Red alta tensión

7/30/2019 Red alta tensin

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RED ELCTRICA DE ESPAA

La red elctrica de alta tensin: Ahorro yseguridad

Julio 2007

DE ESPAAR ED ELCTRICA


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ndice

Conceptos bsicosAhorro y eficiencia

Seguridad de suministro Grandes incidentes

Conclusiones


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Conceptos bsicos

Energa elctrica. P = Tensin (V) * Intensidad(I).

Para transportar la misma energa, con tensiones altas las intensidadessern menores.

Perdidas de transporte = Resistencia (R) * Intensidad (I) **2

Si disminuimos la Intensidad, las perdidas por transporte disminuyende forma cuadrtica.

Por eso se transporta a tensiones muy altas

Las perdidas totales de la red elctrica espaola oscilan alrededor de1,5%, segn se distribuya la generacin y la demanda.


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Conceptos bsicos. Otras ventajas

Permite el intercambio instantneo de energa entre dos puntosconectados a la red.

En muchas ocasiones el intercambio provoca un transporte virtual de laenerga, que puede llegar a ahorrar perdidas.

Por tanto, una buena red elctrica de alta tensin permite optimizar elperfil de generacin, ahorrando energa, costes al sistema elctrico yemisiones de gases de efecto invernadero.


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1500 MW

4600 MW

3400 MW

1500 MW

2000 MW

900 MW

Zona sumidero (MW importados)

Zona fuente (MW exportados)

Escenario punta invierno 2007

1900 MW

6400 MW


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Consumo en RdT (400 y 220 kV) y Portugal (REN)

Influencia L 400 kV Mudarra-SS Reyes

66 MW64 MWPortugal NORTE14 MW13 MWPortugal CENTRO

24 MW22 MWPortugal SUR

94 MW91 MWLEVANTE

950 MW900 MWTOTAL

42 MW34 MWRESTO zona CENTRO

159 MW154 MWMADRID

144 MW142 MWANDALUCIA

77 MW77 MWCATALUA

40 MW36 MWARAGN

204 MW183 MWNORTE

86 MW84 MWNOROESTE

Consumo RdT y REN con L-400 kV

MUD-SSR desacoplada


MUD-SSR acopladaREA


Ahorro = 50 MW


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488 MW

886 MW

241 MW

761 MW

504 MW

214 MW

476 MW

106 MW

975 MW


614 MW

699 MW

26 MW

522 MW

0 MW982 MW

485 MW

111 MW

982 MW

Zona sumidero (MW importados)

Zona fuente (MW exportados)


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Consumo en RdT (400 y 220 kV) y Portugal (REN)Influencia L-400 kV Brovales-T Alqueva

59 MW64 MWPortugal NORTE23 MW13 MWPortugal CENTRO

15 MW22 MWPortugal SUR

95 MW91 MWLEVANTE

971 MW900 MWTOTAL

54 MW34 MWRESTO zona CENTRO

169 MW154 MWMADRID

151 MW142 MWANDALUCIA

77 MW77 MWCATALUA

38 MW36 MWARAGN

201 MW183 MWNORTE

89 MW84 MWNOROESTE


Brovales-T Alqueva desacoplada


Brovales-T Alqueva acopladaREA


Ahorro = 71 MW


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SEGURIDAD DE SUMINISTRO


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3 Europa ha disfrutado de un suministro seguro de electricidad durante dcadas.Interrupciones de suministro de mayor o menor importancia, han sucedido, aunquela fiabilidad de suministro ha sido muy alta.

3

La sociedad es mucho ms sensible a los cortes de suministro, lo que puede llevar auna percepcin de empeoramiento de la calidad, que no se corresponde con losvalores reales de los ndices TIEPI y NIEPI.

3 Sin embargo los incidentes ocurridos en los ltimos aos en Europa y EstadosUnidos ponen de manifiesto la importancia creciente de la seguridad del suministro.

3 Las interrupciones de suministro pueden afectar a otras infraestructuras, (sistemasde comunicacin, sistemas de transporte, suministro de agua.) y ponen demanifiesto lo vulnerable que es nuestra sociedad a las interrupciones de suministro,y por tanto la necesidad de mejorar la seguridad del suministro.

3 Si las interrupciones de suministro son repetidas, afectan de forma dramtica a laeconoma del pas.

3 Analizaremos, a travs de algunos de los ms importantes incidentes, sus causas ysus consecuencias, y por tanto la necesidad creciente de mejorar la fiabilidad del

suministro de energa elctrica.

Seguridad del Suministro


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Nueva York 19771

2 Dinamarca- sur de Suecia 2003

3 Costa este de Estados Unidos 2003

4 Italia 2003

5 Alemania 2006

6Conclusiones


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1Nueva York 1977


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9 Con anterioridad a las 20:37:

Demanda 5.689 MW, importacin 2.860 MW, reserva total 1.998 MW, reservasincronizada 1.208 MW. rea afectada. Manhattan, The Bronx, Broolyn, StatenIsland, la mayor parte de Queens and Westchester County.

3 20:37 Por descargas atmosfricas se pierden dos lneas de 345 kV., quecomparten apoyos, y la unidad de generacin de Indian Point 3.

3 20:55 Nuevas descargas atmosfricas provocan la perdida de otra lnea de 345kV. Adicionalmente una lnea de 345 kV se pierde a consecuencia de laactuacin intempestiva de una proteccin.

3 21:19 La ltima lnea de interconexin del rea de Nueva York con la zonanorte, donde se encuentra la generacin, se pierde por una falta. Se produce lasobrecarga de unidades de transformacin y las lneas de 138 kV que quedansobrecargadas

3 21:29 Se pierde la transformacin y los circuitos de 138 kV que conectaba lazona de Nueva York con el resto del sistema (Nueva Jersey). La zona deNueva York queda en isla. Adicionalmente se pierde la unidad de generacinde Ravenswood 3.

3 21:36 El sistema colapsa debido a desbalance entre generacin y demanda.

Nueva York 1977. Descripcin del Incidente


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Nueva York 1977. rea afectada

X

Esquema simplificado del sistema de 345 kV. Fuente Consolidated Edison


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Nueva York 1977. Consecuencias

9 .000.000 de personas afectadas por el cor te en plena ola de calor.

6.000 MW de demanda Interrupciones de suministro de hasta 26 horas.

Interrupcin del servicio ferroviario, 75.000 usuarios afectados.

Los aeropuertos fueron cerrados

Prdidas directas estimadas de 55 millones de $ e indirectas de 290 millones de $

Importantes incidentes, 1.037 incendios, 2.941 arrestos, 70.680 llamadas al telfono de emergencia


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2Dinamarca-sur de Suecia

2003


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3 Con anterioridad al incidente, un nmero importante de lneas fuera deservicio por mantenimiento y 4 plantas nucleares fuera de servicio.

3 12:30 Prdida de la central nuclear de Oskarshamn con una produccin de

1.176 MW debido a un problema en el circuito de refrigeracin. Estacontingencia origina una mayor flujo haca el sur para alimentar lademanda.

3 12:35 se produce una falta en una subestacin de Horred 400 kV,perdindose 4 lneas de 400 kV de las 5 lneas que interconectan la parte

central de Suecia con el Sur, y dos que conecta 2 centrales nucleares conel sistema (Ringhalds 3+4) con una prdida de produccin de 1.800 MW

3 12:35-12:37 El resto de las lneas desde la zona central a la zona sur sesobrecargan y se produce una cada de tensin en la zona sur de Suecia.Debido a la falta de generacin en la zona sur y el fuerte flujo norte-sur, lafrecuencia cae hasta los 49 Hz. y se produce un colapso de tensin.

3 12:37 Se forma una isla con la parte sur de Suecia y la zona este deDinamarca con tensiones bajas y un dficit importante de generacin. Ensegundos se produce la desconexin de la generacin debido a lascondiciones de frecuencia y tensin y el sistema colapsa rpidamente.

Dinamarca-Sur Suecia 2003.Descripcin del incidente


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Dinamarca-Suecia 2003. rea afectada

Horred 400 kV

Fuente Elkraft. La lneas discontinuas son las lneas que se dispararon originando el incidente


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2.400.000 de personas afectadas en el este de Dinamarca y 1.800.000 en la zona sur de Suecia.

4.500 MW de demanda prdida en Suecia y 1.900 MW en Dinamarca Interrupciones de suministro de hasta 7 horas.

Interrupcin del servicio ferroviario en el sur de Suecia y del metro en Copenhague. Los pasajeros

tuvieron que ser evacuados por los tneles.

El aeropuerto de Copenhague fue cerrado temporalmente.

Caos circulatorio en las ciudades ms importante por la falta de suministro a los semforos.

Dinamarca-Suecia 2003. Consecuencias


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3Costa este de Estados

Unidos 2003


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Costa este de Estados Unidos 2003. Descripcin14:02:00 -16:06:00 EDT: Se inician los problemas en la red de transporte de Ohiocon la desconexin de 5 lneas de 345 kV por falta o actuacin intempestiva deprotecciones.16:08:58 EDT: Los problemas se trasladan a Michigan perdiendo dos lneas de

345 kV que interconectaban el sur y oeste de Ohio con el Norte de Michigan. Sepierde la central de Kinder Morgan con 500 MW en Michigan.16:10:04-16:04:45 EDT Aparecen problemas en las centrales del lago Eire. Sedesconectan 20 centrales con una potencia instalada de 2.174 MW.

16:10:37 EDT Desconexin de las lneas de 345 kV entre el Oeste y el Este deMichigan. Tras esta desconexin, el Este de Michigan slo permaneca conectadocon el Norte de Ohio y Ontario.16:10:38 EDT Desconexin de la lnea de 345 kV Perry-Ashtabula-Eire West. Ladesconexin de la lnea de 345 kV Perry-Ashtabula-Eire West supuso que la nica

conexin del Este de Michigan y del norte de Ohio con el resto de la EasternInterconnection fuese a travs de la interconexin de Michigan con Ontario.

La desconexin de las lneas de transporte a lo largo del Lago Eire, hizo el flujo de energa que

circulaba a travs de las mismas cambiase de direccin y se formase un gigantesco loop

desde Pennsylvania a Nueva York, de all a Michigan a travs de Ontario


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Costa este de Estados Unidos 2003. Descripcin

Corredor operativohacia el este de

Michigan

ONTARIO

Central Ohio

Northern

Ohio

Southern Ohio

Detroit Area

Michigan

Ontario

Pennsylvania

A partir de este momento el

problema que haba afectadonicamente al Midwest comienza atrasmitirse al resto de sistemas yafecta a Pennsylvania, a New

York y a la zona bajo el control de

New England ISO, en EstadosUnidos, y a las provincias deOntario y Qubec en Canad


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16:10:40-16:10:44 EDT: Como consecuencia del gigantesco loop de energa, seprodujo la desconexin, en 4 segundos, de 4 lneas de transporte que aislaron lossistemas de Pennsylvania y New York. . Tras la desconexin de estas cuatro lneas,

la parte norte de la Eastern Interconnection permaneca conectada al resto delsistema nicamente a travs de dos corredores. El del oeste: a travs de una lneade 230 kV entre Ontario, Manitoba y Minnesota. El del este: a travs de lainterconexin entre New Jersey y New York

Corredoresoperativos

Central Ohio

Northern Ohio

Southern Ohio

Detroit Area

Michigan

Pennsylvania

Ontario

NY

NJ

Desconexin de una lnea

Desconexin de un corredor

Central afectada


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16:10:45 EDT Se producen nuevas desconexiones de lneas de 230 y 500 kV por loque Eastern Interconnection queda dividida en dos zonas por una lnea queseparaba New York, el norte de New Jersey, la zona controlada por New England

ISO, el este de Michigan, la mayor parte de Ontario y Qubec del resto de lainterconexin que no se vio afectada.16:10:50-16:10:57 EDT Desconexin de las lneas de transporte entre New Yok,Michigan y Ontario y New quedando la mayor parte de la costa este de EstadosUnidos sin suministro elctrico en poco ms de seis minutos.


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Costa este de Estados Unidos 2003. rea afectada

rea afectada

Desconexin de una lnea

Desconexin de un corredor

Central afectada

16:13 EDT

13 de agosto (21:21h)

Alcance delincidente vistodesde satlite

14 de agosto (21:03h)

Fuente: DefenseMeteorological SatelliteProgram. National Oceanicand AtmosphericAdministration.


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Ocho estados fueron afectados en lo que se considera la mayor interrupcin de suministro

elctrico en Estados Unidos. Se vieron afectadas 57.740 Km. de lneas de alta tensin y 290 unidades de generacin

50.000.000 de personas se vieron afectadas por el incidente.

La demanda afectada fue de 70.500 MW

Prdidas econmicas valoradas entre lo 6.000 y 30.000 millones de dlares

Costa este de Estados Unidos 2003. Consecuencias


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4Italia 2003


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Italia 2003. Descripcin

03:00 Situacin estable de operacin. Italia se encuentra importando 6.3 GW 25%de la demanda total del sistema, 300 MW que el intercambio programado.3:01 Prdida de la lnea Mettlen-Lavorgo 380 kV por contacto en un rbol. Fall del

reenganche debido a la elevada diferencia angular (42 grados). Sobrecarga de lalnea Sils-Soaza 380 kV.3:11 ETRANS solicita a GRTN reducir la importacin en 300 MW3:21 GRTN reduce la importacin en 300 MW

3:25 La lnea Sils-Soazza se desconecta por contacto con un rbol. El sistemaItaliano pierde sincronismo con el resto de la UCTE desconectandose el resto de lalneas de interconexin.3:27 Las unidades de generacin se empiezan a desconectar debido a lascondiciones de tensin y frecuencia en el sistema. Se produce el apagn total de

Italia con excepcin de Cerdea.


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Albertvi lle


SLOVENIASLOVENIASLOVENIA

SWITZERLANDSWITZERLANDSWITZERLAND

FRANCEFRANCEFRANCE

AUSTRIAAUSTRIAAUSTRIA

RondissoneVillarodin

Venaus

Gorduno

Ai ro lo

Ponte

Pallanzeno

MoerelRiddes

AviseValpelline

CamporossoLe Broc-Carros

Soazza

*BulciagoMusignano

Lavorgo

Sondrio

Robbia

Mese

Lienz

Soverzene

Redipuglia Divaca

Padriciano

7

1 2

3

Mettlen Sils

5-6

8

4

3.1

Separacin de la UCTE

Planais

3.2

380 kV Mettlen LavorgoDisparo por contanto conarbol

1 Secuencia de desconexin


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Toda la pennsula Italiana y Sicilia sin suministro elctrico.

Afectacin a 57.000.000 millones de personas. 110 trenes quedaron detenidos.

La red de metro de Roma y Miln paralizada.

Aeropuertos cerrados temporalmente.

Interrupcin del suminist ro de agua potable por 12 horas pr incipalmente en el sur de Italia.



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5Alemania 2006


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Incidente Alemania 2006. Descripcin

21:38 Situacin estable de operacin. EoN Netz realiza la maniobra prevista deapertura del doble circuito 380 kV Diele-Conneforde sobre el rio Ems.21:39 Sobrecarga del circuito 380 kV Ladesbergen-Wehrendorf que interconecta los

sistema de RWE y EoN.22:10 EoN decide acoplar barras en la subestacin de Landesbergen de 380 parareducir la sobrecargas existentes.22:10:13-22:11:29 Esta maniobra produce el efecto contrario, y se pierde la lnea

380 kV Ladesbergen-Wehrendorf lo que origina la prdida en cascada de 29 lneasde 220 y 380 KV.22:12 El sistema UCTE queda divido en tres islas asncronas. Una isla est formadapor la parte oeste de Alemania, Holanda, Luxemburgo, Blgica, Francia, Espaa,Portugal, Suiza, Italia, la parte oeste de Austria y Eslovenia. La segunda isla queda

constituida por la parte este de Alemania, Polonia, Repblica Checa, Eslovaquia,Hungra y la parte este de Austria. En la tercera isla se encuentran todos los pasesque estn en el sudeste de Europa.


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substation Borken busbars decoupled

22:10:1322:10:1522:10:1922:10:2222:10:2522:10:2722:10:2822:10:2922:10:31Conneforde - Diele

Sobrecarga

distancia

Sobrecorriente

Distancia

Prdida de

sincronismo


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Divisin en tres islas del sistema UCTE. Fuente UCTE

Incidente Alemania 2006. rea afectada



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15.000.000 de clientes afectados por el corte de suministro.

Todos los pases de la Europa cont inental se vieron afectados desde Espaa a Grecia

17.709 MW de generacin prdida.

18.475 MW de demanda deslastrada.

Costes de suministros superiores a dos horas.

Incidente Alemania 2006. Consecuencias



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6Conclusiones



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Tabla resumen

Elementos comunes Nueva York 197 Italia 2003 inamarca/Suecia 200 USA 2003 Alemania 2006

Aplicacin del criterio N-1

Falta de inversin en la Red de Transporte Cooperacin inadecuada entre TSO

Comportamiento inadecuado de la generacin

Las tecnologas renovables agravaron el incidente

Planes inadecuados de defensa

Inadecuada distribucin de la generacin

El refuerzo de la red hubiese tenido un impacto po

Importantes flujos internacionales

Malfuncionamiento de los sistemas de proteccin

Fuerte contribucin al incidente

Alguna contribucin al incidente

Ninguna contribucin al incidente

n mayor n epen enc a y mayores a r uc ones

del TSO tendra un impacto positvoUna mejor respuesta de la demanda habra

reducido el im acto del incidente



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Conclusiones de los incidentes

Las causas comunes ms importantes que pueden establecerse a partirde los incidentes presentados son:

Falta de inversin en instalaciones de transporte en un entorno donde losflujos de energa internacionales son cada vez ms importantes. Importanciade un mallado sufic iente, que permita soportar fallos y mantenimientos.

Compactacin de lneas en apoyos comunes supone fallos mlt iples, para losque no est preparado el sistema.

Inadecuado/insuficiente mantenimiento de los corredores de las lneas. (tala ypoda de rboles)

Falta de coordinacin entre ISO y TO en situaciones de emergencia donde esnecesario tomar acciones de modo coordinado y en tiempos cortos. Ir amodelo TSO independiente y mejorar la coordinacin e intercambio deinformacin entre los TSO.

Inadecuada distribucin de la generacin generando importante flujos y

desbalances entre la generacin y demanda en si tuaciones de emergencia. Contribucin de las energas renovables al agravamiento del incidente.

Actuacin incorrecta de los sistemas de proteccin.



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Conclusiones sobre redes alta tensin

Refuerzodel malladode la RdT

Reduccin

prdidas detransporte

Reduccin

generacinacoplada

Refuerzointerconexionesinternacionales

Mayorcompetenciaen el mercado

Aumentoseguridaddel sistema

Reduccin deemisiones

contaminantes

Reduccin

coste de laenerga

Mayorcapacidadtransporte

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