1.05, se puede ap ecia que los alo es en azul ( omas más epe idas anualmen e) se man ienen po debajo de las pé didas ob enidas con las omas es ánda . En la abla 18 se ecogen los alo es de pé dida media ho a ia ob enidos en las simulaciones. Se han calculado sumando simplemen e las pé didas de odas las ho as del año y di idiendo po el núme o de ho as del año (8784). En la pa e izquie da se ecogen las pé didas medias ho a ias con las omas óp imas anuales y a la de echa, las mismas pe o con las omas es ánda . Además, en cada ila se ep esen an los dis in os alo es ob enidos cambiando la ensión a man ene en el nudo de cabece a. Se han ma cado en azul las pé didas meno es y en ojo los alo es de pé didas que son mayo es. Se obse a en onces que, al y como se ap eciaba en la igu a 28, las pé didas ob enidas con las omas óp imas man eniendo un ni el de ensión en 1 son mayo es que las pé didas cuando se man ienen las omas en alo es es ánda sin ealiza ningún es udio p e io de omas. Sin emba go, al man ene una ensión de 1.02 y 1.05, sí que se ap ecia una mejo ía en las pé didas al u iliza las omas óp imas en los ans o mado es. Pé dida Media Ho a ia Tomas Óp imas Anuales Pé dida Media Ho a ia Tomas Es ánda Mejo a Tomas Óp imas Respec o a Tomas Es ánda Ni el de Tensión Pé didas (kW) Ni el de Tensión Pé didas (kW) V = 1 322.84 V = 1 295.13 -27.71 V = 1.02 346.89 V = 1.02 384.82 37.93 V = 1.05 424.08 V = 1.05 598.36 174.28 Tabla 18. Compa a i a de Pé didas. Tomas Anuales Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 67 12 Simulaciones del Caso 4 Una ez es udiado el caso de las omas que apa ecen con más ecuencia du an e un año, pa ece azonable hace el mismo es udio, pe o ag upando las omas que apa ecen con más ecuencia po cada es ación del año. Se pa e de los da os de omas más ecuen es ob enidas en el caso 2. Es e caso engloba dos simulaciones como se puede e en la abla 19. Caso Nomb e Simulación Ag upación de Tomas Tomas T ans o mado de Cabece a Fijas Tomas Res o de T ans o mado es Fijas Tensiones Simuladas 4 6. OPF Año Comple o 2. Es udio Es acional Es acional NO SI 3 7. Repa o de Ca gas Año Comple o. Es udio Es acional Es acional SI SI 3 Tabla 19. Simulaciones y ca ac e ís icas del Caso 4 12.1 Asignación de las ho as anuales a cada es ación Pa a pode hace el análisis es acional, p ime o hay que de e mina qué ho as de la simulación pe enece a cada es ación, a sabe , p ima e a, e ano, o oño e in ie no. Se iene que los da os de ca ga u ilizados pa a ealiza las simulaciones se co esponden con las 8784 ho as de un año eléc ico, es deci , la ho a 1 se co esponde con el 1 de ab il del año X y la ho a 8784 con el 31 de ma zo del año X+1. Ello plan ea que hab á que elegi las ho as adecuadas que en an den o de cada es ación. Las echas de inicio conside adas pa a cada es ación se ecogen en las ablas 20 y 21. Además, en la úl ima columna se ecoge el in e alo de ho as del a chi o de ca gas al que pe enece cada es ación. Es ación Fecha de Inicio In e alo de Ho as P ima e a 21 de ma zo 8480 – 8784; 1 – 1927 Ve ano 21 de junio 1928 – 4183 Tabla 20. Fechas de inicio de p ima e a y e ano Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 68 Es ación Fecha de Inicio In e alo de Ho as O oño 23 de sep iemb e 4184 – 6319 In ie no 21 de diciemb e 6320 – 8479 Tabla 21. Fechas de inicio de o oño e in ie no 12.2 OPF Año Comple o 2. Es udio Es acional Teniendo las omas ob enidas en el Caso 2 simulación 2 y eniendo en cuen a el in e alo de ho as que se co esponde con cada es ación del año, se pueden ob ene los his og amas es acionales pa a los 3 ni eles dis in os de ensión y ob ene así las omas más ecuen es pa a odos los ans o mado es excep o pa a el de cabece a. A con inuación, en la abla 22, se ecogen dichas omas más ecuen es pa a cada ni el de ensión y es ación. Se ha op ado po ep esen a las omas di ec amen e en la abla po que el núme o de his og amas, 48, e a bas an e ele ado. Así se end á po ejemplo que pa a el ans o mado 7, independien emen e de la ensión del nudo de cabece a, su oma óp ima se á 0.95. V = 1 V = 1.02 V = 1.05 T ans o mado P V O I P V O I P V O I 1 1 0.975 1 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 2 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 1 0.975 1 0.975 3 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 1 0.975 1 0.975 4 0.975 0.95 0.95 0.95 0.975 0.95 0.975 0.95 0.975 0.975 0.975 0.95 5 0.975 0.95 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 1 0.975 1 0.975 6 0.975 0.95 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 1 0.975 1 0.975 7 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 8 0.975 0.95 0.975 0.95 0.975 0.975 0.975 0.975 1 0.975 1 0.975 9 0.975 0.95 0.975 0.95 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 10 0.975 0.95 0.95 0.95 0.975 0.95 0.975 0.95 0.975 0.975 0.975 0.975 11 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.975 0.95 0.975 0.95 12 0.975 0.975 0.975 0.975 0.95 0.975 0.95 0.975 1 1 1 1 Tabla 22. Valo es de omas más epe idos pa a V=1, V=1.02 y V=1.05 Caso 4 Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 69 Con es os alo es, se pueden ija las omas de odos los ans o mado es po es ación excep o el de cabece a que se deja lib e y se ealiza el OPF del año comple o pa a es ni eles dis in os de ensión pa a ob ene los iche os “Tomas_Es ación_#_Fijas.cs ”. 12.3 Repa o de Ca gas Año Comple o. Es udio Es acional Una ez ob enidos los iche os “Tomas_Es ación_#_Fijas.cs ”., se uel e a u iliza el p og ama MATLAB pa a analiza las omas del ans o mado de cabece a que apa ecen con más ecuencia. Pa a ello se c ean los his og amas con las omas del ans o mado de cabece a ob enidas po es ación pa a los es ni eles de ensión simulados. Se ecogen en la abla 23 los alo es más epe idos de omas ob enidos pa a el ans o mado de cabece a. Se puede ap ecia que, excep o la oma en in ie no pa a V = 1, los demás alo es se man ienen cons an es espec o a los de la abla 22 que se han ob enido en el apa ado 12.2. V = 1 V = 1.02 V = 1.05 T ans o mado P V O I P V O I P V O I 1 1 0.975 1 1* 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 Tabla 23. Valo es de omas es acionales más epe idas del ans o mado de cabece a pa a V=1, V=1.02 y V=1.05 Es os alo es, jun o a los de la abla 22, se án los que se ija án como omas de los ans o mado es po cada es ación pa a ealiza el epa o de ca gas anual y ob ene las pé didas. Se ob iene así el a chi o “Tomas_Es ación_#_FijasTodas.cs ”. 12.4 Análisis del Caso 4 En p ime luga , se han ep esen ado en un g á ico el po cen aje de pé didas anuales, di idido en es aciones, espec o al consumo o al de ene gía que hay en cada ho a. Dicho po cen aje se ha ep esen ado pa a las pé didas ob enidas con las omas más ecuen es es acionales ( ep esen ado en azul), pa a las omas es ánda en 1 ( ep esen ado en ojo) y pa a las pé didas ob enidas en la simulación 3 del Caso 2, es deci , las pé didas ob enidas calculando un OPF y man eniendo las omas lib es. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 70 En la igu a 31 se compa a el po cen aje de pé didas pa a el caso en el que hay que man ene una ensión en el lado de baja del ans o mado de cabece a de 1. En ella se puede e como las pé didas se man ienen en gene al en e el 1% y el 4%. Con las conside adas omas óp imas, se obse a que las pé didas son lige amen e supe io es a las pé didas ob enidas con las omas es ánda . Además, las pé didas ob enidas del OPF se uel en a man ene po debajo de las demás pé didas. Figu a 31. Po cen aje de Pé didas Anuales pa a Tensión 1 Caso 4 En las igu as 32 y 33, se compa an el po cen aje de pé didas pa a el caso en el que hay que man ene una ensión en el lado de baja del ans o mado de cabece a de 1.02 y 1.05 espec i amen e. En es os casos, al igual que ocu ía con las omas óp imas anuales, si se puede ap ecia isiblemen e que los alo es de pé didas dibujados en azul, que ep esen an las pé didas con las omas óp imas, son meno es que los ob enidos con las omas es ánda . Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 71 Figu a 32. Po cen aje de Pé didas Anuales pa a Tensión 1.02 Caso 4 En la igu a 33, que ep esen a la simulación pa a man ene una ensión en el lado de baja del ans o mado de cabece a de 1.05, se puede ap ecia que los alo es en azul ( omas óp imas) se man ienen en la pa e in e io de la g á ica, quedando en la mayo ía de los casos po debajo de las pé didas ob enidas con las omas es ánda . Figu a 33. Po cen aje de Pé didas Anuales pa a Tensión 1.05 Caso 4 Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 72 En la abla 24 se ecogen los alo es de pé dida media ho a ia ob enidos en las simulaciones. Pé dida Media Ho a ia Tomas Óp imas Es acionales Pé dida Media Ho a ia Tomas Es ánda Mejo a Tomas Óp imas Respec o a Tomas Es ánda Ni el de Tensión Pé didas (kW) Ni el de Tensión Pé didas (kW) V = 1 324.54 V = 1 295.13 -29.41 V = 1.02 350.6 V = 1.02 384.82 34.22 V = 1.05 433.51 V = 1.05 598.36 164.85 Tabla 24. Compa a i a de Pé didas. Tomas po Es ación Se puede obse a que las pé didas medias ho a ias pa a las omas es ánda pa a V=1, son meno es que las pé didas pa a las omas es acionales conside adas óp imas. Sin emba go, pa a los o os dos ni eles de ensión, las pé didas con los alo es es acionales óp imos sí que son meno es espec o a las pé didas con las omas po de ec o. Resul a cu ioso sin emba go que las pé didas ob enidas con las omas es acionales sean lige amen e supe io es a las ob enidas ijando las omas a los alo es óp imos, pe o pa a un año comple o, es deci , sin habe cambiado las omas en cada es ación (Caso 3). Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 73 13 Simulaciones del Caso 5 En el Caso 4 se plan eaba la ob ención de omas más ecuen es po cada es ación, sin emba go, y al y como a ojan los esul ados del apa ado 12.4, no pa ece habe una mejo ía en las pé didas ob enidas. Se plan ea en onces calcula dichas omas más ecuen es pa a que ayan cambiando mensualmen e y analiza si las pé didas son meno es. Se uel e a pa i de los da os de omas más ecuen es ob enidas en el Caso 2. El Caso 5 engloba dos simulaciones como se puede e en la abla 25. Caso Nomb e Simulación Ag upación de Tomas Tomas T ans o mado de Cabece a Fijas Tomas Res o de T ans o mado es Fijas Tensiones Simuladas 5 8. OPF Año Comple o 2. Es udio Mensual Mensual NO SI 3 9. Repa o de Ca gas Año Comple o. Es udio Mensual Mensual SI SI 3 Tabla 25. Simulaciones y ca ac e ís icas del Caso 5 13.1 Asignación de las ho as anuales a cada mes Pa a pode hace el análisis mensual, p ime o hay que de e mina qué ho as de la simulación pe enece a cada mes. Se iene que los da os de ca ga u ilizados pa a ealiza las simulaciones se co esponden con las 8784 ho as de un año eléc ico, es deci , la ho a 1 se co esponde con el 1 de ab il del año X y la ho a 8784 con el 31 de ma zo del año X+1. Ello plan ea que hab á que elegi las ho as adecuadas que en an den o de cada mes. Las echas de inicio conside adas pa a cada mes se ecogen en la abla 26. Además, en la úl ima columna se ecoge el in e alo de ho as del a chi o de ca gas al que pe enece cada mes. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 80 Pé dida Media Ho a ia Tomas Óp imas Mensuales Pé dida Media Ho a ia Tomas Es ánda Mejo a Tomas Óp imas Respec o a Tomas Es ánda Ni el de Tensión Pé didas (kW) Ni el de Tensión Pé didas (kW) V = 1 325.07 V = 1 295.13 -29.94 V = 1.02 351.96 V = 1.02 384.82 32.86 V = 1.05 432.4 V = 1.05 598.36 165.96 Tabla 33. Compa a i a de Pé didas. Tomas po Mes Se puede obse a que las pé didas medias ho a ias pa a las omas es ánda pa a V=1, son meno es que las pé didas pa a las omas mensuales conside adas óp imas. Sin emba go, pa a los o os dos ni eles de ensión, las pé didas con los alo es de omas óp imos mensuales sí que son meno es espec o a las pé didas con las omas po de ec o al igual que ocu ía con las omas anuales y es acionales óp imas. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 81 14 Compa a i a de Pé didas en e los Dis in os Casos Disponiendo de odos los da os de las simulaciones anuales, es acionales y mensuales ealizadas, se pueden compa a las pé didas ob enidas en e sí, con el caso es ánda y con el caso del epa o de ca gas óp imo con odas las omas lib es (simulación 2). En las igu as 37, 38 y 39 se ep esen an las pé didas medias dia ias pa a los Casos 2 ( e de simulación 2 y ojo simulación 3), 3 (magen a), 4 (cian) y 5 (azul). Pa a el caso de man ene una ensión en el nudo de cabece a de 1, con igu a las omas en alo es óp imos ag upados po año, es ación o mes, no iene un e ec o bene icioso en las pé didas. Sin emba go, como se puede e en las igu as 38 y 39, co espondien es a man ene un ni el de ensión de 1.02 y 1.05 espec i amen e, en es os casos sí que hay una mejo a en las pé didas de la ed. Figu a 37. Compa a i a de pé didas ob enidas en los Casos 2, 3, 4 y 5 pa a ensión 1 En gene al se comp ueba que las pé didas co espondien es a ag upa las omas anualmen e son meno es que ag upándolas po es ación o po mes. A su ez, ag upando las omas po Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 82 es ación pe mi e ob ene menos pé didas que ag upándolas po mes pa a los casos de man ene un ni el de ensión de 1 y 1.02 Figu a 38. Compa a i a de pé didas ob enidas en los Casos 2, 3, 4 y 5 pa a ensión 1.02 Figu a 39. Compa a i a de pé didas ob enidas en los Casos 2, 3, 4 y 5 pa a ensión 1.05 Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 83 En la abla 34 se ecogen los alo es de pé didas ho a ias an es ep esen ados. Además, se ha calculado el po cen aje de mejo a de pé didas espec o a las ob enidas con las omas es ánda , con la siguien e ó mula: % = 𝐿0− 𝐿𝑥 𝐿0 ×100 Donde L0 ep esen a las pé didas con las omas es ánda y Lx las pé didas con las omas anuales, es acionales o mensuales. Pé dida Ho a ia Tomas Anuales Pé dida Ho a ia Tomas Es acionales Pé dida Ho a ia Tomas Mensuales Pé dida Ho a ia Tomas Es ánda Pé dida Repa o de Ca gas Óp imo kW % kW % kW % kW kW V = 1 322.84 -9.39 324.54 -9.97 325.07 -10.15 295.13 254.57 V = 1.02 346.89 9.86 350.6 8.89 351.96 8.54 384.82 280.83 V = 1.05 424.08 29.13 433.51 27.55 432.4 27.74 598.36 318.05 Tabla 34. Compa a i a de Pé didas. Tomas Anuales, Es acionales, Mensuales y po De ec o Teniendo en cuen a la mejo a en pé didas ob enida pa a los casos de ensión mayo que 1, hab ía que conside a si es en able económicamen e el inc emen o en el cos e que supone cambia las omas de los ans o mado es compa ado con el aho o en pé didas que se ob iene. Haciendo un análisis económico, hab ía que ene en cuen a que cambia una oma implica cos es po :  Co e del suminis o  Cos e de la cuad illa que se enca gue del cambio de las omas El aho o medio ho a io, pa a el cambio anual, es acional o mensual, es de unos 100 kWh ap oximadamen e. A un p ecio medio de 62.08 €/MWh, implica un aho o medio dia io de 149€. Mul iplicando po 30 días de un mes y di idiendo es a can idad po los 12 ans o mado es de la ed, signi ica que el cambio de omas es en able mensualmen e siemp e y cuando el cos e del co e de suminis o y la cuad illa sean meno es a 372€ po ans o mado . Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 84 Mul iplicando po es pa a el caso de omas po es ación, el cambio se ía en able cuando los cos es ue an in e io es a 1117€ po ans o mado . Po úl imo, mul iplicando po cua o pa a el caso del cambio de omas anual, és e se ía en able pa a unos cos es in e io es a 4468€ po ans o mado . Si se iene en cuen a la abla 34, en la que se ap ecia que cambia las omas es acional o mensualmen e no implica un mayo aho o con espec o al cambio de omas anual, se pod ía conclui que la mejo opción es el cambio de omas anual. Los cálculos de aho o an e io es, se han ob enido asumiendo que odo el año se es á ope ando po encima de una ensión 1. Si se asume que hab á un cie o núme o de ho as al año en el que la ensión se á 1 y las pé didas se án mayo es que en el caso es ánda , se puede supone una educción del aho o del 50 %. Teniendo en cuen a que en onces el aho o pa a las omas anuales se ía de 2234€ po ans o mado , segui ía habiendo un aho o económico. Además, si se conside a que el pe il de ca gas anual se á muy pa ecido en años sucesi os, el aho o se man end ía en los años pos e io es po lo que, económicamen e, el cambio de omas es a ía jus i icado. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 85 15 Conclusiones y Líneas Fu u as de In es igación Después de es udia la e olución óp ima de la oma pa a los dis in os escena ios anual, es acional y mensual, se concluye que: Exis en ans o mado es en la ed que, an e las dis in as simulaciones lle adas a cabo:  Cambian con inuamen e de oma an o pa a simulaciones anuales como es acionales y mensuales. Es e es el caso de los ans o mado es 9 y 6 po ejemplo. Si se es á plani icando una ed de dis ibución y el cos e de un ans o mado con cambiado de omas en ca ga no es excesi o, se ía con enien e su uso en es e caso.  Man ienen siemp e la misma oma an o pa a simulaciones anuales como es acionales y mensuales. Es e es el caso de los ans o mado es 7 y 11 que, al y como se puede e en los esul ados ob enidos, man ienen una oma de 0.95. Si se es á plani icando una ed de dis ibución de e minada, se á con enien e la búsqueda de casos como es os en los que se pod ía ins ala un ans o mado con cambiado de omas en acío ya que su cambio se ía p ác icamen e nulo a lo la go de su ida ú il y se es a ía en los ni eles óp imos de oma. Teniendo en cuen a que las edes de dis ibución ac uales cuen an en la p ác ica o alidad con ans o mado es con cambiado es de omas en acío, lo ideal se ía lle a a cabo el meno núme o posible de cambios en la oma a lo la go de la ida ú il del ans o mado que minimice las pé didas de la ed pa a no ene que es a co ando el suminis o cons an emen e. En es e sen ido y como se ex ae de los alo es ob enidos en las simulaciones, un cambio de omas anual conlle a ía una disminución conside able de pé didas, has a el 29.13%, pa a el ni el de ensión 1.05 espec o a los alo es de pé didas con omas po de ec o. Cab ía espe a que al i ajus ando a un mayo ni el de de alle las omas, es deci , de anuales a es acionales y de es acionales a mensuales, las pé didas uesen disminuyendo. Sin emba go, es e e ec o no se ap ecia, sino que incluso hacen aumen a las pé didas. Las causas de es os aumen os hay que busca la en dos aspec os: Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 86  Las omas ob enidas con las simulaciones en PSS no son disc e as, es deci , no se ob ienen alo es del ipo 0.95, 0.975, 1 e c. sino que se ob ienen alo es con inuos lo que conlle a a abaja con da os no exac os de omas y pé didas.  Las simulaciones son ho a ias, es deci , se simula cada ho a del sis ema y se ob ienen unas omas y pé didas de e minadas. Al escoge las omas po año, es ación o mes y dibuja sus his og amas, se es án escogiendo alo es que se epi en más que o os den o del mes, pe o las simulaciones pos e io es con dichas omas siguen siendo ho a ias con lo que hab á muchas ho as simuladas con omas que no sean las óp imas. A aíz del aho o ob enido pa a los casos anual, es acional y mensual, conside ando un aho o medio ho a io de 100kW y un p ecio medio ho a io de la ene gía de 62.08€/MWh, se obse a que el cambio de omas anual se ía el más azonable ya que el aho o es mayo que pa a los casos es acional y mensual y el cos e del cambio meno . A la is a de los esul ados ob enidos en la simulación de ag upación de omas mensualmen e, se obse a que hay una mejo ía en las pé didas espec o a las simulaciones anuales y es acionales. Es o quie e deci que ajus a las omas pa a la demanda de cada ho a pe mi i ía un aho o conside able ya que se es a ía escogiendo la oma óp ima exac a que minimiza pé didas en una ho a de e minada, es deci , se end ían las pé didas ep esen adas en e de. La pene ación cada ez mayo de uen es de ene gía eno able plan ea, como línea de in es igación u u a, el e ec o que end ía el ajus e de las omas de los ans o mado es en las pé didas en una ed con p esencia de gene ación dis ibuida. Plani icación de la Posición Óp ima de la Toma en Cen os de Dis ibución 87 16 Bibliog a ía [1] Dis ibu ion T ans o me s. Dudley L. Galloway, Dan Mulkey, and Alan L. Wilks. Tap Change s and Sma In elligen Con ols. Die e Dohnal, Axel K aeme , and Ka s en Vie eck. Elec ic Powe T ans o me Enginee ing, Thi d Edi ion. James H. Ha low. May 2012, 1 -48 [2] Luis Cho e Ga cía. (2012). Analisis p obabilís ico de la capacidad de e acuación eólica en es ado de con ingencia simple. [3] P og am Ope a ion Manual PSS®/E 33.4. (2013). Siemens Powe Technologies In e na ional. 400 S a e S ee , PO Box 1058, Schenec ady, NY 12301-1058 USA [4] P og am Applica ion Guide PSS®/E 33.4 (2013). Siemens Powe Technologies In e na ional. 400 S a e S ee , PO Box 1058, Schenec ady, NY 12301-1058 USA [5] ANSI S anda d C84.1-1982, Ame ican Na ional S anda d o Elec ic Powe Sys ems and Equipmen – Vol age Ra ings (60 Hz).  [6] M.C. Rodol o A u o Echa a ia Solís. Sín esis de un Regulado Mono ásico de Tomas de C.A. pa a Aplicaciones de Media y Baja Tensión. [7] Nasi Mahmud, A. Zahedi. (2016). Re iew o con ol s a egies o ol age egula ion o he sma dis ibu ion ne wo k wi h high pene a ion o enewable dis ibu ed gene a ion. [8] D . Die e Dohnal. (2013). On-Load Tap-Change s o Powe T ans o me s. [9] Ca los Quijije Sánchez. (2012). Es udio del Fenómeno de Fe o esonancia en T ans o mado es. [10] In oduc ion o PSS/E. EE 461 Powe Sys ems. Colo ado S a e Uni e si y