Sistema Electrico De Potencia Demanda De La Energia Electrica

1.1 Curva de demanda horaria [1]

La demanda de energía eléctrica la determinan varios factores, los más importantes son el ritmo de la actividad económica, el crecimiento demográfico, el nivel de desarrollo, las condiciones climáticas y geográficas, la estructura y los niveles tarifarios; además cambios tecnológicos tales como los avances en la eficiencia con que se utiliza la electricidad en los procesos productivos y en los aparatos eléctricos. Por todo ello, la CFE hace un estudio anual sobre el comportamiento histórico de las ventas de electricidad por sector y región, en el que registra los principales cambios que se presentaron durante el último año.

Las ventas de electricidad en México aumentaron de 81.9 TWh en 1988 a 130.2 TWh en 1997, lo que representa una tasa de crecimiento medio anual de 5.3% durante la última década. Dicho incremento de la demanda de energía eléctrica fue superior al ritmo del aumento poblacional y al del producto interno bruto.

A continuación, se presenta la siguiente definición para aclarar lo que es una demanda energética.

Demanda

Es la cantidad de potencia que un consumidor utiliza en cualquier momento (variable en tiempo. Dicho de otra forma: la demanda de una instalación eléctrica en los terminales receptores, tomada como un valor medio en un intervalo determinado.

El comportamiento de la curva de demanda horaria es muy variable durante las diferentes horas del día, por la actividad humana y el uso indispensable de la electricidad.

La sociedad demanda en cada instante electricidad para producir bienes en las fábricas, desarrollar la actividad de comercios y empresas y también para alimentar la vida de los hogares.

Como la energía eléctrica no es almacenable, a lo largo del día se van produciendo cambios en la curva de demanda. Por ejemplo, el inicio de la jornada laboral, el cierre de los comercios durante el mediodía, la mayor ocupación de los hogares en las horas finales del día, explican por qué la demanda no es idéntica en las distintas horas del día.

Durante las horas nocturnas se produce la demanda mínima diaria. A estas horas, únicamente la demanda industrial mantiene un consumo importante. Esto es debido a que las grandes fábricas consumen las 24 horas del día, aprovechando también las horas nocturnas, cuando la energía se puede contratar más barata. Durante estas horas algunos servicios también se mantienen en funcionamiento (alumbrado público, hospitales, equipamientos informáticos, etc.).

A las 6:00 horas de la mañana se produce el ascenso de la demanda eléctrica, con el inicio de la jornada laboral.

Posteriormente, entre las 11:00 horas y las 12:00 horas, en los días de invierno, se alcanza un valor máximo de demanda, ya que en estos momentos la actividad de las empresas de servicios es máxima y en los hogares comienza la utilización de hornos y cocinas.

Entre las 19:00 horas y las 20:00 horas de los días de invierno, se alcanza otro valor máximo de demanda, por la confluencia de la actividad comercial con el aumento de la ocupación de los hogares.

Curva de demanda diaria

Las curvas de carga diaria están formadas por los picos obtenidos en intervalos de una hora para cada hora del día. Las curvas de carga diaria dan una indicación de las características de la carga en el sistema, sean estas predominantemente residenciales, comerciales o industriales y de forma en que se combinan para producir el pico. Su análisis debe conducir a conclusiones similares a las curvas de carga anual, pero proporcionan mayores detalles sobre la forma en que han venido variando durante el periodo histórico y constituye una base para determinar las tendencias predominantes de las cargas del sistema, permite seleccionar en forma adecuada los equipos de transformación en lo que se refiere a la capacidad límite de sobrecarga, tipo de enfriamiento para transformadores de subestaciones y límites de sobrecarga para transformadores de distribución.

En la siguiente figura se puede apreciar claramente el comportamiento típico de una curva de demanda horaria diaria.

Figura. 1.1 Comportamiento de la demanda diaria típica.

donde

A.- muestra que por las noches la demanda se reduce, principalmente se consume energía eléctrica en alumbrado público, algunas empresas, luces y aparatos electrodomésticos.

B.- en la madrugada se eleva la demanda, se consume más energía eléctrica en casas y empresas.

C.- la demanda y el consumo energético continua en ascenso por las labores de oficina, comercio, industrias, etc.

D.- al término de labores las personas se trasladan a casas, sitios de recreo, y se reduce la demanda en empresas.

E.- las luces de empresas y casas se apagan paulatinamente.

Comportamiento estacional y horario de la demanda

En su conjunto, la sociedad demanda más energía en algunos momentos del día: son las llamadas horas pico. Durante estas horas, es más costoso producir la electricidad porque es necesario que funcionen las centrales de producción más caras, que son también las que más CO2 emiten. Además, todo el sistema eléctrico tiene que dimensionarse para poder atender la demanda en este reducido número de horas. En invierno las horas punta del sistema se producen por la mañana y por la tarde/noche, mientras que en verano tienen lugar en las horas centrales del día, coincidiendo con las horas de mayor temperatura.

A las horas de menor consumo se las denomina horas valle y se corresponden con las horas nocturnas, coincidiendo con la menor actividad de todos los sectores de consumo, como se presenta en la siguiente figura.

Figura 1.2 Consumo horario en un día de invierno.

En las áreas del norte se utiliza mayor cantidad de energía eléctrica en el verano respecto a la empleada durante el invierno, y la demanda pico se presenta a las 16 horas en los días de verano. En las áreas del sur se observa un consumo ligeramente mayor en los días de verano, pero la demanda pico se presenta a las 20 horas en los días de invierno.

En la figura siguiente se muestra el comportamiento de la demanda eléctrica a nivel nacional durante el periodo punta mes a mes en 1998, donde el periodo punta a nivel nacional ocurre entre las 20:00 y las 22:00 horas. Asimismo, se puede apreciar que el perfil de carga depende de la estación del año, el valor máximo registrado en 1998 fue en el mes de junio con 24,500 MW.

Figura.1. 3 Comportamiento de la Demanda Eléctrica Nacional

El comportamiento de la demanda eléctrica en las regiones del norte del país durante el periodo punta mes a mes en 1998, y que el comportamiento del perfil

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