METODOS DE ZONIFICACION

METODOLOGA DE ZONIFICACINDEL MERCADO ELCTRICOIntroduccin El rea de concesin de cualquier distribuidora, es un compendio de equipos y redes a distintos niveles de voltaje, interactuando para la realizacin de una multitud de transferencias de energa en diversos puntos del sistema.Hasta no muchos aos atrs, el conocimiento de la empresa de su sistema elctrico como de las caractersticas de consumo de su mercado, era precario, mximo se contaba con mediciones simultneas y peridicas hasta el nivel de alimentadores primarios, esto ha ocasionado que la ingeniera se base en especulaciones y soluciones heursticas archivando la informacin de manera aislada y desorganizada.Sin embargo, actualmente, dada la plataforma de cambio tecnolgico que se avizora, una serie de compaas han desarrollado modernos y personalizados sistemas de informacin y software de modelacin de redes a las necesidades de la distribucin de energa elctrica.Lo que se busca es, que a partir de los resultados de la campaa de medicin y los datos del sistema comercial de los usuarios encerrados por las cuadrculas geogrficas, se pueda evaluar dentro de cada una un parmetro elctrico estable, en el sentido de permitir estimaciones para zonas geogrficas ms extensas, logrando de este modo particularizar a la cuadrcula geogrfica al contexto elctrico de la distribuidora, al asocirsele una variable elctrica, como bloque de consumo.Objetivo Tcnica con bases matemticas que permite estudiar tcnica-econmicamente las redes en MT y BT, reduciendo estadsticamente el gran volumen de datos.

MtodoLa metodologa se basa en el Anlisis Clster-Conglomerados.Se basa en representacin estadstica del rea concesin dividindola en sub-reas (zonas) homogneas principalmente dentro de cierto rango de densidad demanda.

ESTIMACIN DE LA DEMANDA COINCIDENTE DE LOS CLIENTES.La demanda coincidente a la hora de mxima solicitacin del sistema elctrico de distribucin rene ambas condiciones. Al ser la coincidente, solo requiere la suma aritmtica de sus valores al ir agrupando bloques de consumo; adems, usando las campaas de medicin relacionndolas correctamente con las bases de datos, comercial y georeferencial, se puede estimar su valor sin mayores complicaciones.Los pasos que se deben seguir para determinar la demanda coincidente de los Clientes respecto a la demanda mxima coincidente del sistema son:Se relaciona a cada cliente con su grupo tarifario.Se calcula la demanda media a partir de la energa facturada pero en elacin al periodo de medicin de la curva tpica asociada. Y formulacin es la siguiente:Se multiplica la curva tpica normalizada por el valor de demanda media.

CRITERIOS PARA CUADRICULACIN DEL AREA DE CONCESIONa) Redundancia, que haya una cantidad mnima de elementos de modo que se garantice que al menos uno de ellos tenga todos los parmetros o atributos necesarios para la estimacin puntual elctrica.b) Representatividad, que el nmero de cuadrculas especiales (vacas, inconsistentes, anmalas, intervenidas, etc.) sea menor a una razn de proporcin racional (no infiera notablemente en la homogeneidad) respecto al nmero de cuadrculas totales.c) Homogeneidad, que el tamao de la cuadrcula no sobrepase ciertas dimensiones, de modo que el parmetro o atributo a estimar no resulte heterogneo entre los distintos elementos que conforman la cuadrcula.Zonificacin Elctrica Mercado.

Caracterizar cada cuadrcula geogrfica rea Concesin Distribuidora desde la Demanda de Potencia.Zonificacin Mercado mediante reas Tpica Distribucin (ATD).ATD:Subdivisin rea concesin en base a cuadrculas contiguas homogneas en densidad de potencia (MW/km2).Dentro ATDs, se seleccionan reas Tpicas Seleccionadas (ATS).ATS:Se selecciona una porcin tpica de la ATD para la cual se definen las instalaciones adaptadas a la demanda.

Estas ATSs, son la base para posterior estudio de los SER:Caso Estudio de Prdidas en las instalaciones de BT.Caso Planificacin Mediano Plazo: Estndares Constructivos y Operativos para diseo de la RAD en MT y BT.RAD:Redes BT, MT y SEDs ptimas en relacin a demanda, considerando costos: inversin, prdidas, O&M y Calidad Servicio.

CRITERIOS PARA LA ZONIFICACIN DEL REA DECONCESINa) Espaciales, consiste en determinar, en base a la implicacin que puede tener en el desarrollo normal y eficiente de las distintas actividades (desde calcular los recursos necesarios hasta la operacin de los sistemas), el nivel de identidad y regularidad de los perfiles geomtricos en la formacin de zonas o recintos.b) Temticos, corresponden a los criterios y preconceptos base, que comnmente son obtenidos de la experiencia y conocimiento del o los responsables del anlisis del campo de estudio; a partir de los cuales, se escoge el proceso y los criterios de particin espacial (clasificacin de unidades mnimas de uniformidad).c) Especiales, suelen considerarse como restricciones a una particin, sino completa, lo ms homognea posible, tanto en el sentido espacial como en los atributos o parmetros a evaluar en cada zona; generndose la necesidad de definir ciertas regiones acorde a las necesidades cambiantes del espacio geogrfico en relacin a algunas caractersticas demogrficas, geogrficas, climatolgicas, estructurales, socio-econmicas, etc.

Ejemplo rea Concesin con tres Zonas-Poblaciones.Cada Zona Subdividida ATDs: MAD; AD, MD y Rural.

EJEMPLOSCaracterizacin ATDs resultantes con cuadrculas 500x500 metros considerando usuarios de BT.Cantidad y densidad de Usuarios por ATDs.

Vista General. Cuadrculas 500x500 mts. Red BT.

APLICACIN DE METODOLOGA DE ZONIFICACIN PARA EL MERCADO ELCTRICO

ZONIFICACIN DEL AO 2012 POR LA EMPRESA DISAPara elaborar la zonificacin del mercado se tom como base la informacin suministrada por la empresa concesionaria con relacin a los siguientes parmetros de gestin:Ventas de energa registradas para cada categora de usuarios durante el ao 2012.Factores de carga Informacin Fose del periodo 2012.Informacin georeferenciada de las redes elctricas y usuarios.Para caracterizar las distintas reas por densidad de demanda se utiliz la demanda simultnea con la mxima demanda en media tensin de cada usuario calculada a nivel de media tensin.La demanda simultnea calculada en el nivel de tensin correspondiente a cada usuario, se determin considerando el consumo anual de energa (promedio), los factores de carga y coincidencia obtenidas.PUSU : Potencia coincidente del usuario i del nivel de tensin j con la mxima demanda en media tensin.EUSU : Energa anual registrada para el usuario i del nivel de tensin j.T : Categora tarifaria correspondiente al usuario i.F coinc-MT : Factor de coincidencia de la categora tarifaria t con la mxima demanda en media tensin.F carga : Factor de carga de la categora tarifaria t.H ao : Cantidad de horas del ao base.

ZONIFICACIN POR RANGOS DE DENSIDAD DE CARGAEl factor empleado para caracterizar cada rea es la densidad de demanda por unidad de superficie (km2), de acuerdo con lo establecido en la resolucin OSINERG N 162-2006-OS/CD. La misma establece cinco clases o rangos de densidad de demanda, dichos rangos de carga no se adaptan a la realidad Sistema Elctrico Modelo, con lo cual no es posible una clasificacin adecuada; por tal razn el consultor luego a de haber hecho un anlisis de la distribucin de la carga, en la empresa modelo, se determin, clasificar el sistema elctrico modelo en dos clases o rangos de densidad de demanda, siendo los siguientes:

1. Muy Disperso2. Disperso

A continuacin se presentaMETODOLOGA PARA ESTABLECER LA DENSIDAD DE CARGAPara determinar la densidad de carga sobre el rea en estudio, se ha determinado la densidad de carga correspondiente al rea que cobertura de cada SED, teniendo en cuenta los siguientes parmetros:Longitud de las Redes de Distribucin, pertenecientes a cada SED. La longitud total de las Redes por Subestacin de Distribucin fue calculada, con la informacin del VNR GIS, de las instalaciones existentes.Nmero de Clientes servidos por cada SED, con la ubicacin espacial en el modelo y su demanda correspondiente.Mxima demanda por Usuario. En base a las ventas de energa registradas para cada categora de usuarios durante el ao 2012, el factor de Carga y los factores de coincidencia, se calcula las Mximas demandas por Usuario.Las demandas del alumbrado pblico (AP) se determinan a partir del Factor Kalp.PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIN DE LOS RANGOS DEDENSIDAD DE CARGACon los resultados consignados en el cuadro anterior, se analiza las densidades de carga por SED, a fin de determinar los rangos lmites para cada zona (Dispersa y Muy Dispersa), se reordena en forma decreciente las densidades por SED, obteniendo el siguiente grfico.

La curva continua (roja) representa la lnea de tendencia ajustada a la distribucin de las demandas por SED; donde se aprecia el punto donde que la funcin cambia de direccin, es decir pasa de ser convexa a cncava, dicho punto es denominado punto de inflexin.Por lo tanto dicho punto demarca, la separacin entre las zonas caracterizadas como muy dispersa o dispersa. El procedimiento para hallar dicho valor es el siguiente.Y = f(x)Si Y ^ Y' son derivables en "x", "x" es un:Punto de inflexinSi Y'' = 0e Y''' 0Si:y = -0,0004x3 + 0,0395x2 - 1,3142x + 15,579^ Y=0, entonces X1 = 33,73Como:Y(X1) 0; entonces X1 = 33,73; es un punto de Inflexin.Por lo tanto:Y(X1=33,73) = 1,20Del anlisis anterior quedan determinados los rangos de para cada zona caracterstica.

Estos lmites para cada rango de carga, resultan apropiados de acuerdo al criterio del consultor, debido a que el mercado elctrico modelo para el Sector Tpico SER, se caracteriza predominantemente cargas con configuraciones rurales; la conveniencia de separar la demanda en dos rangos de densidad, radica en que se puede aproximar mejor las potencias adaptadas de los transformadores y las prdidas, identificando las zonas donde se tiene una mayor demanda, sin embargo estas dos zonas son geogrficamente similares por lo que la tecnologa aplicada ser nica en todo de SEM. En base a los resultados obtenidos, se tiene la caracterizacin de cada una de las SED, de acuerdo al rango de densidad de carga al que pertenecen.