UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA

DEPARTAMENTO ACADEMICO DE ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA

SSIILLAABBOO

DDEE

OOPPEERRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS DDEE PPOOTTEENNCCIIAA

((CCóóddiiggoo :: 110022CC))

SSEEMMEESSTTRREE AACCAADDÉÉMMIICCOO :: XX

CCOONNTTEENNIIDDOO

I. Sumilla. II. Datos Generales. III. Competencias Generales. IV. Programación de Competencias Específicas. V. Cronograma de actividades. VI. Estrategias Metodológicas. VII. Materiales educativos y otros recursos didácticos. VIII. Indicadores, técnicas e instrumentos de evaluación. IX. Bibliografía.

II.. SSUUMMIILLLLAA.. 1.1. IMPORTANCIA

La operación de los sistemas eléctricos de potencia es de gran necesidad su estudio y operación ante un mercado globalizado y competitivo; satisfaciendo las necesidades de la ley de concesiones eléctricas en calidad de suministro en el contexto nacional.

1.2. PROPÓSITO

La operación de los sistemas eléctricos de potencia está orientada a proporcionar competencias sobre los conocimientos en despacho de energía y la habilidad de resolver problemáticas a operar económicamente mediante destreza en optimización de los sistemas eléctricos de potencia, además de conocer los modelos organizacionales de los mercados eléctricos y las problemáticas que se tienen en el contexto mundial.

1.3. CONTENIDO

Operación del sistema de generación. Despacho económico del sistema de generación. Flujo de potencia óptimo en DC. Factores de penalización en despacho económico. Derechos de transmisión eléctrica. Factores de distribución. Método de Bialek. Método de Kirschen. Método fuerza/distancia eléctrica. Operación del sistema de transmisión. Seguridad de un SEP. Estados de operación. Análisis de contingencias. Evaluación de operación. Mercados eléctricos.

IIII.. DDAATTOOSS GGEENNEERRAALLEESS..

2.1. Nombre del Profesor : Ing. Waldir Astorayme Taipe.

Email : wastorayme@hotmail.com 2.2. Plan de estudios : 2006 2.3. Carácter de Asignatura : Obligatorio

Semestre : Décimo Pre-requisito : Simulación de Sistemas de Potencia (093C).

2.4. Número de Créditos : Tres 2.5. Total de horas semanales : Cuatro

1.5.1 Horas teóricas : Dos 1.5.2 Horas prácticas : Dos

2.6. Fecha de inicio : 01 de abril de 2015 2.7. Fecha de finalización : 31 de julio de 2015 2.8. Periodo Académico : 2015-I 2.9. Duración : 17 semanas

IIIIII.. CCOOMMPPEETTEENNCCIIAASS GGEENNEERRAALLEESS.. Valorar la importancia de operación del sistema de generación de energía en los

sistemas eléctricos de potencia. Evaluar los derechos de transmisión eléctrica en las líneas y fuentes de

generación para identificar la tarificación de los generadores y las cargas en los sistemas eléctricos de potencia.

Analizar y evaluar el grado de seguridad de la operación de los sistemas eléctricos para corregir posibles problemas en la red de transporte y optimizar el estado de dicha red.

Analizar y evaluar la estructura de los mercados eléctricos internacionales y el mercado eléctrico peruano.

IIVV.. PPRROOGGRRAAMMAACCIIÓÓNN DDEE CCOOMMPPEETTEENNCCIIAASS EESSPPEECCÍÍFFIICCAASS..

Primera Unidad Didáctica: OPERACIÓN DEL SISTEMA DE GENERACIÓN

DE POTENCIA. Competencias específicas: Identifica y jerarquiza el despacho económico del sistema de generación. Identifica los parámetros del despacho económico. Analiza el despacho económico por diferentes métodos. Analiza el flujo de potencia en DC. Selecciona de manera adecuada los cálculos de la matriz “B”.

CONCEPTUAL PROCEDIMENTAL ACTITUDINAL Despacho económico básico. Despacho económico por el método de iteración de lambda. Despacho económico por el método de la gradiente de primer orden. Flujo de potencia óptimo. Despacho económico considerando las pérdidas. Cálculo aproximado de las pérdidas.

Observa e interpreta el despacho económico del sistema de generación eléctrica. Explica las características del despacho económico. Explica los métodos de despacho económico. Analiza el flujo de potencia en DC. Analiza y explica la matriz “B” de pérdidas. 

Asume con interés el planteamiento del curso. Valora el papel formativo de la operación de sistemas de potencia en el desarrollo personal. Valora la importancia de conocer el despacho económico del sistema de generación eléctrica. Muestra conciencia sobre los beneficios del flujo de potencia en DC. Muestra interés de los fenómenos eléctricos analizados a través del despacho económico. Respeta el pensamiento ajeno, el conocimiento producido por otros, es solidario y responsable frente a la tarea común.

Segunda Unidad Didáctica: DERECHOS DE TRANSMISIÓN ELÉCTRICA. Competencias específicas: Analiza la seguridad del sistema mediante los factores de distribución. Analiza los factores de distribución GGDF y GLDF. Analiza la distribución de potencia por el método Bialek. Analiza la distribución de potencia por el método Kirschen. Analiza la distribución de potencia por el método fuerza/distancia eléctrica. Identifica las transacciones del sistema eléctrico.

CONCEPTUAL PROCEDIMENTAL ACTITUDINAL

Factores de distribución de cambios de inyección de potencia (PTDF) Factores de distribución generalizados de generación (GGDF).

Analiza y explica los factores de distribución. Analiza y explica los factores de distribución de generación y carga. Analiza y explica el método

Participa y muestra seguridad para aplicar los factores de distribución. Valora y muestra interés para el uso de los

Factores de distribución generalizados de carga (GLDF) Principio de proporcionalidad. Método Bialek. Método Kirschen. Método fuerza/distancia eléctrica. Asignación de responsabilidades.

Bialek. Analiza y explica el método Kirschen. Analiza y explica el método fuerza/distancia eléctrica. Analiza y explica la asignación de responsabilidades por el uso de la red por parte de los generadores y las cargas de un sistema de potencia.

factores de distribución de generación y de carga. Valora y muestra interés para la distribución de responsabilidades del sistema por varios métodos.

Tercera Unidad Didáctica: OPERACIÓN DEL SISTEMA DE

TRANSMISIÓN. Competencias específicas: Analiza la seguridad y los estados de operación del sistema eléctrico. Analiza las contingencias. Identifica el tipo de contingencias. Analiza la operación del sistema de transporte.

CONCEPTUAL PROCEDIMENTAL ACTITUDINAL

Seguridad de un SEP. Estados de operación. Evaluación de la seguridad. Análisis de contingencias. Evaluación de operación del sistema de transporte.

Analiza y explica la seguridad y los estados de operación del sistema eléctrico. Analiza y explica las contingencias. Analiza y explica la operación del sistema de transporte. 

Demuestra flexibilidad y seguridad al explorar ideas de la operación de del análisis de contingencias. Demuestra seguridad en los criterios de la operación del sistema de transporte. Coopera y demuestra respeto en el desarrollo de los trabajos grupales e individuales.

Cuarta Unidad Didáctica: MERCADOS ELÉCTRICOS. Competencias específicas: Analiza los aspectos institucionales de la regulación. Analiza las funciones y competencias del organismo regulador. Analiza el negocio eléctrico peruano. Analiza e identifica los modelos organizacionales de los mercados eléctricos

competitivos.

CONCEPTUAL PROCEDIMENTAL ACTITUDINAL Aspectos institucionales de la regulación. El organismo regulador. Modelos organizacionales y regulatorios. Mercado eléctrico peruano.

Analiza e interpreta los modelos de mercados eléctricos competitivos. Analiza los esquemas tarifarios y explica las señales económicas en los mercados eléctricos competitivos. Explica el modelo de mercado eléctrico peruano. 

Participa y muestra seguridad al explicar los modelos regulatorios. Demuestra seguridad en los criterios de los esquemas de acceso abierto en los mercados regulatorios. Demuestra seguridad al explicar el modelo de mercado eléctrico peruano.

VV.. CCRROONNOOGGRRAAMMAA DDEE AACCTTIIVVIIDDAADDEESS..

Sem Hr T/P

Uni dad Contenido Temático

% Avan

ce

Ref. Bibliog

1 2T 2P

1

Presentación de la asignatura y del sílabo. 1. OPERACIÓN DEL SISTEMA DE GENERACIÓN DE

POTENCIA. 1.1 Introducción. Importancia de la operación económica. 1.2 Despacho económico básico. 1.3 Aplicaciones del despacho económico básico.

6% 3, 12,

13

2 2T 2P

1

1.4 Despacho económico por el método de iteración de lambda.

1.5 Despacho económico por el método de la gradiente de primer orden.

1.6 Aplicaciones básicas.

12% 3, 12,

13

3 2T 2P

1

1.7 Flujo de potencia óptimo. Modelamiento del flujo de potencia en DC.

1.8 Factores de penalización en despacho económico. 1.9 Despacho económico considerando las pérdidas.

Cálculo de la matriz “B”.

18% 3, 12,

13

4 2T 2P

1

Resolución del despacho económico considerando las pérdidas. Métodos de solución.

1.10ºCálculo aproximado de las pérdidas. Construcción de la Zbarra. Inversión de matrices.

24% 3, 12,

13

5 2T 2P

2

2. DERECHOS DE TRANSMISIÓN ELÉCTRICA. 2.1 FACTORES DE DISTRIBUCIÓN.

Factores de distribución de cambios de inyección de potencia (PTDF). Aplicaciones básicas usando los factores PTDF.

30% 1, 2, 4

6 2T 2P

2 Factores de distribución generalizados de generación (GGDF). Aplicaciones básicas usando los factores GGDF.

36% 1, 2, 4

7 2T 2P

2 Factores de distribución generalizados de carga (GLDF). Aplicaciones básicas usando los factores GLDF. 42% 1, 2, 4

8 2T 2P

2 Transacciones usando los factores de distribución PTDF. Transacciones usando los factores GGDF y GLDF.

48% 1, 2, 4

9 2T 2P

2 2.2 MÉTODO DE BIALEK

Principio de proporcionalidad. Flujos medios de líneas de transmisión.

54% 5, 7, 8

10 2T 2P

2 Algoritmo de inyecciones de potencia. Algoritmo de retiros de potencia. 60% 5, 7, 8

11 2T 2P

2

2.3 MÉTODO DE KIRSCHEN. Asignación de responsabilidades. Aplicaciones básicas de la asignación de responsabilidades por los métodos estudiados.

66% 6, 8, 9

12 2T 2P

2

2.4 MÉTODO FUERZA/DISTANCIA ELÉCTRICA. Cálculo de la distancia eléctrica. Generadores relevantes en el reparto. Periodo de tiempo de uso.

72% 7, 8, 9

13 2T 2P

2 Cálculo de compensación mensual. Asignación de pago de los SST y SCT. 78% 7, 8, 9

14 2T 2P

3

3. OPERACIÓN DEL SISTEMA DE TRANSMISIÓN. Importancia. Seguridad de un SEP. Estados de operación. Evaluación de la seguridad. DESARROLLO INTEGRAL UNIVERSITARIO.

84% 14

15 2T 2P

3

Análisis de contingencias. Evaluación de seguridad con flujo DC. Evaluación por criterio N-1. Evaluación por tasa FOR.

90% 14

16 2T 2P

4 4. MERCADOS ELÉCTRICOS.

Aspectos institucionales de la regulación. Funciones y competencias del organismo regulador.

95% 11, 12

17 2T 2P

4 El negocio eléctrico peruano. Modelos organizacionales de mercados eléctricos. Normatividad del sector eléctrico.

100% 11, 12

VVII.. EESSTTRRAATTEEGGIIAASS MMEETTOODDOOLLÓÓGGIICCAASS..

A fin de lograr un mejor desarrollo del aprendizaje de la asignatura, se emplearán permanentemente las siguientes estrategias metodológicas: a. Conferencia o clase magistral. b. Evaluación constante previos algunos capítulos a través de los controles de

lectura. c. Evaluaciones parciales por capítulos y/ temas tratados en clase para la teoría y la

práctica. d. Dinámica grupal.

VVIIII.. MMAATTEERRIIAALLEESS EEDDUUCCAATTIIVVOOSS YY OOTTRROOSS RREECCUURRSSOOSS

DDIIDDÁÁCCTTIICCOOSS..

El curso comprende el desarrollo de conceptos teóricos y prácticos. Los temas especificados en el cronograma de actividades será tratado por el docente mediante disertaciones orales promoviendo la dinámica de grupo y con apoyo de material audio-visual. Los materiales a usarse en el desarrollo de la asignatura será: Se empleará la PC. Se empleará equipo de proyector multimedia. Se empleará pizarra acrílica y plumones. Exposiciones mediante transparencias (powerpoint).

RECURSOS EN INTERNET.

[1] www2.ing.puc.cl Página de sistemas de potencia, del Profesor

Hugh Rudnick. [2] www.coes.org.pe/coes/ Página de operación de sistemas de potencia. [3] www.osinerg.gob.pe Página de entidad reguladora - Perú.

VVIIIIII.. IINNDDIICCAADDOORREESS,, TTÉÉCCNNIICCAASS EE IINNSSTTRRUUMMEENNTTOOSS DDEE

EEVVAALLUUAACCIIÓÓNN..

8.1. CRITERIOS DE EVALUACIÓN. La evaluación formativa es un proceso permanente, flexible e integral.

Se aplica durante el proceso de enseñanza – aprendizaje. Comprende la evaluación cognositiva, procedimental y actitudinal.

La evaluación cognositiva forma parte de los controles de lectura (conocimientos conceptuales del curso).

La evaluación procedimental se refiere al desarrollo de procedimientos y habilidades numéricas y serán evaluados mediante los exámenes parciales de acuerdo al avance académico.

La evaluación actitudinal se basa en la observación del alumno y su comportamiento, responsabilidad, respeto, iniciativa y comportamiento ético.

La calificación en cualquiera de sus formas es de 0 a 20, la inasistencia a los controles, pruebas y/o prácticas se calificará con nota cero.

CAPACIDADES

INDICADORES RUBROS INSTRUMENTOS Sem. Analiza el despacho económico por diferentes métodos.

EC Control de lectura. 3, 5

EP Examen

procedimental. 6

EA Control de asistencia. Fichas personales de observación.

1 a 6

Analiza los derechos de transmisión mediante los factores de distribución, Bialek, Kirschen y Fuerza/distancia eléctrica. Analiza las transacciones de los factores de distribución.

EC Control de lectura. 9, 11

EP Examen

procedimental. 12

EA Control de asistencia. Fichas personales de observación.

7 a 12

Analiza la operación del sistema de transmisión eléctrica. Analiza la estructura de los mercados eléctricos.

EC Control de lectura. 14, 16

EP Examen

procedimental. 17

EA Control de asistencia. Fichas personales de observación.

13 a 17

Donde: EC : Evaluación cognitiva. EP : Evaluación procedimental. EA : Evaluación actitudinal. ENTREGA DE CONSOLIDADO DE NOTAS: Se entregarán 03 notas de consolidado en este semestre académico. Semana 6: Consolidado de evaluación permanente, Primer parcial (P1). Semana 12: Consolidado de evaluación permanente, Segundo parcial (P2). Semana 17: Consolidado de evaluación permanente, Tercer parcial (P3). ACTITUDINAL

ACTITUDINAL CONDUCTA OSERVABLE

INSTRUMENTOS

Responsabilidad, honestidad, puntualidad, trabajo en equipo, orden, disciplina, objetivo y seguro.

Iniciativa, entusiasmo, creatividad.

Fichas de observación. Lista de Asistencia.

SISTEMA

TIPO DE EVALUACIÓN

PESO NOTA PARCIAL PROMEDIO FINAL

Evaluación cognitiva (EC).

30% P : Promedio Parcial

iiii EAEPECP 20,050,030,0

3,2,1i

PF: Promedio final

3321 PPP

PF

Evaluación procedimental

(EP). 50%

Evaluación Actitudinal (EA).

20%

8.2. REQUISITOS DE APROBACIÓN.

Asistencia mínima a clases del 70%. Presentación de los trabajos de investigación formativa y de los

proyectos de aplicación práctica en la fecha fijada. Promedio de aprobación 10,5 sistema vigesimal. Cumplir con la metodología de evaluación.

IIXX.. BBIIBBLLIIOOGGRRAAFFÍÍAA..

[1] JUAN O. FLORES R. & WALDIR ASTORAYME T. “Determinación del beneficio de las instalaciones del sistema garantizado de transmisión a los generadores y usuarios del sistema Mantaro - Lima”. Instituto de investigación de la FIEE – UNCP. Informe Final. Marzo 2013.

[2] JUAN O. FLORES R. & WALDIR ASTORAYME T. “Determinación de responsabilidades de los agentes por el uso físico del sistema de transmisión”. Instituto de investigación de la FIEE – UNCP. Informe Final. Marzo 2010.

[3] JUAN O. FLORES R. & WALDIR ASTORAYME T. “Modelamiento del despacho económico en sistemas de potencia”. Instituto de investigación de la FIEE – UNCP. Informe Final. Marzo 2005.

[4] RUDNICK H., PALMA R., FERNÁNDEZ J. “Marginal Pricing and Supplement Cost Allocation in Transmission Open Access”. IEEE Trans. on Power Systems, Vol. 10, Nº 2, May 1995, pp. 1125-1132.

[5] JANUSZ BIALEK. 1997. Topological Generation and Load Distribution Factors for Supplement Charge Allocation in Transmission Open Access. IEEE Transactions on Power Systems. Volumen 12, N° 3, August. Pág. 1185 – 1193.

[6] DANIEL KIRSCHEN, RON ALLAN & GORAN STRBAC. 1997. Contributions of Individual Generators to Loads and Flows. IEEE Transactions on Power Systems. Volumen 12, N° 1, February. Pág. 52 – 60.

[7] HYDE M. MERRIL & RICHARD D. TABORS. “Metodología y Procedimiento para la Asignación de Cargos de Transmisión”. Quantum S.A. Informe Final. Perú – Mayo 2008.

[8] Procedimiento COES-SINAC. “Asignación de Responsabilidades de Pago de los SST y SCT por parte de los Generadores por Criterio de Uso”. Informe Técnico COES/DO/STR-063-2009. Lima Marzo 2009.

[9] OSINERGMIN. Informe Nº 0271-2010-GART “Proceso de Regulación de SST y SCT”. Periodo 2009-2013. Lima Agosto 2010.

[10] MOHAMMAD SHAHIDEHPOUR, HATIM YAMIN & ZUYI LI. “Market Operations in Electric Power Systems. Forecasting, Scheduling and Risk Management”. Editorial Wiley-Interscience. IEEE - USA 2002.

[11] ALFREDO DAMMERT, RAÚL GARCÍA CARPIO & FIORELLA MOLINELLI. “Regulación y Supervisión del Sector Eléctrico”. Fondo Editorial de la Pontificia Universidad Católica del Perú. Perú – Octubre 2008.

[12] EGEMSA. “Operación Económica de Sistemas Eléctricos de Potencia”. CUSCO 1996.

[13] ALLEN J. WOOD & BRUCE F. WOLLENBERG. “Power Generation, Operation and Control”. Editorial John Wiley & Sons. USA 1984.

[14] ANTONIO GÓMEZ EXPÓSITO. “Análisis y Operación de Sistemas de Energía Eléctrica”. Editorial Mc Graw Hill. España 2002.

Ciudad Universitaria, 16 de marzo de 2015.

___________________________ Ing. Waldir Astorayme Taipe Profesor de la Asignatura Condición: Nombrado Categoría: Auxiliar Dedicación: T.C. APROBADO POR EL JEFE DEL DEPARTAMENTO ACADEMICO DE ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA.

Ciudad Universitaria, 18 de marzo de 2015. _________________________________ Dr. Ing. Guido Andrés Arauzo Gallardo Jefe de Departamento Condición: Nombrado Categoría: Principal Dedicación: D.E. APROBADO POR EL CONSEJO DE LA FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA.

Ciudad Universitaria, 20 de marzo de 2015.

ING. HÉCTOR M. TORRES MARAVÍ DECANO (e)

ING. WALDIR ASTORAYME TAIPE SECRETARIO DOCENTE