Expansion Sistema Transmision Del SING Def

CDEC-SING C-0076/2014

Clasificacin: Informe Versin: Definitivo

Autor Direccin de Peajes - Departamento de Planificacin Fecha Creacin 23-10-2014 Correlativo CDEC-SING C-0076/2014 Versin Definitivo

AGOSTO 2014

PROPUESTA DE EXPANSIN DEL SISTEMA DE TRANSMISIN DEL SING

CDEC-SING C-0076/2014 Clasificacin: Informe

Versin: Definitivo

PROPUESTA DE EXPANSIN DEL SISTEMA DE TRANSMISIN DEL SING Pgina 2 de 202

CONTROL DEL DOCUMENTO

APROBACIN Versin Aprobado por

Preliminar Rafael Carvallo Subdirector de Peajes

Definitivo Daniel Salazar Director de Operacin y Peajes

REGISTRO DE CAMBIOS Fecha Autor Versin

29-08-2014 Departamento de Planificacin Preliminar

23-10-2014 Departamento de Planificacin Definitivo Para opinin de los Interesados

REVISORES Nombre Cargo

Rafael Carvallo Carrasco Subdirector de Peajes

Andrs Guzmn Clericus Jefe Departamento de Planificacin

Giovani Bastidas Hernndez Ingeniero de Planificacin

Paulina Muoz Prez Ingeniero de Planificacin

Vctor lvarez Cataln Ingeniero de Planificacin

DISTRIBUCIN Versin Destinatario

Preliminar Publicada en el sitio web del CDEC-SING para observaciones de los Coordinados

Definitivo Publicada en el sitio web del CDEC-SING para Opiniones de los Interesados


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CONTENIDOS

1. INTRODUCCIN 8

2. RESUMEN EJECUTIVO 9

3. BASES GENERALES DE LA MODELACIN 12

3.1 SISTEMA INTERCONECTADO DEL NORTE GRANDE 13 3.1.1 TOPOLOGA BASE Y SISTEMA DE TRANSMISIN DEL SING 13 3.1.2 DEMANDA DEL SING 15 3.1.3 OFERTA DEL SING Y ESCENARIOS CONSIDERADOS 17 3.1.3.1 Escenario Base 19 3.1.3.2 Escenarios de Interconexin SING SIC Centro 21 3.1.3.3 Escenarios de Interconexin SING SIC Costa 22 3.1.3.4 Escenario Collahuasi 23 3.1.3.5 Escenario de Interconexin SING SADI 23 3.1.4 DISPONIBILIDAD Y PRECIO DE COMBUSTIBLES 25 3.2 SISTEMA INTERCONECTADO CENTRAL 26

4. ANLISIS DE SUFICIENCIA DE LARGO PLAZO DEL SING - DIAGNSTICO 27

4.1 ASPECTOS GENERALES 27 4.2 ANLISIS DE CAPACIDAD Y CONFIGURACIN DE BARRAS EN SUBESTACIONES 29 4.2.1 ANLISIS DE CAPACIDAD DE BARRAS 29 4.2.1.1 Capacidad de Barras S/E Crucero 29 4.2.1.2 Capacidad de Barras S/E Encuentro 29 4.2.1.3 Capacidad de Barras SS/EE Tarapac, Lagunas y Atacama 29 4.2.2 ANLISIS DE LA CONFIGURACIN DE BARRAS EN SUBESTACIONES 30 4.3 ANLISIS ESCENARIO BASE Y PROPUESTA DE OBRAS COMUNES 32 4.3.1 SUFICIENCIA EN LNEAS QUE ABASTECEN LA ZONA CORDILLERA 32 4.3.2 NUEVAS INYECCIONES EN ZONA MEJILLONES. FUTURAS SUBESTACIONES KAPATUR Y COCHRANE 39 4.3.2.1 Inyeccin en S/E Kapatur. Centrales Kelar, Angamos 1 y 2 39 4.3.2.2 Inyeccin en S/E Cochrane. Centrales Cochrane 1 y 2 40 4.3.2.3 Resumen 41 4.3.2.4 Desarrollo de la transmisin considerando polo conjunto de generacin 42 4.3.3 LNEA CRUCERO ENCUENTRO 44 4.3.3.1 Lnea 220 kV Crucero Encuentro 44 4.3.3.2 Futura Lnea 220 kV Crucero - Nueva Crucero-Encuentro 44 4.3.3.3 Futura Lnea 220 kV Nueva Crucero Encuentro Encuentro 46


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4.3.3.4 Resumen Recomendacin tcnica 47 4.3.4 FUTURAS LNEAS CENTRAL ATACAMA - MIRAJE Y MIRAJE ENCUENTRO 47 4.3.4.1 Lnea 220 kV Central Atacama Miraje 47 4.3.4.2 Tramo 220 kV Miraje Encuentro 48 4.3.5 ANLISIS DE SEGURIDAD Y SUFICIENCIA CORREDOR ENCUENTRO - EL COBRE 49 4.3.6 ANLISIS DE SEGURIDAD Y SUFICIENCIA CORREDOR CENTRO NORTE 53 4.3.6.1 Escenario Base, Situacin con Generacin 54 4.3.6.2 Escenario Base, Situacin sin Generacin 58 4.3.6.3 Interconexin SING SEIN 60 4.3.7 NIVEL DE TENSIN Y REQUERIMIENTOS DE POTENCIA REACTIVA EN EL SING 63 4.3.7.1 Zona Sur-Cordillera 63 4.3.7.2 Zona Centro del SING 63 4.3.7.3 Zona Norte del SING 63 4.4 ESCENARIO INTERCONEXIN SING-SIC CENTRO 66 4.4.1 FUTURAS LNEAS 220 KV CENTRAL ATACAMA - MIRAJE Y MIRAJE ENCUENTRO 66 4.4.2 FUTURA LNEA NUEVA CRUCERO ENCUENTRO ENCUENTRO 68 4.4.3 FUTURO LNEA CRUCERO - NUEVA CRUCERO ENCUENTRO 68 4.4.4 RESUMEN Y ALTERNATIVAS DE EXPANSIN 69 4.5 ESCENARIO INTERCONEXIN SING-SIC COSTA 71 4.5.1 FLUJOS ESPERADOS Y ANLISIS DE CONTINGENCIA TRAMOS CRTICOS 71 4.5.2 CAPACIDAD DE INYECCIN EN S/E KAPATUR 76 4.5.3 RESUMEN Y ALTERNATIVAS DE EXPANSIN 77 4.6 ESCENARIO COLLAHUASI 79 4.6.1 CORREDOR CENTRO - NORTE 79 4.6.1.1 Interconexin SING SEIN. 80 4.6.2 NIVEL DE TENSIN Y REQUERIMIENTOS DE POTENCIA REACTIVA EN LA ZONA NORTE 84 4.7 ESCENARIO DE INTERCONEXIN SING-SADI 85 4.7.1 ANLISIS DE SUFICIENCIA Y CONGESTIONES 85 4.7.2 ALTERNATIVAS DE EXPANSIN 88 4.8 ANLISIS DE SEGURIDAD DE ABASTECIMIENTO DE CIUDADES DEL SING 89

5. ANLISIS DE SUFICIENCIA Y SEGURIDAD DE SUBESTACIN CRUCERO 92

5.1 ANLISIS DE CAPACIDAD DE BARRAS DE S/E CRUCERO 93 5.2 CRITERIO PARA SOLUCIONAR PROBLEMAS DE CAPACIDAD DE BARRA S/E CRUCERO 97 5.2.1 FLUJOS ESPERADOS EN LNEA 2X220 KV CRUCERO ENCUENTRO 97 5.3 EVALUACIN TCNICA DE ALTERNATIVAS DE REUBICACIN DE PAOS 100 5.3.1 ALTERNATIVA 1: REUBICACIN PAOS TOCOPILLA 1 Y 2 101 5.3.2 ALTERNATIVA 2: REUBICACIN PAOS TOCOPILLA 1 Y 2, LAGUNAS 1 Y 2 101 5.3.3 ALTERNATIVA 3: REUBICACIN PAOS TOCOPILLA 1 Y 2, LABERINTO 1 Y 2 102 5.3.4 ALTERNATIVA 4: REUBICACIN PAOS TOCOPILLA 1 Y 2, LABERINTO 1 Y 2 Y LAGUNAS 1 Y 2 108


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5.3.5 ALTERNATIVA 5: REUBICACIN PAOS TOCOPILLA 1 Y 2, LABERINTO 1 Y 2, LAGUNAS 1 Y 2 Y CHUQUICAMATA 111 5.3.6 CRECIMIENTOS DE DEMANDA PROYECTADOS EL ABRA, AO 2023. 113 5.3.7 CONCLUSIONES GENERALES Y RECOMENDACIONES 113 5.4 EVALUACIN ECONMICA DE ALTERNATIVA PROPUESTA 114 5.4.1 VALORIZACIN DE OBRAS 114 5.4.2 ESTADSTICA DE FALLAS 114 5.4.3 COSTO DE FALLA DE CORTA DURACIN (CFCD) 115 5.4.4 EVALUACIN ECONMICA 115

6. PLANES DE OBRAS Y EVALUACIONES ECONMICAS 116

6.1 OBRAS DE TRANSMISIN COMUNES A TODOS LOS ESCENARIOS EVALUADOS 116 6.2 CRITERIOS PARA REALIZAR LAS EVALUACIONES ECONMICAS 118 6.3 ESCENARIO BASE: EVALUACIN ECONMICA OBRAS DE TRANSMISIN COMUNES 119 6.3.1 LNEAS DE INYECCIN 220 KV KAPATUR OHIGGINS 1 Y 2 119 6.3.1.1 Restricciones identificadas 119 6.3.1.2 Evaluacin econmica 120 6.3.2 AUMENTO DE CAPACIDAD CORREDOR CENTRO - NORTE. COMPENSACIN SERIE LNEAS 2X220 KV ENCUENTRO LAGUNAS 1 Y 2. 122 6.3.2.1 Restricciones identificadas 122 6.3.2.2 Evaluacin econmica 123 6.3.2.3 Recomendacin 124 6.3.3 AUMENTO DE CAPACIDAD TRAMO 220 KV TARAPAC LAGUNAS. NUEVA LNEA 2X220 KV CNDORES POZO ALMONTE, CIRCUITO 1 124 6.3.3.1 Restricciones identificadas 125 6.3.3.2 Evaluacin econmica 126 6.3.3.3 Recomendacin 129 6.3.4 AUMENTO CAPACIDAD TRAMO CRUCERO ENCUENTRO 130 6.3.5 CAMBIO TTCC LNEA 2X220 KV CRUCERO LABERINTO 1 Y 2. 130 6.3.5.1 Restricciones identificadas 130 6.3.5.2 Evaluacin econmica 132 6.3.6 REUBICACIN DE PAOS S/E CRUCERO EN S/E NUEVA CRUCERO ENCUENTRO. 133 6.3.7 OBRAS CORREDOR 220 KV ENCUENTRO EL COBRE. CRECIMIENTOS MINERA ESPERANZA. 133 6.3.7.1 Restricciones identificadas 133 6.3.7.2 Evaluacin econmica 134 6.3.8 OBRAS CORREDOR 220 KV OHIGGINS PALESTINA DOMEYKO. CRECIMIENTOS MINERA ZALDVAR. 136 6.3.8.1 Restricciones identificadas 136 6.3.8.2 Evaluacin econmica 137 6.3.9 NUEVA LNEA 1X220 KV KAPATUR COCHRANE. CAPACIDAD DE INYECCIN EN S/E KAPATUR. 138 6.3.9.1 Restricciones identificadas 138 6.3.9.2 Evaluacin econmica 138


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6.3.10 OBRAS PARA SEGURIDAD DE SUMINISTRO DE CIUDADES. 139 6.3.11 PLAN DEFINITIVO ESCENARIO BASE. 140 6.4 ESCENARIO INTERCONEXIN SING-SIC CENTRO. 141 6.4.1 RESTRICCIONES IDENTIFICADAS 141 6.4.2 EVALUACIONES ECONMICAS 142 6.4.3 PLAN DE OBRAS RECOMENDADO ESCENARIO DE INTERCONEXIN SING-SIC CENTRO. 143 6.5 ESCENARIO INTERCONEXIN SING-SIC COSTA. 144 6.5.1 RESTRICCIONES IDENTIFICADAS 144 6.5.2 EVALUACIONES ECONMICAS 145 6.5.3 PLAN DE OBRAS RECOMENDADO ESCENARIO DE INTERCONEXIN SING-SIC COSTA. 146 6.6 ESCENARIO INTERCONEXIN SING-SADI 147 6.6.1 RESTRICCIONES IDENTIFICADAS 147 6.6.2 EVALUACIONES ECONMICAS 148 6.6.3 PLAN DE OBRAS RECOMENDADO ESCENARIO DE INTERCONEXIN SING-SADI 149 6.7 ESCENARIO COLLAHUASI 150 6.7.1 RESTRICCIONES IDENTIFICADAS 150 6.7.2 EVALUACIONES ECONMICAS 151 6.7.3 PLAN DE OBRAS RECOMENDADO ESCENARIO COLLAHUASI 153 6.8 RESUMEN DE OBRAS RECOMENDADAS POR ESCENARIO 154

7. PLAN DE OBRAS DEFINITIVO 155

8. VALORIZACIN DE INSTALACIONES DE TRANSMISIN 156

8.1 REUBICACIN DE PAOS S/E CRUCERO EN S/E NUEVA CRUCERO ENCUENTRO 157 8.2 NUEVA LNEA 2X220KV CNDORES-POZO ALMONTE 158 8.3 COMPENSACIN SERIE LINEA 2X220KV ENCUENTRO-LAGUNAS 159 8.4 NUEVA LNEA 2X220KV NUEVA CRUCERO ENCUENTRO-ENCUENTRO, CIRCUITO 1 160 8.5 NUEVA LNEA 2X220KV KAPATUR-COCHRANE, CIRCUITO 1 161 8.6 NUEVA LNEA 2X220KV ANGAMOS-COCHRANE 162 8.7 CAMBIO TTCC LNEAS 2X220 KV CRUCERO LABERINTO 1 Y 2 163 8.8 NUEVA LNEA 2X220 KV OHIGGINS DOMEYKO, CIRCUITO 1 164 8.9 NUEVA LNEA 2X220 KV POZO ALMONTE PARINACOTA, CIRCUITO 1 165 8.10 CAMBIOS DE TTCC LNEAS 220 KV ENCUENTRO - EL TESORO Y EL TESORO ESPERANZA 166 8.11 NUEVA LNEA 2X220 KV EL COBRE ESPERANZA, CIRCUITO 1 167 8.12 NUEVA LNEA 2X220 KV ENCUENTRO COLLAHUASI, CIRCUITO 1 168 8.13 NUEVA LNEA 2X220 KV ENCUENTRO COLLAHUASI, CIRCUITO 2 169

9. ANEXOS 170


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9.1 ANEXO 1. ANLISIS DE CONTINGENCIAS 170 9.1.1 LMITES DE CAPACIDAD POR CRITERIO DE SEGURIDAD N-1 170 9.1.1.1 Tramo 220 kV Atacama Miraje 170 9.1.1.2 Tramo 220 kV Miraje Encuentro 172 9.2 ANEXO 2. COSTO DE DESARROLLO DE LARGO PLAZO 173 9.3 ANEXO 3. ANLISIS DE CONFIGURACIN DE BARRAS EN SUBESTACIONES 174 9.4 ANEXO 4. INFORMACIN PARA ANLISIS DE CAPACIDAD DE BARRA DE S/E CRUCERO 174 9.4.1 FLUJOS CASO BASE 2015-2018 174 9.4.2 ALTERNATIVA 1: FLUJOS CRTICOS, 2018-2020. 174 9.4.3 ALTERNATIVA 2: FLUJOS CRTICOS, 2018-2020. 175 9.4.4 ALTERNATIVA 3: FLUJOS CRTICOS, 2018-2022. 175 9.4.5 ALTERNATIVA 3: CONTINGENCIAS 176 9.4.6 ALTERNATIVA 4: FLUJOS CRTICOS, 2018-2022. 178 9.4.7 ALTERNATIVA 5: FLUJOS CRTICOS, 2018-2022. 178 9.4.8 ALTERNATIVA 5: CONTINGENCIAS. 179 9.5 ANEXO 5. DEMANDA INFORMADA POR CLIENTES DEL SING 180 9.6 ANEXO 6. FLUJOS DE POTENCIA CURVAS DE DURACIN 190 9.7 ANEXO 7. SISTEMA INTERCONECTADO CENTRAL 191 9.7.1 DEMANDA DEL SIC 191 9.7.2 OFERTA DEL SIC 191 9.7.3 TOPOLOGA BASE Y SISTEMA DE TRANSMISIN DEL SIC 192 9.7.4 DISPONIBILIDAD Y PRECIO DE COMBUSTIBLES 192 9.7.5 ESTADSTICA HIDROLGICA 194 9.8 ANEXO 8. CAPACIDADES DE TRANSMISIN DE LNEAS DE LA ZONA NORTE 195 9.9 ANEXO 9. FLUJOS POR LAS LNEAS DE LA ZONA NORTE 196 9.9.1 AO 2015 196 9.9.2 AO 2016 196 9.9.3 AO 2017 197 9.9.4 AO 2018 198 9.9.5 AO 2019 199 9.9.6 AO 2019 200 9.10 ANEXO 10. ANLISIS DE CAPACIDAD DE BARRAS EN SUBESTACIONES 200 9.11 ANEXO 11. ENERGA GENERADA POR TIPO DE COMBUSTIBLE ESCENARIO BASE 200 9.12 ANEXO 12. PLAN DETALLADO DE OBRAS DE GENERACIN - ESCENARIO BASE 201


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1. INTRODUCCIN

De acuerdo a lo establecido en el Artculo 99 de la Ley General de Servicios Elctricos, en adelante la Ley, anualmente, la Direccin de Peajes del CDEC analizar la consistencia de las instalaciones de desarrollo y expansin del sistema troncal contenidas en el Informe Tcnico de la Comisin Nacional de Energa, en adelante la Comisin, sealado en el Artculo 91 de la Ley, con los desarrollos efectivos en materia de inversin en generacin elctrica, interconexiones y la evolucin de la demanda.

En virtud de lo anterior, y de acuerdo con lo sealado en el literal k) del Artculo 37 del Decreto Supremo N291/20071

Como base para la realizacin de los anlisis y estudios requeridos, se utiliza informacin disponible y actualizada tanto del sistema de transmisin del SING, como de los proyectos de generacin y consumo que se proyectan -valga la redundancia- en un horizonte de 15 aos.

que Aprueba Reglamento que Establece la Estructura, Funcionamiento y Financiamiento de los CDEC, en adelante DS291, a partir de dicho anlisis de expansin del sistema de transmisin, la Direccin de Peajes del CDEC-SING, en adelante la DP, debe elaborar y presentar a la Comisin una propuesta de Plan de Expansin del Sistema de Transmisin, antes del 31 de octubre de cada ao. Para dar cumplimiento a lo sealado, la DP debe presentar a los operadores del sistema de transmisin troncal y a los usuarios que hacen o harn uso de dicho sistema, una propuesta preliminar de Plan de expansin, a ms tardar el da 31 de agosto de cada ao. Las empresas tendrn plazo hasta el da 30 de septiembre para enviar sus comentarios u observaciones.

Con el fin de establecer las mayores exigencias sobre el sistema de transmisin del SING, de manera que las obras propuestas para su expansin permitan que el mercado se desarrolle de manera eficiente en el largo plazo, evitando congestiones, se establece una serie de escenarios de desarrollo de la oferta/demanda para los cuales se simula la operacin econmica del SING en un horizonte de planificacin de 15 aos. A partir de la simulacin de la operacin, se detectan las lneas del sistema de transmisin que podran presentar restricciones de capacidad, ya sea por congestin en condiciones normales de operacin como frente a contingencias, y se proponen las obras de transmisin necesarias para evitar dichas restricciones.

Las obras de transmisin propuestas para cada uno de los escenarios de generacin/consumo, corresponden al plan de obras de transmisin para dicho escenario. En caso de existir diferencias significativas entre los distintos escenarios de expansin, especficamente en lo que se refiere a obras de transmisin de construccin inmediata, se realiza un anlisis de minimizacin del mximo arrepentimiento (MinMax Regret), de modo que el plan de obras de transmisin finalmente propuesto, corresponde a la alternativa que permite un desarrollo eficiente del sistema de transmisin del SING, minimizando el riesgo de sobrecosto de inversin, operacin y falla.

1 Modificado por el DS 115/2012.


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2. RESUMEN EJECUTIVO

Con el objeto de estudiar el comportamiento del sistema de transmisin principal del SING en el largo plazo y determinar sus necesidades de expansin, se analiza la operacin tcnica y econmica del sistema en un horizonte de 15 aos, considerando el ao 2015 como ao de inicio y distintos escenarios de oferta y demanda, lo que permite determinar las mayores exigencias sobre el sistema de transmisin. Las necesidades as determinadas, permiten levantar propuestas para que el sistema de transmisin del SING se desarrolle de manera eficiente, en funcin de los requerimientos de la oferta y la demanda, bajo la premisa de minimizar el costo de inversin en transmisin, operacin y falla.

Los escenarios considerados son:

Escenario Base. Corresponde al caso con supuestos de demanda en base a lo informado por los clientes del SING, ms una proyeccin a 15 aos, considerando oferta convencional y no convencional con RCA aprobada y el cumplimiento de Polticas Pblicas, como la Ley 20/25.

Escenario Collahuasi. Considera un aumento de la demanda de Minera Collahuasi, de 150 MW para el ao 2020 y 190 MW adicionales para el ao 2021, con respecto a lo utilizado en el Base.

Escenario SADI. Considera una exportacin de energa hacia el SADI argentino, por un monto de 250 MW de potencia a contar del ao 2016.

Escenario Interconexin SING SIC Centro. Este escenario simula la operacin interconectada de SING y SIC, conectando la lnea de interconexin en la zona centro del SING, ms precisamente, en S/E Nueva Crucero Encuentro2

Escenario Interconexin SING - SIC Costa. Este escenario simula la operacin interconectada de SING y SIC, conectando la lnea de interconexin en la zona de Mejillones del SING, ms precisamente, en S/E Kapatur, a contar del ao 2019.

, a contar del ao 2021.

Adicionalmente, tanto para el Escenario Base como para el Escenario Collahuasi, se realiza una variante que consiste en analizar el efecto que tendra sobre el SING una eventual interconexin con el Sistema Elctrico Interconectado Nacional del Per (SEIN), desde la S/E Parinacota, determinando los flujos mximos que puede soportar el sistema de transmisin del SING, considerando flujos de energa y potencia desde y hacia el Per.

Los precios de los combustibles corresponden a lo informado por la Comisin en su Informe Tcnico Definitivo de Precio de Nudo de abril de 2014.

En cuanto a la disponibilidad de GNL, se considera una entrada gradual a partir de 2015. Para este ao se considera la disponibilidad informada por las empresas para el ao 2014. Para los aos siguientes se considera un aumento gradual, hasta llegar al ao 2017 con un 100% de disponibilidad de GNL para todas las unidades del SING que utilizan este combustible.

El Sistema de Transmisin Base considera, tanto las instalaciones existentes, como las obras en construccin y decididas.

Junto con analizar las necesidades de expansin de largo plazo, se incluye un anlisis de la capacidad de barras de las subestaciones troncales, y un anlisis de la configuracin de barras de las subestaciones del SING, de acuerdo con lo sealado en el Artculo 3-24 de la NT. Las necesidades de transmisin de corto y largo plazo, son analizadas en el presente documento y sus conclusiones se presentan en el Captulo 7.

2 S/E Nueva Crucero Encuentro corresponde a una obra nueva incluida en el Decreto Supremo N201 de 2014.


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Tabla 1-A: Obras Recomendadas de Expansin del Sistema de Transmisin Troncal del SING.

N Plan de Obras de Transmisin Troncal Recomendado Cap. (MVA) Longitud

(km) Fecha PES Construccin Segmento

Plazo constructivo

VI Ref. VAT Comentario

Miles USD

T1 Reubicacin de paos S/E Crucero en S/E Nueva Crucero Encuentro. NA NA 2018 Inmediata Troncal 36 meses 24.418 2.497 CONDICIONADA a adjudicacin de nueva S/E

Crucero Encuentro.

T2 Nueva Lnea 2x220 kV Cndores Pozo Almonte, circuito 1 180 35 2019 Inmediata Troncal 48 meses 13.780 1.390 Levanta restriccin lnea Tarapac Lagunas. Aporta seguridad de suministro zona norte del

SING, Arica, Iquique y P. Almonte

T3 Compensacin serie Lneas 220 kV Encuentro Lagunas 1 y 2. 60 NA 2021 Condicionada Troncal 36 meses 6.454 660 Crecimiento de demanda Zona Norte del SING (Proyecto Quebrada Blanca Fase 2)

T4 Nueva Lnea 2x220 kV Nueva Crucero Encuentro Encuentro, circuito 1 500 5 2021 Condicionada Troncal 48 meses 5.614 566 CONDICIONADA a Interconexin SING-SIC

Centro

El Plan de Obras de transmisin propuesto, corresponde al desarrollo ptimo recomendado para el sistema de transmisin del SING, considerando tanto las congestiones que se observan en el corto y largo plazo en el sistema de transmisin troncal, como tambin las necesidades de robustecer el abastecimiento de las ciudades del SING. En este contexto, el plan de expansin propuesto considera la construccin de la nueva lnea de transmisin Cndores-Pozo Almonte, la cual viene a resolver el problema de congestin que se observa en la lnea troncal 2x220 kV Tarapac Lagunas frente al crecimiento de la demanda ubicada en la zona costera (SS/EE Tarapac, Cndores y Parinacota) al ao 2019, as como tambin permite dar seguridad de abastecimiento a los consumos regulados de la ciudades de Iquique y Pozo Almonte. Si bien la solucin propuesta mediante la construccin de la lnea Cndores-Pozo Almonte permite dar una respuesta ptima a las necesidades del sistema, dado que en la actualidad ni la S/E Cndores ni la S/E Pozo Almonte pertenecen al sistema de transmisin troncal del SING, y aun se encuentra en desarrollo el estudio de transmisin troncal que debe definir las instalaciones pertenecientes al sistema de transmisin Troncal para los prximos 4 aos, y en virtud de la necesidad de ampliar el corredor entre S/E Tarapac y Lagunas, se presenta la siguiente obra alternativa, la cual no slo considera la construccin de una nueva lnea sino que adems la construccin de una nueva S/E, debido a la falta de espacio fsico en la actual S/E Tarapac.

N Plan de Obras de Transmisin Troncal Recomendado Cap. (MVA) Longitud

(km) Fecha PES Construccin Segmento Plazo

constructivo VI Ref. VAT

Comentario Miles USD

T5 Nueva Lnea entre S/E Nueva Tarapac y Lagunas Nueva S/E seccionadora en Lnea Tarapac-Lagunas 254 42 2019 Inmediata Troncal 48 meses 28.813 3.497 Levanta restriccin lnea Tarapac Lagunas.


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Tabla 2-B: Otras Obras Recomendadas de Expansin del Sistema de Transmisin del SING.

N Plan de Obras de Transmisin Recomendado Troncal, Adicional y Subtransmisin Cap.

(MVA) Longitud

(km) Fecha PES Construccin Segmento

Plazo constructivo

VI Ref. VAT Comentario

Miles USD

A1 Nueva Lnea 2x220 kV Angamos Cochrane, circuito 1 700 10 2016 Recomendada Adicional 12 meses 3.744 378 Interconexin SING-SADI o Conexin de generacin en Enlace (Sobre 700 MW) o

Interconexin SIC-SING Costa

A2 Cambio TTCC Lneas 2x220 kV Crucero Laberinto 1 y 2 300 NA 2017 Recomendada Adicional 12 meses 672 69 Limitan lneas al 40%. Entrada de centrales en S/E

Enlace y Crecimientos demanda Minera Escondida.

A3 Nueva Lnea 2x220 kV OHiggins Domeyko, circuito 1 365 132 2016 Recomendada Adicional 48 meses 34.144 3.444 CONDICIONADA a Interconexin SING-SADI y

Crecimientos de Demanda Zona Domeyko Nueva Zaldvar.

A4 Ampliacin Lnea 2x220 kV Lagunas Collahuasi 183 118 - Condicionada Adicional 24 meses 4.720 577 CONDICIONADO a la entrada de ms de 215 MW de generacin en Zona Norte

S1 Cambio de TTCC Lneas 110 kV Capricornio Antofagasta y Antofagasta Alto Norte. 152 NA 2016 Recomendada Subtransmisin 12 meses 2.000 205 Seguridad de suministro ciudades zona sur del SING, Antofagasta, Antofagasta, La Negra y Alto

Norte.

S2 Nuevo Transformador 220/110 kV S/E Capricornio 150 NA 2016 Recomendada Subtransmisin 24 meses 6.500 665 S3 Nueva Lnea 1x110 kV Antofagasta Esmeralda 150 5 2017 Recomendada Subtransmisin 36 meses 3.000 303

S4 Nuevo Transformador 220/110 kV S/E La Negra y seccionamiento Lnea 220 kV OHiggins Coloso 1 150 NA 2017 Recomendada Subtransmisin 24 meses 11.000 1.125

S5 Nueva Lnea 2x220 kV Pozo Almonte Parinacota, c1 180 224 2019 Recomendada Subtransmisin 48 meses 47.519 4.793 Seguridad y calidad de suministro zona norte del SING, Arica, Iquique y Pozo Almonte. S6 Compensacin Capacitiva S/E Pozo Almonte y Parinacota 40 NA 2021 Recomendada Subtransmisin - - -

S7 Ampliacin Lnea 1x220 kV Lagunas Pozo Almonte 183 70 - Condicionada Subtransmisin 24 meses 2.800 342 CONDICIONADO a la entrada de ms de 180 MW de generacin en S/E Pozo Almonte

C1 Compensacin Capacitiva S/E Radomiro Tomic 120 NA 2018 Condicionada Adicional 36 meses 2.985 305 CONDICIONADO a Crecimiento de demanda R.Tomic

C2 Cambios de TTCC Lneas 220 kV Encuentro - El Tesoro y El Tesoro Esperanza 300 NA 2019 Condicionada Adicional 12 meses 401 41 CONDICIONADO a Crecimientos de demanda Minera Esperanza C3 Nueva Lnea 2x220 kV El Cobre Esperanza, circuito1 290 79 2019 Condicionada Adicional 48 meses 24.550 2.476

C4 Compensacin Capacitiva S/E Cndores 60 NA 2020 Condicionada Adicional 36 meses 1.716 175 CONDICIONADO a Crecimiento de demanda Quebrada Blanca C5 Compensacin Capacitiva S/E Collahuasi 120 NA 2020 Condicionada Adicional - - - CONDICIONADO a crecimientos de demanda

Minera Collahuasi C6 Aumento Capacidad Lnea Encuentro Collahuasi 1 170 NA 2021 Condicionada Adicional 24 meses 8.040 811 C7 Nueva Lnea 2x220 kV Encuentro Collahuasi, c1 170 204 2021 Condicionada Adicional 48 meses 37.977 3.830


Versin: Definitivo


3. BASES GENERALES DE LA MODELACIN

El anlisis de la expansin del sistema de transmisin del SING, cuyo desarrollo y resultados se entregan en el presente informe, considera alternativamente la modelacin y simulacin de la operacin conjunta de los dos principales Sistemas Interconectados del pas, el Sistema Interconectado Central (SIC) y el Sistema Interconectado del Norte Grande (SING).

Dado que el foco de anlisis se encuentra en el SING, la modelacin del SIC es la indicada en la versin definitiva del Informe Tcnico de Precio de Nudo de abril de 2014, actualizando los supuestos de precios y disponibilidad de combustibles, fechas de entrada en operacin de lneas de transmisin, unidades generadoras y demanda. En esta ocasin, no se efectan modificaciones ni anlisis de sensibilidad sobre los supuestos y bases del SIC.

Para la simulacin de la operacin se considera un horizonte de planificacin de 15 aos a partir del ao 2015 (periodo de anlisis 2015 2029).

La demanda considerada para el SING tiene como base lo informado por los Coordinados Clientes, en respuesta a la carta CDEC-SING N0613/2014 de fecha 29 de mayo de 2014.

El plan de obras de generacin del SING est preparado a partir de informacin de proyectos convencionales y no convencionales que cuentan con Resolucin de Calificacin Ambiental (RCA) Aprobada. La fecha de entrada de los proyectos convencionales se determina en base a supuestos relativos a los contratos de suministro de energa (PPA por sus siglas en ingls), es decir, para cada proyecto o grupo de proyectos de consumo se supone un contrato de suministro con una empresa generadora que cuente con proyectos de base con RCA Aprobada, salvo indicacin explcita de los promotores de proyectos de generacin que se hayan declarado en construccin segn se establece en la normativa vigente.

Los diferentes escenarios o anlisis de sensibilidad planteados buscan someter a diferentes niveles de uso al sistema de transmisin, de manera de abarcar los escenarios ms representativos de la operacin del SING.

El sistema de transmisin base corresponde al indicado en la versin definitiva del Informe Tcnico de Precio de Nudo de abril de 2014, en adelante ITD, considerando aquellas obras troncales en proceso de construccin o licitacin, adems de aquellas instalaciones que no siendo troncales influyen en el desempeo de stas.

En relacin a la operacin conjunta entre SING y SIC, para efectos del presente ejercicio de expansin se consideran dos posibles puntos de interconexin. El primero corresponde al indicado en el ITD, es decir, una lnea de dos circuitos en 500 kV entre las SS/EE Cardones en el SIC y Seccionadora Nueva Crucero Encuentro en el SING, con entrada en operacin considerada para el ao 2021. El segundo corresponde a una nueva subestacin en la zona de Mejillones, denominada Kapatur, que se encuentra en construccin, de acuerdo con lo informado por el titular del proyecto. La interconexin costa se considera entrando en servicio el ao 2019.

Como herramienta para el anlisis de la operacin econmica de largo plazo del SING, se utiliza el software Plexos, programa actualmente utilizado por la DP para efectuar los clculos de peajes del sistema Troncal y por la Direccin de Operacin, en adelante DO, para llevar a cabo la programacin y anlisis de la operacin econmica del sistema en el corto plazo.

Como herramienta para el anlisis de cumplimiento de la Norma Tcnica de Seguridad y Calidad de Servicio, en adelante NTSyCS, se utiliza el software DigSilent Power Factory, programa actualmente utilizado por la


Versin: Definitivo


DP en el proceso de determinacin de los pagos por Potencia Firme, y por la DO en los Estudios indicados en la NTSyCS.

3.1 SISTEMA INTERCONECTADO DEL NORTE GRANDE

3.1.1 Topologa Base y Sistema de Transmisin del SING

El sistema de transmisin del SING modelado para este ejercicio de planificacin, comprende todas las instalaciones en tensiones mayores que 66 kV, salvo excepciones donde se recurri a simplificaciones que no afectan la operacin econmica del sistema. En cuanto a la topologa base del SING, ms precisamente en relacin a las lneas de transmisin que operan normalmente abiertas, para efectos del anlisis de las alternativas de expansin se considera que todas operan normalmente cerradas, suponiendo que han sido resueltas las causas por las cuales operan abiertas en la actualidad.

La capacidad de las lneas de transmisin corresponde a la vigente a la fecha de preparacin del presente Informe, y equivale al menor valor entre la capacidad trmica de los conductores y la capacidad de los equipos en conexin serie (trampas de onda, transformadores de corriente) y otras limitaciones derivadas de ajustes en los sistemas de protecciones, informacin que se encuentra disponible en el sitio Web del CDEC-SING. Asimismo, para todas las lneas de transmisin del SING con tensiones iguales o mayores que 220 kV, se considera que su capacidad de transmisin corresponde al menor valor entre el indicado en el prrafo anterior y aquel que resulte de la aplicacin del criterio de seguridad N-1.

Adicionalmente, en algunas zonas especficas del SING, como la zona Tocopilla, Zona Centro y la Zona Norte (compuesta por los corredores Encuentro - Collahuasi y Crucero Lagunas), se consideran capacidades de transmisin de acuerdo a Polticas de Operacin emitidas por la DO, a fin de mantener los estndares de seguridad y calidad de servicio.

Adems de las instalaciones existentes, el Sistema de Transmisin Base considera todas aquellas nuevas obras y refuerzos a instalaciones existentes que se encuentran incluidas en algn Decreto de Expansin.

Las obras nuevas y refuerzos de instalaciones existentes consideradas en el plan de obras de transmisin son las siguientes:

Tabla 3: Plan de Obras de Transmisin Base.

N Obras de Transmisin en Construccin Cap. (MVA) Longitud

(km) Fecha PES Segmento Comentario

T1 Barra seccionadora en S/E Tarapac NA NA 03-2016 Troncal DS N82 / 2012 DS N310 / 2013 T2 Banco de Compensacin en Lagunas 60 MVAr + Ampliacin S/E Lagunas 60 NA 07-2015 Troncal DS N310 / 2013 T3 Subestacin Miraje 220 kV (ex Nueva Encuentro) NA NA 01-2016 Troncal DS N310 / 2013

T4 Ampliacin lneas 2x220 kV Crucero-Encuentro + Ampliacin S/E Encuentro 1000 1 03-2016 Troncal DS N310 / 2013

T5 Nueva lnea 2x220 Encuentro - Lagunas, circuito 1 290 174 02-2017 Troncal DS N82 / 2012 T6 Nueva lnea 2x220 Encuentro - Lagunas, circuito 2 290 174 02-2017 Troncal DS N201 / 2014 T7 Nueva Subestacin seccionadora 220 kV Crucero Encuentro NA NA 03-2018 Troncal DS N201 / 2014

A1 SVC S/E Domeyko 120 NA 2015 Adicional

Obras en construccin Minera Escondida

A2 Nueva S/E Kapatur 220 kV (Secciona Lneas Angamos Laberinto 1 y 2) 1520 NA 2016 Adicional

A3 Ampliacin S/E OHiggins y Seccionamiento Lnea 2x220 kV Atacama Domeyko. 1000 NA 2016 Adicional

A4 Nueva Lnea 2X220 kV Kapatur - O'Higgins, circuitos 1 y 2 2x840 NA 2016 Adicional A5 Nueva Lnea 2x220 kV O'Higgins - Coloso, circuito 1 245 NA 2017 Adicional


Versin: Definitivo


La S/E Kapatur corresponde a la S/E Enlace presentada en el Informe de Expansin Preliminar, de acuerdo a la nueva denominacin que ha dado el titular del proyecto al momento de declararlo en construccin. Topologa base, plan de obras definido y zonas del SING se presentan de forma grfica en la siguiente figura:

Figura 1: Mapa del SING y Plan de Obras de Transmisin Troncal Base.

Zona Norte

Zona Centro

Zona Sur -Cordillera


Versin: Definitivo


3.1.2 Demanda del SING

La demanda de energa y potencia utilizada en el presente ejercicio de planificacin del sistema de transmisin, considera como base lo informado por los Clientes del SING. La modelacin mediante curva de duracin se lleva a cabo siguiendo una de las siguientes dos alternativas: cinco bloques mensuales, para los escenarios con Interconexin SING-SIC; y siete bloques semanales, para los escenarios sin Interconexin SING-SIC3

Para la modelacin de la curva de duracin de la demanda, se utiliza informacin actualizada de retiros horarios del SING de los ltimos cinco aos, es decir, se busca representar de la mejor manera posible el comportamiento de los consumos. De esta forma, se determinan de la manera ms precisa posible los requerimientos sobre las instalaciones del sistema de transmisin del SING, bajo las condiciones de flujos de potencia ms exigentes sobre la instalacin o zona analizada.

.

A partir de la informacin histrica de retiros del SING se determina el perfil de consumos mensuales por cliente, dado por la energa mensual del cliente como porcentaje de la energa anual del mismo. Luego, como segunda etapa de la modelacin de la demanda, se determina el perfil horario del cliente, calculado como la razn entre la potencia horaria del cliente coordinado y la potencia media del da, para cada mes, para dicho cliente.

Segn lo anterior, la demanda de energa y potencia del SING se proyecta como sigue:

Grfico 1: Proyeccin de Demanda del SING.

El detalle de los proyectos informados por los Coordinados Clientes se presenta en Seccin 9.5.

Por su parte, la distribucin geogrfica de la demanda proyectada muestra una clara tendencia a concentrarse en la zona centro, donde se ubican los consumos de CODELCO Chile (Chuquicamata, Ministro Hales y Radomiro Tomic), Minera El Abra, Minera Sierra Gorda, Minera El Tesoro y Minera Esperanza, entre otros.

3 En ambos casos se cuida de mantener la correlacin horaria con el SIC (coincidencia de la demanda en horas de punta).

19 1921 22

2426 27

3032

3436 37

38 3941

1.5

7.6

4.6

10.7

7.5

4.6

12.5

7.4

5.0

5.2

3.1 3.3 3.1 2.90

3

6

9

12

15

18

21

24

27

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

Crec

imie

nto

[%]

Ener

ga

[TW

h]

Energa

Energa [TWh] Crecimiento [%]

2,290 2,3612,545 2,663

2,9463,149 3,320

3,7243,995

4,1964,378

4,555 4,7094,863 5,014

3.1

7.8

4.6

10.6

6.95.4

12.2

7.35.0

4.3

4.1 3.4 3.3 3.10

3

6

9

12

15

18

21

24

27

0

600

1,200

1,800

2,400

3,000

3,600

4,200

4,800

5,400

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

Crec

imie

nto

[%]

Pote

ncia

[MW

]

Potencia Mxima

Potencia Mxima [MW] Crecimiento [%]


Versin: Definitivo


Grfico 2: Proyeccin de Demanda del SING por Zona Geogrfica.

Para lograr una mejor representacin de la demanda y de las exigencias que sta impone al sistema de transmisin, se determinaron perfiles mensuales y horarios por cliente, en base a informacin estadstica de retiros reales. Como resultado de esto, se obtiene una curva mensual y un perfil o curva horaria de la demanda por cliente.

A modo de ejemplo, se presenta la distribucin promedio de la demanda de energa del SING dentro de un ao calendario, siendo esta distribucin mensual la relacin entre la energa del mes respecto a la energa total anual.

Se observa que la mxima demanda de energa se concentra en el ltimo trimestre del ao, mientras que la mnima se presenta en los meses de febrero y julio.

Grfico 3: Distribucin Mensual de la Demanda de Energa del SING.

De igual forma, se presenta el perfil horario del SING para cada mes del ao.

Cabe sealar, que el perfil horario de la demanda corresponde a un factor adimensional que representa la relacin entre la potencia horaria y la potencia media del mes.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%20

15

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

Demanda de Energa(% por Zona)

Centro Cordillera Norte Sur

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

Demanda Mxima de Potencia(% por Zona)

Centro Cordillera Norte Sur

0.000

0.010

0.020

0.030

0.040

0.050

0.060

0.070

0.080

0.090

0.100

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

Distribucin Anual Promedio de la Demanda del SING

Peso Mensual


Versin: Definitivo


Grfico 4: Perfil Horario de la Demanda del SING.

3.1.3 Oferta del SING y Escenarios Considerados

La oferta de generacin considerada para efectos de la simulacin de la operacin del sistema, consiste en aquella necesaria para alcanzar el costo marginal de largo plazo que permite el financiamiento de la unidad genrica de desarrollo del sistema, que para efectos de este ejercicio de planificacin consiste en una unidad vapor-carbn cuyas caractersticas generales se presentan en la Seccin 9.2.

La oferta de generacin del SING, necesaria para abastecer los requerimientos de energa y potencia de los principales consumos, est conformada tanto por centrales generadoras convencionales como por centrales en base a Energas Renovables No Convencionales, en adelante ERNC. Siguiendo esta definicin general, se plantea un escenario inicial de oferta, el cual considera tanto proyectos termoelctricos convencionales, como proyectos no convencionales que cuentan con Resolucin de Calificacin Ambiental (RCA) aprobada, denominado Escenario Base.

Para determinar distintas condiciones de operacin del SING, que a su vez permiten analizar diferentes escenarios de exigencia al sistema de transmisin, se plantean escenarios de sensibilidad tanto a la ubicacin como a la fecha de ciertos proyectos de generacin o consumo, dando forma a los siguientes escenarios, cuyo detalle y explicacin estn contenidos en la presente seccin:

Escenario Base.

Escenario Collahuasi.

Escenario Interconexin SING - SADI.

Escenario Interconexin SING SIC Centro.

Escenario Interconexin SING SIC Costa.

0.90

0.92

0.94

0.96

0.98

1.00

1.02

1.04

1.06

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Perfil Horario de la Demanda del SING(factor adimensional respecto a potencia media)

Enero Febrero Marzo

0.90

0.92

0.94

0.96

0.98

1.00

1.02

1.04

1.06

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24


Abril Mayo Junio

0.90

0.92

0.94

0.96

0.98

1.00

1.02

1.04

1.06

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24


Julio Agosto Septiembre

0.90

0.92

0.94

0.96

0.98

1.00

1.02

1.04

1.06

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24


Octubre Noviembre Diciembre


Versin: Definitivo


A partir de la interconexin con el SIC, la oferta de generacin del SING tendr una componente aleatoria dependiente del escenario hidrolgico que se presente en el SIC, escenario hidrolgico del cual adems depende el aporte hidroelctrico desde el SIC y que impone distintos escenarios de intercambio entre los Sistemas Elctricos Interconectados, afectando el despacho de la matriz de generacin del SING.

Los parques elicos y las centrales solares fotovoltaicas, han sido modelados mediante un perfil horario de generacin segn poca del ao, considerando dos ubicaciones posibles. En el caso de los parques elicos, se consideran dos perfiles representativos: uno de la localidad de Calama, que para efectos de este anlisis de planificacin de largo plazo se utiliza en todos los parques elicos ubicados en sectores cordilleranos; y otro caracterstico de la localidad de Sierra Gorda, que se utiliza en aquellos proyectos ubicados en sectores de altitud intermedia (no cordilleranos ni costeros).

En el caso de las plantas solares fotovoltaicas, se cuenta con tres perfiles representativos: Calama, San Pedro de Atacama y Pozo Almonte. Debido a la similitud de los tres perfiles y para efectos de simplicidad en el anlisis, se considera nicamente el perfil de la localidad de Pozo Almonte.

Para el caso de los perfiles de generacin elica, se cuenta con informacin de dos Cluster (o perfiles representativos) para cada una de las zonas geogrficas. Para efectos de este anlisis de planificacin de largo plazo, se considera aquel Cluster que se repite mayor nmero de ocasiones. Una vez determinado el Cluster se procede a reordenar el perfil de generacin de tal manera que la generacin del parque elico sea coincidente horariamente con la demanda del sistema.

Con respecto a los perfiles de generacin solar, se cuenta con informacin de un solo Cluster para cada zona, y al igual que en el perfil elico, se ordena de forma coincidente horariamente con la demanda del sistema.

De esta forma, para cada mes se obtiene un perfil de generacin, elica y solar, como el siguiente:

Figura 2: Ejemplo de Tratamiento de Perfiles de Generacin Elica y Solar.

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

[p.u

.]

Perfil Mensual Tpico - ElicoCronolgico

Cluster 1 Cluster 2

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

5 1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 18 24 12 13 14 15 16 17 19 23 20 21 22

[p.u

.]

Perfil Mensual Tpico - ElicoCoincidente con Demanda

Cluster Elegido

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

[p.u

.]

Perfil Mensual Tpico - SolarCronolgico

Cluster 1

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

5 1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 18 24 12 13 14 15 16 17 19 23 20 21 22

[p.u

.]

Perfil Mensual Tpico - SolarCoincidente con Demanda

Cluster Elegido


Versin: Definitivo


3.1.3.1 Escenario Base

El Escenario Base busca representar, por una parte, las expectativas de crecimiento de los grandes consumidores de energa del SING, y por otra, la forma en que este suministro debe ser abastecido, mediante contratos de venta de energa con centrales convencionales y no convencionales. Para efectos de la modelacin, las futuras centrales convencionales fueron denominadas genricamente por el nombre de la zona en la cual se ubican. Adems, se consideran los proyectos que se encuentran en construccin definidos en el Informe Tcnico de Precio de Nudo de abril de 2014 e informados en CDEC-SING, los cuales se detallan en la Tabla 4.

La incorporacin de las energas renovables no convencionales obedece al cumplimiento de las polticas pblicas vigentes en la actualidad, vale decir, la Ley N20.698 de 2013, ms conocida como Ley ERNC 20/25. Cabe sealar que para dar cumplimiento a la Ley, se considera la incorporacin de poco ms de 3900 MW de capacidad instalada de generacin ERNC, principalmente centrales solares fotovoltaicas (cerca de un 75% de la capacidad ERNC instalada).

Tabla 4: Proyectos de Generacin Declarados en Construccin

Proyectos Tecnologa Potencia [MW] Ubicacin Fecha PES Arica Solar 1 ERNC 18 Parinacota 066 01/01/2015

Diesel Aguas Blancas Diesel 2.5 OHiggins 220 01/01/2015 San Pedro de Atacama I ERNC 17 Calama 110 01/01/2015

San Pedro de Atacama III ERNC 30 Calama 110 01/01/2015 San Pedro de Atacama IV ERNC 24 Calama 110 01/01/2015

La Huayca 2 ERNC 21 Pozo Almonte 066 01/01/2015 Maria Elena ERNC 72 Lagunas 220 01/01/2015 Cochrane 1 Carbn 236 Cochrane 220 01/05/2016 Cochrane 2 Carbn 236 Cochrane 220 01/10/2016

Kelar GNL 516 Kapatur 220 01/10/2016 Planta Solar Cerro Dominador ERNC 110 Encuentro 220 01/01/2018

El Escenario Base considera la demanda del SING tal como se plantea en la Seccin 3.1.1, tanto en monto como en lugar fsico de retiro.

La oferta de generacin por tipo de combustible corresponde a la presentada en el Grfico 5:

Grfico 5: Oferta de Generacin SING Escenario Base.

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000

2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029

Potencia Instalada SING(MW por tipo)

Carbn Geotermia GNL Solar Elica Hidro + Otros Diesel

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029

Potencia Instalada SING(% por tipo)

Carbn Geotermia GNL Solar Elica Hidro + Otros Diesel


Versin: Definitivo


El detalle de la energa generada por tipo de combustible se encuentra en el Anexo 9.11.

La fecha de entrada en servicio de las distintas unidades corresponde a la indicada en la Tabla 5:

Tabla 5: Plan de Obras de Generacin Escenario Base.

Potencia de Proyectos [MW] Zona Ao Tecnologa Centro Cordillera Norte Sur Total 2015 Solar 191 - 276 - 467 2016 Carbn 560 - - - 560 2016 GNL - - - 516 516 2016 Solar 30 - 100 - 130 2017 Solar - - 105 - 105 2018 Diesel - - - 130 130 2018 Solar 170 - - - 170 2019 Carbn - - - 375 375 2019 Diesel - - - 130 130 2019 Elico 100 - - - 100 2019 Solar - - 135 - 135 2020 Diesel - - - 130 130 2020 Solar 60 100 60 - 220 2021 Elico 100 50 - - 150 2021 Geotermia - - 40 - 40 2021 Solar 180 - 90 - 270 2022 Carbn - - - 375 375 2022 Elico 40 - - - 40 2022 Geotermia - - 40 - 40 2022 Solar 90 100 - 50 240 2023 Carbn - - 175 - 175 2023 Elico - - 175 - 175 2023 Solar 290 - 140 - 430 2024 Carbn - - 175 - 175 2024 Elico 100 - - - 100 2024 Geotermia - - - 50 50 2024 Solar - 40 - - 40 2025 Carbn - - 110 - 110 2025 Elico 100 - - - 100 2025 GNL - - - 250 250 2025 Solar 110 - 145 50 305 2026 Elico 100 - - - 100 2026 Solar 30 - - - 30 2027 GNL - - - 500 500 2027 Solar - 40 70 - 110 2028 GNL - - - 430 430 2028 Solar 80 - 60 50 190 2029 Elico - - 175 - 175 2029 GNL - - - 430 430 2031 GNL - - - 430 430

Total general 2331 330 2071 3896 8628


Versin: Definitivo


Mayor detalle del punto de conexin y potencia respectiva de los proyectos de generacin se encuentra en Anexo 9.12. Grficamente, el plan de obras de generacin se presenta en el Grfico 6:

Grfico 6: Plan de Obras de Generacin SING Escenario Base.

La disponibilidad y precio de los combustibles es la indicada en la Seccin 3.1.4.

El costo marginal de largo plazo corresponde a un valor del orden los 80 USD/MWh (ver Seccin 9.2), su evolucin anual se presenta en el Grfico 7:

Grfico 7: Costos Marginales Esperados Escenario Base.

3.1.3.2 Escenarios de Interconexin SING SIC Centro

Como su nombre lo indica, este Escenario considera que a partir del mes de enero del ao 2021 se materializa el proyecto de Interconexin SING-SIC, considerando para ello una lnea de transmisin de 2x500 kV de 1500 MVA por circuito, conectada en la subestacin Seccionadora Nueva Crucero Encuentro.

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2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029

MW

por

ao

Plan de Obras de Generacin(Escenario Base)

Carbn Diesel GNL Elico Geotermia Solar

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2024

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CMg

[USD

/MW

h]

Costos Marginales del SING

Crucero 220 kV


Versin: Definitivo


Como primera medida para evaluar el efecto de la interconexin sobre el sistema de transmisin del SING, se modelan ambos sistemas elctricos conectados por una lnea de transmisin, de manera que el software de optimizacin de la operacin resuelva el problema matemtico con ambos sistemas acoplados, es decir, optimiza el uso del agua de los embalses del SIC, considerando todo el parque generador del SING disponible.

Para la modelacin del SING, se considera el Escenario Base, mientras que para modelacin del SIC se considera lo sealado en la Seccin 9.7.

El costo marginal de largo plazo se presenta en el Grfico 8:

Grfico 8: Costos Marginales Esperados Escenario de Interconexin Centro.

3.1.3.3 Escenarios de Interconexin SING SIC Costa

Este Escenario considera que a partir del mes de enero del ao 2019 se materializa el proyecto de Interconexin SING-SIC, considerando para ello una lnea de transmisin de 2x500 kV de 1500 MVA por circuito, conectada en la subestacin Kapatur.

Como primera medida para evaluar el efecto de la interconexin sobre el sistema de transmisin del SING, se modelan ambos sistemas elctricos conectados por una lnea de transmisin, de manera que el software de optimizacin de la operacin resuelva el problema matemtico con ambos sistemas acoplados, es decir, optimiza el uso del agua de los embalses del SIC, considerando todo el parque generador del SING disponible.

Para la modelacin del SING, se considera el Escenario Base, mientras que para modelacin del SIC se considera lo sealado en la Seccin 9.7.


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2018

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CMg

[USD

/MW

h]Costos Marginales del SING

Crucero 220 kV Cardones 220 kV


Versin: Definitivo


Grfico 9: Costos Marginales Esperados Escenario de Interconexin Costa.

3.1.3.4 Escenario Collahuasi

Este Escenario considera un aumento de demanda de Minera Collahuasi durante los aos 2020 y 2021, adicional a lo informado por esta empresa, es decir, entrada de un bloque de 150 MW durante el 2020 y otros 190 MW durante el 2021. Con este Escenario se espera visualizar los efectos sobre el sistema de transmisin que trae consigo la conexin de esta demanda, y determinar las obras de transmisin necesarias para la correcta operacin del SING en el largo plazo. Cabe destacar que el plan de obras de generacin que se considera en este escenario adelanta la entrada de proyectos de generacin de forma de mantener el costo marginal en un valor cercano a los 80 USD/MWh.


Grfico 10: Costos Marginales Esperados Escenario Collahuasi.

3.1.3.5 Escenario de Interconexin SING SADI

En este Escenario se realiza la Interconexin entre el SING y el Sistema Argentino de Interconexin, SADI, a partir del ao 2016. Para ello se modela el SADI como un retiro constante de energa ubicado fsicamente en la Subestacin Andes. La transferencia de potencia que se evala corresponde a 250 MW en sentido desde SING hacia SADI.

El objetivo de este Escenario es verificar si el desarrollo del sistema de transmisin del SING en el largo plazo es suficiente, o si se requiere la recomendacin de obras adicionales o bien adelantar obras proyectadas dentro del horizonte de planificacin. Adems, al igual que en el Escenario Collahuasi, el plan

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Crucero 220 kV Cardones 220 kV

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CMg

[USD

/MW

h]


Crucero 220 kV


Versin: Definitivo


de obras de generacin de este escenario adelanta la entrada de proyectos de generacin para mantener el costo marginal cercano a los 80 USD/MWh.

Grfico 11: Costos Marginales Esperados Escenario de Interconexin SING SADI.

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2018

2020

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2024

2026

2028

2030

CMg

[USD

/MW

h]


Crucero 220 kV


Versin: Definitivo


3.1.4 Disponibilidad y Precio de Combustibles

La disponibilidad de los combustibles del SING utilizados para la simulacin de la operacin corresponde a lo siguiente:

Ao 2015. Disponibilidad informada para diciembre del ao 2014 por E-CL para las unidades U16 y TG3. Disponibilidad observada para 2014 para la unidad CTM3, operada por Norgener (15 das a Mnimo Tcnico). Disponibilidad informada por Gas Atacama para sus unidades CC1 y CC2 (0% disponibilidad).

Ao 2016. 100% disponibilidad para las unidades U16 y TG3, de E-CL. Unidad CTM3, misma disponibilidad que 2015. 50% disponibilidad para unidades CC1 y CC2 de Gas Atacama.

Ao 2017 en adelante. 100% disponibilidad de GNL para todas las unidades del SING (salvo CTM3 que se retira del SING).

Cabe mencionar que todas las unidades consideradas en el plan de obras de generacin, que utilizan combustible GNL, cuentan con 100% de disponibilidad de combustible en todo el horizonte de simulacin.

Los precios de los combustibles corresponden a lo informado por la Comisin en su Informe Tcnico Definitivo de Precio de Nudo de Abril 2014.

En el Grfico 12 se presenta la evolucin de las bandas de precio de los principales combustibles del SING para el periodo 2015 - 20294

.

Grfico 12: Evolucin de banda de precios de combustibles en el SING.

4 Para el Caso del GNL, la Comisin Nacional de Energa considera en su Informe Tcnico un nico valor para este combustible.

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Banda de Precio del Carbn(USD/Ton)

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Precio del GNL(USD/MMBTU)

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2026

2027

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Banda de Precio del Diesel(USD/Ton)

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2024

2025

2026

2027

2028

2029

Banda de Precio del Fuel Oil(USD/Ton)


Versin: Definitivo


3.2 SISTEMA INTERCONECTADO CENTRAL

Para la modelacin del SIC se utiliza como base la informacin contenida en la versin definitiva del Informe Tcnico de Precio de Nudo de Abril 2014, emitido por la Comisin, considerando proyecciones de demanda, oferta de generacin, evolucin del sistema de transmisin, estadstica hidrolgica y disponibilidad y precios de combustibles.

Mayores detalles e informacin se encuentran en la Seccin 9.7.


Versin: Definitivo


4. ANLISIS DE SUFICIENCIA DE LARGO PLAZO DEL SING - DIAGNSTICO

4.1 ASPECTOS GENERALES

A partir de las bases sealadas en el Captulo 3, se modela el SING y se simula la operacin econmica esperada para el periodo 2015 2029. Para efectos de identificar aquellas instalaciones del sistema de transmisin que presentan limitaciones o congestiones, o bien para determinar los flujos esperados mximos por las instalaciones del sistema de transmisin, se utiliza una metodologa de diagnstico que consiste, en primer lugar, en la definicin de escenarios de oferta y demanda que permitan representar adecuadamente el desarrollo del SING en un horizonte de 15 aos.

Como segundo paso, se obtienen curvas de duracin de los flujos de potencia por las lneas a partir de los resultados de las simulaciones de la operacin realizadas en el software Plexos. Si bien, para efectos de anlisis se realizan curvas de duracin para cada lnea de transmisin y para cada uno de los escenarios presentados en la Seccin 3.1.3, inicialmente slo se presentan en Anexos de este informe los grficos correspondientes a la simulacin del Escenario Base. Slo en aquellos casos en los cuales la magnitud de los flujos por una lnea de transmisin vare significativamente de un escenario a otro, se presentan grficos correspondientes a dicho Escenario.

Tercero, y con el fin de complementar el diagnstico, se realizan estudios elctricos de flujos de potencia en el software DigSilent Power Factory, de manera de identificar aquellas lneas del sistema de transmisin en los cuales una contingencia simple pueda desencadenar la sobrecarga de otros tramos en la red para algunos escenarios especficos de operacin, es decir, se verifica el comportamiento del sistema bajo criterio de seguridad N-1. Por otra parte, a partir de estos estudios se identifican los requerimientos de potencia reactiva en el sistema elctrico, necesarios para mantener los niveles de tensin del sistema cumpliendo los estndares de calidad de servicio exigidos por la NT en estado normal de operacin, y en estado de alerta en caso de alguna contingencia en una lnea de transmisin. Cabe destacar que el alcance de los estudios elctricos es slo identificar problemas que se presentaran en la operacin del sistema, y no realizar una evaluacin econmica de un proyecto de transmisin en particular, por lo que el horizonte de anlisis abarca slo el periodo comprendido entre los aos 2015 y 2021. Sin perjuicio de lo anterior, para todas las obras propuestas se verifica el cumplimiento de NT para todo el horizonte.

Como paso siguiente, para aquellas instalaciones de transmisin que presentan limitaciones, en el Captulo 5 se presentan alternativas de proyectos (obras de transmisin) que permitan dar solucin a los problemas detectados, y en aquellos casos en que se dispone de ms de una alternativa de expansin para levantar una misma restriccin, se comparan econmicamente en trminos de su valor de inversin, escogindose la solucin de menor costo. Finalmente, con las alternativas de expansin propuestas para levantar las restricciones de transmisin, se realizan simulaciones de la operacin con el fin de determinar la fecha ptima de entrada de los proyectos de transmisin, con el fin de minimizar los costos de inversin, operacin y falla del sistema, y se determina el beneficio neto que cada obra de expansin genera, con respecto a la situacin sin proyecto5

Finalmente, y con el objeto de presentar los anlisis y propuestas de manera ms clara y ordenada, se establecen 3 zonas o subsistemas dentro del SING, definidas de acuerdo a la ubicacin geogrfica de las

.

5 En la mayora de las ocasiones la situacin sin proyecto es inviable tcnicamente, por lo que la evaluacin econmica inicial se realiza mediante comparacin de los valores de inversin entre las alternativas de solucin tcnicamente factibles, para luego slo ajustar la fecha de entrada de un proyecto a partir de la comparacin entre el ahorro de costos de operacin y falla, versus el costo de inversin de los proyectos.


Versin: Definitivo


instalaciones y al enmallamiento o enlaces existentes entre ellas. Las zonas definidas para tal efecto son las siguientes:

Zona Norte. Comprendida por las lneas y subestaciones que se encuentran geogrficamente ubicadas hacia el norte de las subestaciones Crucero y Encuentro.

Zona Centro. Comprendida por las lneas y subestaciones del sector Tocopilla y Chuquicamata, as como por aquellas instalaciones que conforman el enlace o anillo a travs de las siguientes subestaciones: Crucero, Encuentro, Laberinto, El Tesoro, Esperanza, El Cobre.

Zona Sur-Cordillera. Comprendida por las instalaciones que permiten el abastecimiento de las subestaciones Zaldvar, Escondida, Domeyko, OHiggins y Mejillones, as como de la ciudad de Antofagasta.

Cabe destacar que las zonas Centro y Sur-Cordillera se encuentran conectadas entre s en diversos puntos del Sistema, por lo cual estas dos zonas deben contar con ciertos anlisis y diagnsticos compartidos.

Segn se presenta en el Grfico 2, la demanda actual del SING se encuentra repartida de la siguiente forma entre las zonas geogrficas descritas anteriormente:

42% en la Zona Centro.

38% en la Zona Sur-Cordillera.

20% en la Zona Norte.

Por su parte, la generacin se encuentra concentrada, principalmente en barras y subestaciones de las zonas Centro (Tocopilla, Norgener) y Sur-Cordillera (Angamos, Atacama, Chacaya, adems de Cochrane y Kapatur a partir del ao 2016).

Figura 3: Identificacin de zonas del SING considerando instalaciones de 220 kV.

Carbn Tarapac 1 y 2Kelar 1 y 2

Carbn Mejillones 1 y 2Encuentro

Atacama

Domeyko

Nueva Zaldvar

Escondida

Chacaya

Tocopilla

Norgener

El Cobre

LaberintoAngamos

Chuquicamata

Salar

Mejillones GNL 1 y 2 BCochrane 1 y 2A

B

CA

C

OHiggins

Mejillones

N. Encuentro

Coloso

Proyecto de generacin

En construccin N. Proyecto

Lagunas

Sistema Troncal Actual

Tarapac

D

D

Proyecto de Transmisin

Capricornio

EsmeraldaSulfuros

Esperanza

El Tesoro

Collahuasi

Parinacota

Pozo AlmonteCndores

En construccin - Ampliacin

Zona Norte

Zona Centro

Zona Sur-Cordillera

E Enlace

E

Crucero

Nueva Crucero-Encuentro

Cochrane


Versin: Definitivo


4.2 ANLISIS DE CAPACIDAD Y CONFIGURACIN DE BARRAS EN SUBESTACIONES

4.2.1 Anlisis de Capacidad de Barras

4.2.1.1 Capacidad de Barras S/E Crucero

Dado el rol fundamental que juega la S/E Crucero sobre la seguridad de suministro del SING, se realiza un anlisis detallado respecto a la capacidad de barras y al impacto que tiene la cantidad de paos y nivel de enmallamiento de esta subestacin sobre la operacin segura del SING.

Estos anlisis y las respectivas recomendaciones de expansin se presentan en detalle en el Captulo 5.

4.2.1.2 Capacidad de Barras S/E Encuentro

El anlisis desarrollado para la S/E Encuentro consiste en determinar los flujos mximos por cada tramo de barra para las distintas combinaciones de conexin, falla y flujos por las lneas que se conectan a dicha subestacin.

De acuerdo con los resultados obtenidos slo se podran presentar futuras sobrecargas en las barras de S/E Encuentro en condiciones en que los flujos por el tramo Crucero Encuentro superen los 520 MW. Sin embargo lo anterior, dicha condicin operacional no se presentara en el mediano plazo en el SING bajo los supuestos considerados en este Informe de Expansin. Ms an, la actual capacidad del tramo Crucero Encuentro no supera los 366 MVA.

Slo a partir de la puesta en servicio de la ampliacin a 1000 MVA del tramo 220 kV Crucero Encuentro (03/2016) se podran superar los 500 MVA por este tramo, sin embargo, dichas condiciones no se presentaran bajo los supuestos de expansin base considerados en este estudio, y slo se presentaran en el escenario de Interconexin Centro, de acuerdo a los anlisis presentado en la Seccin 4.4.

Por ltimo, de acuerdo al proyecto de expansin decretado S/E Nueva Crucero Encuentro en el DS N201-2014 proyectado para el mes de Marzo 2018, los enlaces desde esta nueva subestacin con las S/E Crucero y Encuentro tendran una capacidad de 500 MVA (2x500), lo que limitara nuevamente la capacidad del tramo entre subestaciones Encuentro y Crucero a 500 MVA, evitando posibles sobrecargas de barra.

En base a lo anterior, se recomienda postergar la decisin de proponer una obra de ampliacin asociada con la capacidad de barras de S/E Encuentro, hasta tener mayor certeza respecto del punto de conexin de la Interconexin, y del proyecto final S/E Nueva Crucero Encuentro que se encuentra en proceso de licitacin.

Respecto de la definicin de la obra de ampliacin que se debiese seguir analizando en procesos posteriores, esta no necesariamente correspondera a ampliar la capacidad de barras de S/E Encuentro, y podra corresponder a la construccin de una nueva lnea de 500 MVA entre las S/E Nueva Crucero Encuentro (Futura) y Encuentro, dependiendo de los costos de inversin asociados a las distintas alternativas de expansin y del riesgo operacional que involucre cada alternativa al momento de intervenir instalaciones.

Los resultados de este anlisis se presentan en la Seccin 9.10.

4.2.1.3 Capacidad de Barras SS/EE Tarapac, Lagunas y Atacama

De la misma forma como se ha desarrollado para las barras de SS/EE Crucero y Encuentro, el anlisis de capacidad de barras que se realiza para SS/EE Tarapac, Lagunas y Atacama consiste en determinar los flujos mximos por cada tramo de barra para las distintas combinaciones de conexin, falla y flujos por las lneas que se conectan a dichas subestaciones.


Versin: Definitivo


De acuerdo con los resultados obtenidos, no existen condiciones operacionales bajo las cuales se presenten sobrecargas en los tramos de barra de las SS/EE analizadas.

Los resultados de este anlisis se presentan en la Seccin 9.10.

4.2.2 Anlisis de la Configuracin de Barras en Subestaciones

El objetivo del presente anlisis es verificar el cumplimiento del Artculo 3-24 de la NT, en lo que se refiere a la redundancia de interruptores, de manera de realizar el mantenimiento de dichos equipos, manteniendo en operacin las instalaciones protegidas (lneas, transformadores u otros equipos), y proponer obras de normalizacin que permitan dar cumplimiento a lo estipulado en la mencionada Norma.

El anlisis se realiza, en primer lugar, levantando la informacin tcnica de las subestaciones del SING, tal como diagramas unilineales y planos de subestaciones del SING; en segundo lugar, determinando los flujos de potencia por lneas y la participacin de los retiros en el uso de dichas instalaciones, mediante GLDF; en tercer lugar, se determina el subconjunto de instalaciones que deben ser normalizadas; y finalmente, se proponen obras concretas para llevar a cabo dicha normalizacin, cada propuesta incluida en este informe es acompaada de una ficha donde se presentan las razones por las cuales se propone su normalizacin, la descripcin general de las labores a realizar y una valorizacin estimativa de dichas labores y los equipos necesarios.

Las obras de normalizacin se centran en aquellas subestaciones del SING que se encuentran en subsistemas radiales, tienen configuracin de barra simple y sirven para el abastecimiento de clientes regulados.

Las subestaciones del SING analizadas en el marco de esta revisin son las siguientes:

Tabla 6: Subestaciones del Sistema de Transmisin del SING analizadas.

Nombre Sistema de Transmisin Nombre Sistema de Transmisin Tarapac Troncal Salar Adicional Lagunas Troncal Chuquicamata Adicional Crucero Troncal Tocopilla Adicional

Encuentro Troncal Esperanza Adicional Atacama Troncal El Tesoro Adicional

Parinacota Subtransmisin Chacaya Adicional Cndores Subtransmisin Mejillones Adicional

Pozo Almonte Adicional OHiggins Adicional Esmeralda Subtransmisin Domeyko Adicional Collahuasi Adicional Sulfuros Adicional Tocopilla Adicional Escondida Adicional Laberinto Adicional Zaldvar Adicional

Andes Adicional Nueva Zaldvar Adicional El Cobre Adicional Mantos Blancos Adicional

A partir de la revisin descrita anteriormente, se determina un subconjunto de subestaciones en las cuales existen paos de lnea que deben ser sometidas a normalizacin, stas son:


Versin: Definitivo


Tabla 7: Subestaciones con paos de lnea por normalizar.

Nombre Sistema de Transmisin Parinacota Subtransmisin Cndores Subtransmisin

Pozo Almonte Adicional Esmeralda Subtransmisin

A continuacin se presenta un resumen de las obras propuestas para llevar a cabo la normalizacin de las subestaciones del SING:

Tabla 8: Obras recomendadas para normalizacin de Subestaciones propuestas.

N Obra de Normalizacin Plazo

Constructivo Construccin

VI Ref. AVI

Comentario Miles de USD

1 Ampliacin S/E Parinacota 24 Inmediata 3,316 405 Nueva Barra de Transferencia

2 Ampliacin S/E Cndores 27 Inmediata 3,689 451 Nueva Barra de Transferencia y pao de lnea Tarapac Cndores

3 Ampliacin S/E Pozo Almonte 26 Inmediata 3,405 416 Nueva Barra de Transferencia

4 Ampliacin S/E Esmeralda 24 Inmediata 3,762 460 Nueva Barra de Transferencia

El detalle de la metodologa, proyectos y su valorizacin itemizada se encuentra en el Anexo 9.3.


Versin: Definitivo


4.3 ANLISIS ESCENARIO BASE Y PROPUESTA DE OBRAS COMUNES

4.3.1 Suficiencia en lneas que abastecen la zona cordillera

Los flujos de potencia por las lneas que abastecen la zona cordillera dependen, principalmente, de los crecimientos de demanda proyectados por Minera Escondida (OGP1, Desaladora Coloso) y por Minera Zaldvar.

Tabla 9: Demanda informada (MW) nuevos proyectos zona cordillera

Ao Minera Escondida Minera Zaldvar

OGP1 Desaladora Coloso Zaldvar 2014 95 0 0 2015 160 0 0 2016 130 55 0 2017 130 160 0 2018 130 130 0 2019 140 150 110 2020 140 200 110

En la Tabla 9 se presentan los crecimientos de demanda informados para estos nuevos proyectos, mientras que en la Figura 4 se presentan en forma grfica los proyectos de generacin, transmisin y consumo que Minera Escondida inform en construccin o est promoviendo para abastecer sus crecimientos de demanda de manera segura. Estos proyectos de generacin y transmisin se presentan con ms detalle en la Tabla 10.

Tabla 10: Obras de generacin y transmisin en construccin y proyectados, clientes libres zona cordillera

N Transmisin Capacidad (MVA) Ao Estado 1 SVC S/E Domeyko 120 2015 Construccin 2 Seccionamiento Lneas 2x220 kV Atacama - Domeyko en S/E O'Higgins - 2016 Construccin 3 Seccionamiento Lneas 2x220 kV Angamos - Laberinto (S/E Kapatur) - 2016 Construccin 4 Lnea 2x220 kV Kapatur - O'Higgins, circuito 1 840 2016 Construccin 5 Lnea 2x220 kV Kapatur - O'Higgins, circuito 2 840 2016 Construccin 6 Nueva Lnea 1x220 kV O'Higgins - Coloso, circuito 1 245 2017 Construccin N Generacin Capacidad (MVA) Ao 1 Kelar 516 2016 Construccin


Versin: Definitivo


Figura 4: Sistema de transmisin zonas centro y sur-cordillera. Instalaciones existentes, en construccin y

proyectadas.

Los proyectos de generacin, transmisin y consumo mencionados afectan considerablemente sobre los flujos esperados por las lneas que abastecen a la zona cordillera, y por lo tanto fueron considerados para los anlisis y recomendaciones de expansin esta zona.

Lnea 220 kV Chacaya Mejillones

De acuerdo con los resultados de las simulaciones de la operacin presentados en la Seccin 9.6, se puede observar que los flujos de potencia por la lnea 1x220 kV Chacaya - Mejillones, no superan en el largo plazo los lmites de transmisin de esa Lnea. De hecho, los flujos de potencia por esta Lnea no superan los 260 MW para el ao 2020 en el Escenario Base, valor inferior a la capacidad trmica mxima de esta lnea que corresponde a 365 MVA. Si bien, los crecimientos de demanda informados para la zona cordillera afectan los flujos esperados, la conexin de la central Kelar inyectando potencia prcticamente de manera directa a travs de las Lneas Kapatur OHiggins en S/E OHiggins, permite relajar los flujos por esta lnea.

Sin embargo, en aquellos escenarios en que se alcanzan los mximos flujos por la lnea, se debe revisar la suficiencia de sta, ante contingencias en otras instalaciones.

Los casos crticos para esta lnea se presentan para la siguiente condicin de operacin:

Crucero

Encuentro

Atacama

Domeyko

Nueva Zaldvar

Escondida

Chacaya

Norgener

El Cobre

Laberinto

Angamos

ChuquicamataSalar

Kelar2Cochrane 1 y 21

2

3 Carbn Mejillones 1 y 24 Atacama GNL

1

3

OHiggins

Mejillones

N. Encuentro

Coloso

Proyecto de generacin

En construccin Ampliacin TroncalEn construccin Nuevo proyecto Troncal

Proyectos Instalaciones Adicionales

Cochrane

En construccin Instalacin adicional

N. CruceroEncuentro

Kapatur (ex Enlace)

4Kelar

OGP1SVCEscondida

Mantos Blancos

Tocopilla

LagunasTarapac

Parinacota

CndoresCollahuasi

Nueva Quebrada Blanca

Pozo Almonte

Capricornio

Alto NorteAntofagasta

Esmeralda

5

5 Carbn Tarapac


Versin: Definitivo


Escenarios de baja generacin en S/E Kapatur (Baja generacin Angamos y Kelar). Mxima generacin en S/E Chacaya. Contingencia en alguna de las lneas que salen desde S/E Chacaya, siendo la ms crtica la

contingencia en la Lnea 220 kV Chacaya Mantos Blancos.

Tabla 11: Flujos de potencia lnea 220 kV Chacaya Mejillones, normal y con contingencia en Lnea 220 kV Chacaya Mantos Blancos

Ao Instalacin Normal Contingencia

Crtica Comentario 2016 Lnea 220 kV Chacaya Mejillones 290 360 - 2018 Lnea 220 kV Chacaya Mejillones 250 310 Flujos bajan por desconexin central CTM3 del sistema. 2020 Lnea 220 kV Chacaya Mejillones 250 310 Flujos bajan por desconexin central CTM3 del sistema.

Del anlisis de contingencia para el escenario crtico presentado en la Tabla 11, se puede concluir que esta lnea no presentara problemas de suficiencia en estado normal o contingencia de alguna instalacin, por lo que se cumplira el criterio de seguridad N-1 sin necesidad de ampliacin.

Lnea 220 Mejillones OHiggins

En la Tabla 12 se presentan las capacidades de la lnea 220 kV Mejillones OHiggins Domeyko, las cuales, en conjunto con los resultados de las simulaciones de largo plazo, sern utilizadas para identificar en qu momento del horizonte de planificacin se presentaran congestiones por suficiencia.

Tabla 12: Capacidad de transmisin actual para lnea 220 kV Mejillones - O'Higgins - Domeyko

Instalacin Capacidad trmica (MVA) Capacidad por

TC (MVA) Capacidad

Instalacin (MVA)

Lnea 220 kV Mejillones - O'Higgins 260 304 260 Tramo 220 kV O'Higgins Palestina 246 365 246 Tramo 220 kV Palestina Domeyko 246 365 246

De los resultados de las simulaciones de la operacin de largo plazo presentados en la Seccin 9.6, se observa que los flujos de potencia, en condiciones normales de operacin, por la lnea 220 kV Mejillones OHiggins superaran los 260 MW el ao 2016 para algunos escenarios crticos de operacin. En base a lo anterior, se superaran la capacidad mxima de esta lnea en condiciones particulares de operacin.

A pesar de lo anterior, al igual que para la lnea 220 kV Chacaya Mejillones, la entrada de la central Kelar y la futura desconexin del sistema de la central CTM3 relajaran los flujos de potencia por esta lnea a niveles mximos proyectados para el horizonte 2017-2023 de 230 MW.

Si bien el problema de suficiencia de esta lnea desaparece bajo las condiciones anteriores con la entrada en servicio de central Kelar, y la desconexin de la CTM3, se debe analizar el cumplimiento del criterio de seguridad N-1, para lo cual se hace necesario verificar que ante una contingencia no se supere la capacidad mxima de esta lnea.

Para verificar el cumplimiento del criterio N-1, el caso crtico considerado para esta lnea se presentan en la siguiente condicin de operacin:

Escenarios de baja generacin en S/E Kapatur (Baja generacin Angamos y Kelar). Mxima generacin en S/E Chacaya. Contingencia en alguna de las lneas que salen desde S/E Chacaya, siendo la ms crtica la

contingencia en la Lnea 220 kV Chacaya Mantos Blancos.


Versin: Definitivo


Tabla 13: Flujos de potencia (MVA) Lnea 220 kV Mejillones OHiggins, normal y con contingencia en Lnea 220 kV Chacaya Mantos Blancos.

Ao Instalacin Normal Contingencia

Crtica Comentario 2016 Lnea 220 kV Mejillones OHiggins 250 (94%) 310 (120%) - 2016 Lnea 220 kV OHiggins Palestina - Domeyko 145 150 -

2017 Lnea 220 kV Mejillones OHiggins 220 275(105%) 6 Flujos bajan por desconexin central CTM3 del sistema.

2017 Lnea 220 kV OHiggins Palestina - Domeyko 140 144

2020 Lnea 220 kV Mejillones OHiggins 205 275(105%) Flujos bajan por desconexin central CTM3 del sistema. 2020 Lnea 220 kV OHiggins Palestina - Domeyko 175 178

De los resultados presentados en la Tabla 13 se puede verificar que el ao crtico de sobrecarga ante contingencia para la lnea 220 kV Mejillones OHiggins corresponde al ao 2016 (20% de sobrecarga), antes de la entrada de la central Kelar y la desconexin de la central CTM3, sin embargo, esta sobrecarga se presentara puntualmente durante ese ao, y disminuira considerablemente en el horizonte 2017-2020 (5% de sobrecarga). En base a lo anterior, en trminos netamente tcnicos sera necesario ampliar la capacidad de la lnea 220 kV Mejillones OHiggins, a pesar del aporte que generan las soluciones de transmisin de Minera Escondida sobre la seguridad de suministro de la zona sur-cordillera.

Si bien, en trminos tcnicos sera necesaria esta ampliacin, estara sujeta a la evaluacin econmica que se presenta en la Seccin 6, dado que los niveles de sobrecarga ante contingencia son bajos despus del ao 2016, y adems se presentaran para condiciones muy puntuales de operacin. Por consiguiente, y en caso que la ampliacin no sea recomendable econmicamente, se podra reconfigurar el EDAG por contingencia especfica de desconexin de generacin conectado en S/E Chacaya, con el fin de que estuviese disponible en las condiciones de operacin particulares mencionadas anteriormente, con el fin de no restringir la operacin del sistema por criterio de seguridad N-1.

Por consiguiente, dado el bajo nivel de sobrecarga en esta lnea para las contingencias y escenarios de operacin mencionados, tcnicamente se recomienda slo una ampliacin:

Ampliacin de la Lnea 220 kV Mejillones OHiggins, ao 2016.

Finalmente, cabe destacar que con la obra de transmisin recomendada en la Seccin 4.3.2, Nueva Lnea 1x220 kV Kapatur Cochrane, se eliminara esta condicin crtica de operacin y sobrecarga de la lnea Mejillones OHiggins ante contingencia. Lo anterior, a consecuencia de que se eliminara la condicin operacional de baja generacin en S/E Kapatur, por lo que no se requerira un aumento de capacidad del tramo 220 kV Mejillones OHiggins.

Actual lnea OHiggins Palestina Domeyko y Futura lnea 220 OHiggins Domeyko

Con el seccionamiento de las Lneas 220 kV Atacama Domeyko en S/E OHiggins declarado en construccin por Minera Escondida, la actual lnea 220 kV OHiggins Palestina Domeyko quedara en paralelo con la seccin OHiggins Domeyko de las actuales Lneas 220 kV Atacama Domeyko 1 y 2, por lo cual sern analizadas en conjunto.

6 Esta sobrecarga se eliminara con el proyecto propuesto en la Seccin 4.3.2, Nueva Lnea 1x220 kV Kapatur Cochrane.


Versin: Definitivo


En la Tabla 14 se presentan las capacidades de la lnea 220 kV Mejillones OHiggins Domeyko, las cuales, en conjunto con los resultados de las simulaciones de largo plazo, sern utilizadas para identificar en qu momento del horizonte de planificacin se presentaran congestiones por suficiencia.

Tabla 14: Capacidad de transmisin actual para lnea 220 kV O'Higgins - Palestina Domeyko y lneas 220 kV Atacama Domeyko.

Instalacin Capacidad trmica (MVA) Capacidad por

TC (MVA) Capacidad

Instalacin (MVA) Lneas 220 kV Atacama - Domeyko 1 y 2 (Futura

Lnea 220 kV OHiggins Domeyko 1 y 2) 246 365 246

Tramo 220 kV O'Higgins Palestina 246 365 246

Tramo 220 kV Palestina Domeyko 246 365 246

De los resultados de las simulaciones de la operacin de largo plazo presentados en la Seccin 9.6, se observa que los flujos de potencia por la lnea 220 kV OHiggins Palestina Domeyko, en condiciones normales de operacin, no superan su capacidad mxima al ao 2021, alcanzando como mximo los 215 MW para algunos escenarios crticos de operacin que se generan posteriormente a la entrada en servicio de los proyectos de Minera Zaldvar (Ao 2019). En el caso de las lnea 220 kV OHiggins Domeyko 1 y 2 de la actual Lnea 220 kV Atacama Domeyko 1 y 2, no se supera la capacidad mxima conjunta de estas lneas al ao 2021, alcanzando como mximo los 136 MW por circuito para algunos escenarios crticos de operacin que se generan posteriormente a la entrada en servicio de los proyectos de Minera Zaldvar (Ao 2019).

En base a los resultados anteriores, no habra problemas de suficiencia de estas lneas en estado normal de operacin en el horizonte 2015-2021. Sin embargo, en aquellos escenarios en que se alcanzan los mximos flujos por estas lneas, se debe revisar la suficiencia ante contingencias en otras instalaciones, con el fin de verificar el cumplimiento del estndar de seguridad N-1.

Para verificar el cumplimiento del criterio N-1, el caso crtico considerado para esta lnea se presentan en la siguiente condicin de operacin:

Mxima generacin en S/E Kapatur (Alta generacin Angamos y Kelar). Mxima generacin en S/E Chacaya. Generacin despachada en S/E Atacama. Contingencia en lneas paralelas, Lnea 220 kV OHiggins Palestina Domeyko, o Lneas 220 kV

OHiggins Domeyko 1 o 2.

Tabla 15: Flujos de potencia (MVA) lnea 220 kV OHiggins - Domeyko, normal y con contingencia en lneas paralelas.

Ao Instalacin Normal Contingencia lnea

paralela Comentario 2018 Lnea 220 kV OHiggins Domeyko 1 o 2 123 175 (70%)

- 2018 Lnea 220 kV OHiggins Palestina - Domeyko 190 234 (94%) 2019 Lnea 220 kV OHiggins Domeyko 1 o 2 149 207 (84%)

Entrada proyectos Minera Zaldvar 2019 Lnea 220 kV OHiggins Palestina - Domeyko 226(91%) 283(114%)

De los resultados presentados en la Tabla 15 se puede verificar que el ao 2019 se presenta una sobrecarga del 14% en la lnea 220 kV OHiggins Palestina Domeyko ante contingencia en alguna de las Lneas 220 kV OHiggins Domeyko 1 o 2, dicha sobrecarga coincide con la entrada en operacin de los proyectos


Versin: Definitivo


informados por Minera Zaldvar. Por consiguiente, en trminos netamente tcnicos, es necesario ampliar la capacidad de la lnea 220 kV OHiggins Palestina - Domeyko, o la construccin de una nueva lnea hacia Domeyko coincidente con la entrada de los proyectos de consumo informados por Minera Zaldvar, con el fin de evitar futuras restricciones operativas para el cumplimiento del criterio de seguridad N-1 en transmisin. Sin embargo, estas propuestas debern ser analizadas econmicamente en trminos del ahorro en costos de operacin, al evitar que el sistema opere con la restriccin menci

Expansion Sistema Transmision Del SING Def

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