OPTIMIZACION DE LA OPERACION DE LAS UNIDADES DE LA CENTRAL MAZAR EN FUNCION DE LA CABEZA NETA

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XXVIII SEMINARIO NACIONAL DEL SECTOR ELÉCTRICO

Cotopaxi, 24, 25 y 26 de Abril 2013

OPTIMIZACION DE LA OPERACION DE LAS UNIDADES DE LA CENTRAL MAZAR EN FUNCION DE LA CABEZA NETA

Autores:        ING. VICENTE LLIVICHUZHCA PERALTA ING. VICENTE GALLARDO TINOCO

Empresa:        CELEC E.P. – UNIDAD DE NEGOCIO HIDROPAUTE

Cargo:        INSPECTOR DE OPERACIÓN,

SUPERVISOR DE OPERACIÓN

Área: Generación y Transmisión

Indicar que punto del Temario: GT2.1[pic 3]

PALABRAS-CLAVE: Cabeza neta, curva colinar, eficiencia técnica, punto de diseño, máxima eficiencia.

DATOS DE AUTORES

Dirección:        Panamericana Norte Km 7

Teléfonos of: 07-2875191 ext. 2373/2674 Celular(es):   0984648532, 0998224230

Fax: 07-2875556

E-mail:

vicente.llivichuzhca@celec.com.ec

vicente.gallardo@celec.com.ec

RESUMEN

En este artículo se desarrolla un modelo no lineal para optimizar la operación de la central hidroeléctrica Mazar en el corto plazo, basado en los puntos de máxima eficiencia técnica en la operación de una turbina que dependen de la cabeza neta y la descarga de agua y la potencia generada.

El punto de partida para el desarrollo de esta investigación nace de la curva de colina entregada por el fabricante de la turbina, y mediante una regresión no lineal bi-variable se encuentra la representación de la eficiencia técnica de la turbina Francis como una función cuadrática de la cabeza neta y la descarga de agua.

De modelo que resulta de esta investigación se realiza un análisis determinístico con tres escenarios hidrológicos seco, medio y húmedo para un periodo de una semana con resolución horaria. De los resultados se obtuvo una potencia no suministrada por Mazar de acuerdo a la demanda programada, debido que el análisis utiliza el criterio de optimización de máxima eficiencia técnica, sin la inclusión de de la restricción de satisfacer la demanda; esto

se realizó con la intención de comprender los efectos que causa en el nivel del embalse al operar las unidades de generación de la central Mazar a máxima eficiencia.

1. INTRODUCCION

Desde el año 2010 la central Mazar que pertenece al complejo hidroeléctrico Paute que está bajo la administración de la Unidad de Negocio Hidropaute de la empresa pública estratégica CELEC E.P., inició su proceso de operación experimental y posteriormente en el año 2011 arranco la fase de operación comercial con las dos unidades que la conforman. En este periodo se ha registrado información de diferentes parámetros operativos que nos ha permitido observar el comportamiento de la producción de la planta, así como de sus unidades en este lapso de tiempo y en las diferentes temporadas del año hidrológico (lluviosa y seca) en donde el comportamiento del nivel del embalse influye marcadamente en la eficiencia de la operación de las unidades de generación.

Con este antecedente y debido que uno de los aspectos que resulta prioritario en la operación

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de un sistema eléctrico de potencia es el uso

eficiente de los recursos energéticos, es importante modelar sus particularidades para aprovechar de manera adecuada sus características operativas, más aún, las compañías de generación que tienen a su cargo centrales hidroeléctricas; la gestión de estos recursos hídricos es un eje fundamental para las mismas, ya que recae en las propias empresas buscar herramientas adecuadas y adaptarlas a sus necesidades particulares para optimizar sus recursos.

Por lo tanto este trabajo busca establecer un modelo de las unidades de generación para que en función de la cabeza neta se obtenga un uso eficiente del recurso hídrico almacenado en su embalse. Bajo la consideración de que la potencia de salida de las unidades de generación hidroeléctrica depende básicamente de tres variables: la cabeza neta, el caudal de turbinamiento y la eficiencia técnica del conjunto turbina-generador. Por lo tanto al considerar la variación de la cabeza neta, la no linealidad de la descarga dentro de la función de producción de potencia generada en la central hidroeléctrica puede tener un efecto significativo.

1. ALCANCE

Es preciso mencionar que este documento trata de presentar un avance de la investigación que se está desarrollando para la optimización de los recurso hídricos en el complejo hidroeléctrico Paute, por lo que los resultados mostrados en este documento son preliminares enfocados únicamente en el modelo de la central Mazar. Este estudio por lo tanto es el inicio de esa “búsqueda” del uso eficiente de los recursos energéticos del complejo hidroeléctrico Paute.

Partiendo de la información del fabricante y la estadística registrada hasta el momento y basados en la literatura sobre el tema y principalmente en la tesis doctoral de optimización de la generación en función de la cabeza neta del MSc. Francisco Javier Díaz [1]; se busca establecer un modelo que nos permita determinar a través del punto de diseño los puntos máximos de la eficiencia técnica de las unidades para diferentes valores de cabeza neta dentro de la curva colinar de la

turbina;   permitiendo   tener   una   generación

eficiente en la central y un mejor aprovechamiento del recurso hídrico, que se verá reflejado en el almacenamiento del embalse que a su vez se manifiesta en un ahorro de energía hidroeléctrica.

Para alcanzar lo indicado anteriormente se considerara varios parámetros importantes entre los cuales están el nivel del embalse, altura de la descarga, cabeza neta, potencia generada, etc. Logrando determinar una función de producción de la generación basados en la eficiencia técnica de las unidades, por lo que se utiliza como criterio de optimización, la máxima eficiencia técnica en la operación de las unidades en la central Mazar.

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