FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA · 2019. 4. 7. · 3.3. Densida de carga eléctrica 2 d 5 3.3.1....

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

PROGRAMA DIGITAL PARA EL PRONOSTICO DE CARGA

ELÉCTRICA ESPACIAL

TESIS PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE

INGENIERO ELÉCTRICO

LUIS FERNANDO ARIAS ROMÁN

QUITO, MARZO DEL 2000

DEDICATORIA

Al Gran Realizador de todas las cosasf quienhace posible que podamos maravillamos cada

día con el milagro de la vida y delconocimiento.

A mis Padres por su. apoyo incondicional,A Alexita por estar siempre presente.

AGRADECIMIENTO

A la Escuela Politécnica Nacional por todoslos conocimientos brindados a través de los

años de vida universitaria.A todos mis compañerosr amigos y hemianos,

por compartir parte de sus vidas.A los Ings. Roberto Guerra y José Herrera por

abrirme las puertas al plano profesional.A los Ings. de la Empresa Eléctrica Quito.

Un agradecimiento muy especial allng* MillónToapantaf Director de Tesis, que gracias a su

apoyo técnico y moral hizo posible larealización de esta Tesis.

Certifico que la presente tesis fue

realizada en su totalidad por:

Arias Román Luis Fernando.

^x^-fag-jVIü to n/T qapjjita-Oy o sDIRECTOR DE TESIS

ÍNDICE

CAPÍTULO í

GENERALIDADES „ 1

1.1. Introducción , 2

1.2. Objetivo 4

1.3. Alcance 4

CAPITULO II

Comportamiento de la carga eléctrica de los consumidores 6

2.1. Análisis del uso final de la energía eléctrica 7

2.2. Curvas de carga eléctrica 10

3.3. Densidad de carga eléctrica 25

3.3.1. La densidad de carga varía con la Idealización 26

3.4. Expansión del sistema de Distribución basada en el crecimiento de carga

eléctrica espacial 28

3.4.1. La distribución espacial de carga define las necesidades del sistema

de Distribución 28

3.4.2 Extensión del sistema de mecanismos que conducen el crecimiento de

la carga 29

3.5. Curvas de crecimiento de carga eléctrica 30

3,5.1 Crecimiento de carga espacial y la curva característica "S" 31

CAPITULO IV

Modelo de pronóstico de carga eléctrica espacial 34

4.1. Descripción general del programa de pronóstico de carga eléctrica

espacial (MPCES) 35

4.2. Pronóstico de carga 35

4.2.1 Pronóstico de carga mediante proyección de cargas históricas 36

4.2.2 Nuevas técnicas de pronóstico de carga 38

4.3. Parámetros del modelo de pronóstico de carga 41

4.3.1 Uso futuro de la tierra 41

4.3.2 Requerimientos eléctricos futuros de carga y clasificación del uso de la

tierra 43

4.3.3 Técnicas de saturación de la tierra aplicada a la distribución de la

población en mícroáreas urbanas para la estimación de consumos 45

4.3.4 Métodos para la fijación del factor de saturación por microáreas 47

4.3.4.1 Determinación del factor de saturación por microárea 47

4.3.4.2 Método Directo .' 47

4.3.4.3 Método Indirecto 49

4.4. División del área de estudio 50

4.4.1 División por microáreas 50

4.5. Fuente y extracción de datos 52

4.6. Información proporcionada por el modelo de pronóstico de carga 53

4.7. Restricciones al modelo de pronóstico de carga 54

CAPÍTULO V

Aplicación del modelo de pronóstico de carga eléctrica espacial 56

5.1. Estructura de la base de datos del programa (MPCES) 57

5.1.1 Definición de campos y registros 58

5.2. Área de estudio 63

5.3. Aplicaciones matemáticas de cálculo aplicadas al Programa de pronóstico de

carga (MPCES) 65

5.4. Uso de los formularios y módulos de ingreso de datos del programa

(MPCES) 69

5.5. Uso de los formularios y módulos de resultados del programa (MPCES) 75

5.5.1. Resultados del programa para el área total de servicio del primario

57A, de la subestación Pomasqui 80

5.6. Análisis de los resultados obtenidos mediante el modelo de pronóstico

de caraa 84

CAPITULO VI

Conclusiones y Recomendaciones 89

6.1.- Conclusiones 90

6.2.-Recomendaciones 92

Referencias Bibliográficas 93

Anexos. 96

Anexo 1: Manual de usuario del programa MPCESvl.O.

Anexo 2: Bases de Datos incorporadas al programa MPCESvl.O

Anexo 3: ; Pantallas de resultados del programa MPCESvl.O

Anexo 4: Códigos de programación de formularios y módulos del programa

MPCESvl.O

Anexo 5: Diagrama de Flujo y lógica de programación.

Anexo 6: Mapa digitalizado del área de servcio del primario 57A, de la

S ubestaciónPomasqui.

PROGRAMA DIGITAL PARA EL PRONÓSTICO DE CARGA ELÉCTRICA ESPACIAL

1.1. INTRODUCCIÓN

Uno de los propósitos fundamentales en los sistemas de distribución, es determinar una

ordenada expansión del sistema actual, para satisfacer adecuadamente la demanda futura y

pronosticar también el presupuesto necesario para la planificación financiera.

El contar con proyecciones de MW (ó kW) y GWh (ó MWh), es decir tanto de potencia

como de energía, confiables; es imprescindible para los plan: fie adores a fin de usar las

mismas en el desarrollo de sus planes energéticos y de inversiones del sistema.

Existen numerosos métodos válidos en macropredicción que se utilizan en proyecciones en

el ámbito de sistemas de potencia (generación y transmisión); mientras que para

distribución se pueden utilizar métodos de micropredicción.

Las técnicas de micropredicción utilizan algunos parámetros para cumplir su objetivo,

dentro de estos parámetros se tienen los cambios en el número de consumidores y el

consumo promedio por consumidor, en conjunto con el uso de la tierra. También se hace

uso de algunos factores como son: el factor de demanda, el factor de carga, coincidencia de

carga., factor de saturación.

Mediante la construcción de un modelo de pronóstico de carga eléctrica espacial o

geográfica, se puede facilitar la tarea de los planifícadores a fin de que puedan optimizar los

tiempos de planificación, pronóstico y ejecución de los proyectos involucrados en la

expansión del sistema eléctrico de distribución.

Las probables localizaciones, requerimientos eléctricos y el servicio tanto de potencia como

de energía que a futuro deberá ser satisfecha para las distintas clases de consumidores,

pueden ser determinadas mediante un modelo de pronóstico computarizado, desarrollado

para un nivel sofisticado de planificación, para aprovechar al máximo las ventajas que de

éste se obtienen en las áreas de precisión y credibilidad.

PROGRAMA DIGITAL PARA F.L PRONÓSTICO DE CARGA ELÉCTRICA ESPACIAL

El método empleado trata a cada área de carga independientemente; lo que significa que un

error en un área tiene un efecto mínimo en otras áreas. Una razón de esto es que el modelo

se basa en el uso del suelo y la información debe ser suministrada por una agencia

gubernamental especializada y en lo posible sin interés en las utilidades, teniendo por tanto

resultados más objetivos que aquellos basados solamente en información general local.

Tales resultados serán probablemente aceptados por las empresas involucradas en los

beneficios. Tradicionalmente las proyecciones fueron determinadas generalmente por una

mezcla de las matemáticas, la experiencia; y el buen juicio de los planificadores. Los

resultados han sido razonablemente exactos para áreas geográficas muy grandes, pero

empezaron a carecer de sentido para áreas más pequeñas en el ámbito de influencia de una

subestación de distribución y sus alimentadores primarios.

La mayoría de los pronosticad ores reconocerían fácilmente que tales estimaciones serán

razonablemente exactas para los próximos cinco años pero no más allá de diez años. Sin

embargo esta aproximación es utilizada por muchas empresas interesadas como la base para

los recursos de planificación que tienen esperanzas de vida de 25 a 30 años. El modelo se

dirige hacia la simulación de condiciones reales al nivel de consumidores. Así proporciona

una base significativa y realista para la aplicación.

Los modelos de micropedicción varían en precisión dependiendo de la metodología

utilizada y también de la resolución con la que se proceda a obtener y estructurar las bases

de datos de las cuales estos modelos se alimentan.

La adecuada estructuración de la base de datos sumada a la aplicación de las diferentes

técnicas permite la ubicación más apropiada de los requerimientos de servicios de una

ciudad o una parte de ella. En base de los diferentes factores (saturación, carga, etc.) se

puede saber de antemano cuales son las áreas que más requieren de servicio inmediato y

mediato.

PROGRAMA DIGITAL PARA EL PRONOSTICO DE CARGA ELÉCTRICA ESPACIAL

Las técnicas aplicadas en el modelo pueden regular indirectamente, el gasto económico que

se genera por la dotación de servicios de cada microárea, destinando la mayor inversión a

las áreas que realmente la necesitan.

El modelo de pronóstico de carga puede incorporarse a otros modelos más grandes y

amplios de manejo de los sistemas de distribución con el fin de obtener una herramienta

aún más poderosa para el manejo y planificación de los sistemas de distribución.

Existen muchos modelos computarizados para el pronóstico de carga eléctrica espacial, que

han sido desarrollados al cabo de muchos años de estudios y que fundamentalmente se

basan en sistemas multivariables, en los cuales se analizan múltiples escenarios, en el caso

del presente trabajo se ha tratado de obtener un modelo simplificado, para una mayor

facilidad en su utilización, pero se pueden realizar en el Ecuador sistemas muy potentes que

incluso podrían ponerse a la altura de los sistemas desarrollados en el extranjero.

1.2. OBJETIVO

Estudiar el crecimiento de la demanda .eléctrica, ubicándole dentro del futuro sistema

eléctrico y que permita obtener una herramienta de análisis, para optimizar el diseño y

localización de la subestación y del primario.

1.3. ALCANCE

Sobre la base del conocimiento de la carga eléctrica por tipo de consumidor y en una

determinada zona de una empresa eléctrica, aplicar el método de pronóstico de carga

espacial para estudiar el crecimiento de la demanda en esa zona y realizar los análisis

complementarios de la subestación y de los primarios.

4

PROGRAMA DIGITAL PARA EL PRONÓSTICO I)B CARGA ELÉCTRICA ESPACIAL

Para cumplir con el objetivo de este trabajo se realizaron los siguientes pasos previos:

• Se recopiló la información disponible sobre el área de servicio de una subestación de la

ciudad de Quito, en el Departamento de Proyectos, Inventarios y Avalúos (PÍA) de la

EEQSA.

• Se realizó un sistema (programa) en VISUAL BASIC V5.0, que permita manejar bases

de datos, con toda la información necesaria para realizar el pronóstico de carga eléctrica

del área de servicio de una subestación y sus primarios.

PROGRAMA DIGITAL PARA E!, PRONOSTICO DE CARGA ELÉCTRICA ES PACÍ AI.

2.1. ANÁLISIS DEL USO FINAL DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA

El uso final de la energía está estrechamente relacionado con el comportamiento de los

consumidores, y con el manejo de la demanda y energía que hace la empresa distribuidora.

Siempre la empresa distribuidora ha manejado este tema del lado del suministro (SSM

Supply Side Management), actualmente se está haciendo un acercamiento para realizar la

administración del lado de la demanda (DSM Demand Side Management), lo cual implica

conocer el comportamiento presente y futuro de los consumidores, influir en este

comportamiento y planificar la expansión del futuro sistema eléctrico.

La energía eléctrica que todos los consumidores de una empresa eléctrica compran, es un

paso intermedio para obtener lo que a estos realmente les interesa, es decir, lo que esta

energía puede proporcionarles: agua caliente., bebidas frías en el refrigerador, horas de

entretenimiento por televisión, horas de trabajo en una computadora, etc. Diferentes tipos

de consumidores compran electricidad para diferentes tipos de requerimientos, pero todos

los consumidores utilizan la energía comprada para proveerse de los productos finales que

de esta se obtienen y ellos desean y necesitan.

La tabla JZ1. que se presenta a continuación, tiene ciertas coincidencias y también algunas

diferencias con las tablas de aparatos eléctricos que proponen las Empresas Distribuidoras.

Hay que tomar en cuenta que la tabla II. 1 simplemente presenta una propuesta general, de

usos finales de la energía eléctrica.1

El uso final que los consumidores dan a la energía eléctrica que reciben en sus hogares,

lugares de trabajo, etc., no se puede estandarizar, sino mas bien clasificar de acuerdo a

categorías y grupos que se comportan de forma similar, una descripción de la clasificación

de consumidores se expone más adelante en este trabajo.

Referencia Bibliográfica [24]

PROGRAMA DIGITAL PARA EL PRONOSTICO DB CARGA ELÉCTRICA ESP AGÍ AL

Residencial

Iluminación

Calentador de agua

Aire acondicionado

Microondas

Televisor

Licuadora

Computadora

Cocina eléctrica

Secadora

Equipo de sonido

Plancha

Comercial

Iluminación

Calentador de agua

Cafetera

Ascensores

Refrigeradora

Sumadoras

Copiadoras

Computadoras

Aire Acondicionado

Fax

Industrial

Iluminación

Aire acondicionado

Tanques de

presurización

Calentadores de agua

Bombas de agua

Cuartos frigoríficos

Tornos

Computadoras

Soldadoras

Empacadoras

Lavadoras

Otros

Iluminación pública

Sistemas de transporte

Sistemas de

comunicaciones

Servicios médicos

Tabla ELI Algunos de los usos finales de la energía eléctrica.

Tradicionalmeníe, los métodos de ingeniería usados en los estudios de diseño se han basado

siempre desde el punto de vista del sistema de potencia en sí mismo y no desde el punto de

vista de las necesidades de los consumidores. Los límites de equipamiento,, los criterios y

lincamientos de caída de voltaje y factor de potencia definidos para el sistema de

distribución y aún hasta el punto de medición del consumidor, toda la visión está dada

desde la perspectiva del desempeño eléctrico del sistema lo cual es correcto que así sea,

pero se puede completar la perspectiva del sistema desde el punto de vista de las

necesidades de! consumidor.

Entendiendo este punto de vista, se debe analizar también las necesidades específicas de los

consumidores tanto en la calidad que requieren como en la cantidad de potencia que ellos

necesitan.

8

PROGRAMA DIGITAL PARA EL PRONOSTICO PB CARGA ELÉCTRICA ESPACIAL

Las dos "Cs" calidad y cantidad deben ser consideradas en el diseño y operación del

sistema para proveer los máximos valores de eficiencia al consumidor.

La cantidad de energía que demandan los consumidores varía en función de los diferentes

usos finales que estos dan a la energía; por ejemplo los consumidores comerciales

requerirán mucha más energía para iluminación que lo que demandará un consumidor

residencial, igualmente se puede apreciar una variación entre consumidores de una misma

categoría; por ejemplo un consumidor residencial puede tener la misma cantidad de puntos

de iluminación pero usa lámparas fluorescentes mientras que otro puede tener solamente

lámparas incandescentes lo cuál influye en la demanda entre dos consumidores de una

misma categoría.

La demanda varía también en función del tiempo, generalmente en los hogares los

requerimientos de energía más altos se dan en las mañanas, disminuye a medio día y el

más alto se da en ¡a noche. Para un consumidor industrial se puede mantener constante una

demanda alta en el horario de trabajo y disminuir en la noche dependiendo del uso que ese

consumidor le da a la energía.

La calidad del servicio eléctrico es más crítica para unos usos finales que para otros, es

decir la necesidad de tener un servicio altamente confiable y con variaciones de voltaje

mínimas es mucho más crítico para un consumidor que valora la calidad para sus usos

finales que le corresponden, por ejemplo para que una fábrica no baje productividad o un

local comercial no baje las ventas y un consumidor residencial mantenga una calidad de

vída aceptable.

En todo caso el desafío que encaran los ingenieros del sistema de distribución es mantener

un servicio en cantidad y calidad que satisfagan las necesidades de los consumidores al

menor costo posible; en efecto las tarifas en la actualidad experimentan elevaciones y van a

seguir en esta tendencia, razón muy poderosa para proveer a los consumidores de un

servicio con altos índices de confíabilidad y eficiencia que se deberán proyectar a futuro

con la visión de la expansión del sistema.

PROGRAMA DIGITAL PARA HL PRONOSTICO DE CARGA ELÉCTRICA ESPACIAL

Si bien la metodología empleada en este trabajo no considera factores econométricos., sin

embargo es procedente considerar el comportamiento de los consumidores enmarcados

dentro de la economía nacional y en la evolución de los indicadores económicos; según

datos del CONELEC para el último trimestre de 1998 se ha tenido un decrecimiento del

consumo de potencia y energía en el ámbito nacional, se hace pues necesario considerar en

futuros trabajos, para la proyección de la demanda distintos escenarios a corto, mediano y

largo plazo junto con la evolución del PIB indicador que permite evaluar en parte la calidad

de vida de los ecuatorianos que para 1999 advierte un decrecimiento en el orden del 4,5 por

ciento con respecto al año anterior. A pesar de la disminución del PIB en los últimos tres

años se ha mantenido un crecimiento de la energía eléctrica con respecto al PIB 2.

2.2. CURVAS DE CARGA ELÉCTRICA

Los usos finales de la energía eléctrica de los cuales se sirven los consumidores, como son

luz, agua caliente, imágenes por televisión, movimiento de motores eléctricos etc., varían

en íunción de la hora del día, día de la semana, estación del año etc.

Como resultado se tiene una variación de la carga eléctrica. En las figuras siguientes se

pueden observar para diferentes días las gráficas de la variación de carga diaria de una

subestación de la ciudad de Quito.


10

P ROGRAMA DIGITAL PARA EL PRONÓSTICO DI- CARGA ELÉCTRICA ESPACIAL

Curvas de carga subestación No.9 (Empresa Eléctrica Quito S.A.)

Cun'a de cirga tiara (Día lalw

< 5 "^-i

^ -~'1\:

^

I¡

|--*+-^ j_ •̂

//

,fr¿\

r

\)

nJ1

i

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Horas

Curv'u tle carga diaria (Día cloningo)

PROGRAMA DIGITAL PARA EL PRONOSTICO DR CARGA ELÉCTRICA ESPACIAL

utilización a lo largo del día afecta directamente a la curva de carga del consumidor que en

definitiva está componiendo, la curva de carga del sistema eléctrico de distribución. Sin

embargo en la actualidad estos datos no se encuentran disponibles ya que no existe una

base de datos con la información a este nivel.

Para realizar el análisis de las curvas de carga es conveniente describir los fundamentos que

involucran el manejo de este tipo de curvas con el fin de extraer de ellas la mayor cantidad

de información posible para el objetivo que el planificador del sistema de distribución o del

sistema de generación persigue.

2.3. DEMANDA

Es la carga de un sistema, medida en los terminales de recepción, promediada en un

intervalo de tiempo dado, que se conoce como intervalo de demanda, At. Generalmente el

intervalo de demanda se toma en base de 15 a 60 minutos, pero puede medirse en intervalos

de un minuto, 30 minutos, diariamente, mensual mente, anualmente. La unidad de medida

de la demanda puede darse en kVV, kVA, A, kVAJR, etc.

La demanda se define como la integral de la curva de carga de un sistema, de la forma que

se describe a continuación:

l-•*

12

PROGRAMA DIGITAL PARA EL PRONÓSTICO P15 CARGA ELÉCTRICA ESP ACIAL

La ecuación anterior; generalmente se expresa en kW, y se tiene entonces la relación entre

la energía medida en un intervalo de tiempo.

_ Energía (kWh)Jj — —-£ i í. ffj o r>\ \-.¿.-)

Donde Energía puede darse en kWh

Tiempo T puede ser 1 hora, 1 día, Isemana, 1 mes, 1 año

2.4. FACTOR DE USO O DE UTILIZACIÓN

Es la relación entre la demanda máxima y la capacidad instalada. Esta relación se conoce

también como factor de demanda. Normalmente el factor de demanda es considerablemente

menor a uno, porque la demanda es menor a la carga instalada de un sistema.

La carga instalada de un sistema, es la suma de todas las potencias nominales de los

equipos conectados a la red.

•Ma™ - Demanda máx imajuSm —Potencia instalada

2.5. FACTOR DE CARGA

Es la relación entre la demanda media y la demanda máxima, ésta describe el grado en el

cual los picos de demanda se mantienen en un período de tiempo en estudio. El factor de

carga es calculado bajo una base diaria, mensual o anual.

13


D medía _ E (energía en kWh)JC ~ ~

D máxima T * Dmáxima

El factor de carga al ser un resultado del comportamiento de la demanda, también mide en

cierta forma el grado de utilización de una instalación.

2.6. FACTOR DE POTENCIA

Todas las cargas requieren potencia real o potencia activa (P) medida en kW, MW, etc., con

el fin de ejecutar un trabajo tal como la rotación mecánica o la iluminación. Las cargas

reactivas requieren de potencia reactiva (Q) medida en kVAR, MVAR, etc., por medio de

la cual no se realiza un trabajo "productivo" pero es necesario para producir el campo

magnético dentro de un transformador o un motor, sin el cual estos no pueden funcionar. El

factor de potencia en forma estricta relaciona la potencia activa o efectiva 3' la potencia

aparente de una instalación.

PFactor de potencia - — (261)

o

Para circuitos monofásicos se tiene la siguiente relación:

r . 1 -r, , • P U.I.factor de Potencia = — = —— J-~ cosS

14


Para circuitos trifásicos se tiene la siguiente relación:

„ . _ . P V3 .U,I.coseFactor de Potencia = — — ¡= --eos

O /i r r ró v J .UJ

En definitiva el factor de potencia de un sistema o instalación, es igual al coseno del ángulo

de desfase entre voltaje y corriente, así:

Factor de Potencia - eos (2.6.4)

Las diferentes cargas pueden tener un factor de potencia inductivo, capacitivo dependiendo

si la corriente atrasa o adelanta al voltaje y es muy importante para la Empresa Eléctrica el

controlar que las cargas no tengan factores de potencia bajos (

PROGRAMA DÍGITA!. PARA EL PRONÓSTICO DH CARGA El.í-CTRICA ESPACIAL

luminarias de alumbrado público; cargas de impedancia constante como por ejemplo

lámparas incandescentes, calentadores de agua eléctricos; y cargas cincuenta por ciento

potencia constante y cincuenta por ciento impedancia constante. Si bien no es el objetivo de

este trabajo profundizar en el análisis de los distintos tipos de cargas y su incidencia en el

sistema, es necesario determinar qué tipo de cargas poseen los consumidores del sistema de

distribución.

1. La relación de voltaje y corriente en las cargas de corriente constante es la siguiente:

*Z (2.7Vn

Donde: Ve = voltaje en la carga,

ic ~ corriente en la carga.

Z = Impedancia equivalente del conductor.

2. La relación de voltaje y corriente en las cargas de potencia constante es la siguiente:

-.-,„ on= Vr p*Z (9 7 9^

Vck ^ '

Donde: Ve = voltaje en la carga.

Sn — Potencia aparente.

Z — Impedancia equivalente del conductor

16


2.8. CARACTERIZACIÓN DE LOS CONSUMIDORES POR CLASE

Usualmente los consumidores son agrupados dentro de amplias categorías con similar

comportamiento en su demanda eléctrica. Según la Empresa Eléctrica Quito los

consumidores residenciales, son clasificados de la forma como se indica en la tabla II.S. 1.

CONSUMIDOR TIPO

A

B

C

D

E

DEMANDA (KVA)

14-8

8 - 4

4 - 2

2-1,2

1,6-0,8

Tabla tLS.l.

Tradicionalmente se han agrupado a los consumidores dentro de tres grandes categorías:

Residencial, Comercial e Industrial; ahora bien, todo tipo de clasificaciones que se hagan

de los tipos y clases de consumidores deberán enmarcarse dentro de la Ley De Régimen

Del Sector Eléctrico (LRSE). En el artículo 53, se describen los principios tarifarios a

cumplirse. "Las tarifas aplicables a los consumidores finales cubrirán los precios

referenciales de generación, los costos medios del sistema de transmisión y el valor

agregado de distribución (VAD) de EMPRESAS EFICIENTES."3

Los criterios básicos a seguir en la tarifación son los siguientes:

• Utilización de costos reales.

• Metodología objetiva.

• Procesos flexibles.

• Ajustes automáticos.


17


Los procesos involucrados en la tarifación son los siguientes:

• Determinación de Costos.

• Factores de responsabilidad de la carga.

• Diseño tarifario.

En el presente trabajo se toman tres categorías principales: Residencial, Comercial,

Industrial y Otros, porque son en éstas categorías de las que se pueden obtener datos para el

ingreso en la base de datos del programa como se explicará en los siguientes capítulos. Por

ejemplo, dentro de la categoría Residencial se tiene una subclasificación de acuerdo a la

demanda de la tabla de la EEQSA, de esta manera se clasifican en consumidores

residenciales de clase alta, clase media y clase baja. Los consumidores bajo una misma

categoría y dentro de una subcategoría presentan similares curvas de carga y sus picos de

demanda por consumidor también son similares, porque ellos emplean por lo general los

mismos tipos de aparatos, tienen las mismas necesidades, y su forma de vida y

comportamiento frente a diferentes condiciones como el clima e incluso la moda son

similares.

En las figuras siguientes se tienen curvas de carga diaria para diferentes consumidores,

específicamente se presentan tres tipos de consumidores: residencial (Figura It.8.1),

comercial (Figura n.8.2) e industrial (Figura U.S.3).

0,5

o -

Residencial

O 6 12 1S 24

Horas

Figura EL8.1.

Comercia] Oficina

Figura Ü.S.2.

18


12 18

Hrus

24

F¡2TjraII.8.3

2.9. FACTOR DE COINCIDENCIA

La carga eléctrica en un sistema de potencia es la composición de la demanda de los

dispositivos eléctricos propios de diferentes consumidores.

Un aspecto importante de la carga eléctrica es que los consumidores no demandan

simultáneamente su pico de potencia o demanda más alta; esto se da debido a la gran

diversidad de consumidores pues en el sistema se tienen consumidores residenciales,

comerciales industriales y dentro de los mismos tipos de consumidores no se tienen los

mismos picos de potencia o demanda más alta.

Por esta razón el pico de carga del sistema total ocurre cuando la combinación de sus

demandas es la más alta. Algunos consumidores posiblemente requieren solamente una

parte de su pico de demanda en cierto intervalo de tiempo.

La relación entre el pico de carga total del sistema y la suma de los picos de carga

individuales del consumidor se conoce como factor de coincidencia.

Demanda máxima del sistema

2 Demandas máximas de los consumidores

El Sumatorio de las demandas máximas es siempre mayor que la demanda máxima

19

(2.9.1)

PROGRAMA DIGITAL PARA EL PRONÓSTICO DE CARGAELÉCTRICAESPACIAI,

coincidente del sistema; este principio es básico para el dimensionamiento de equipos

desde el punto de vista de la red evitando el sobre dimensionamiento de equipos como

transformadores.

Para acercarse a la realidad de la demanda máxima del sistema se debe tomar en cuenta la

demanda tanto individual, como de grupo lo que determina la relación consumo demanda

de un consumidor o un grupo de consumidores. En la figura 11,9.1 se indica el sistema

KEA4 (Rural Electric Administration) para determinar la relación consumo demanda de

diferente número de consumidores.

No. De consumidores Demanda en k\

1000Í

8000

6000

5000

4000

3200

2400

2000

1600

1200

1000

800

600

500

400

320

300

240

200

160

140

aooooo"60000

40000

30000

20000

15000

10000

7000

5000

3000

2000

1400

1000

700

500

300

200

150

KWh/mes/consumidor

3000

2400

2000

1SOO

1200

1000

800

600

500

400

300

250

200


20

PROGRAMA DÍGITA!, PARA EL PRONOSTICO DE CARGA ELÉCTRICA ESPACIAL

En el sistema anterior por ejemplo si se tiene un número de consumidores conocido y

también sus demandas, se puede conocer el consumo de energía trazando una recta que una

los datos conocidos y en la prolongación encontrar el tercer punto que corresponde a el

consumo de energía.

2.10. FACTOR DE SATURACIÓN

Los parámetros más importantes tomados en cuenta para determinar predicciones de

demanda generalmente son los índices de consumo y el total de los consumidores

existentes. Sin embargo se puede considerar un tercer elemento llamado factor de

saturación que se define como;

y consumidores presentes(2.10.1)

Y. consumidores posibles presentes

Mediante la división en módulos de área de la zona de estudio se procede a ubicar el

número de consumidores presentes y futuros calculando el factor de saturación para cada

mi ero área.

El número de consumidores pormicroárea se calcula mediante la siguiente expresión.

C- =# de consumidores por microárea = T. C-. (2.10.2)j i=i y

En donde Cij representa el número de consumidores de la ruta i en la microárea j.

21


CAPITULO III

CRECIMIENTO DE LA CARGA ELÉCTRICA Y

COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA DE

DISTRIBUCIÓN

99


3.1. CARACTERÍSTICAS DEL CRECIMIEiNTO DE CARGA

El crecimiento de carga de un sistema se caracteriza por la combinación de dos procesos

simultáneos. Primero, el crecimiento de dicha carga es función del incremento del número

de consumidores en el área en servicio. Segundo, el crecimiento de la carga puede darse por

el incremento en la demanda media de los consumidores actuales.

El incremento de.la demanda eléctrica en un sistema que cambia de año en año, puede ser

causada por uno de los dos procesos anteriores o por la combinación de ambos.

3.1.1. COCIMIENTO DE CARGA POR EL INCREMENTO DE

CONSUMIDORES

Nuevos consumidores se suman al sistema, debido muchas veces a la migración a ciertas

áreas que anteriormente se encontraban deshabitadas (consecuencia del incremento de

población) y también a la incorporación de sectores ya habitados que no contaban con el

servicio eléctrico. El crecimiento del número de consumidores causa la ampliación de la

cobertura de la carga eléctrica dentro de áreas o microáreas que previamente no tenían

carga; áreas o microáreas que se encontraban 'Vacantes" desde el punto de vista del sistema

de potencia.

3.1.2. INCREMENTO DE LA DEMANDA MEDIA DE LOS CONSUMIDORES

ACTUALES

Los cambios en el ingreso per cápita ocurren simultáneamente y muchas veces muy

independientemente de algún cambio en el número de consumidores. Según el Plan de

Electrificación 1999-2008 del CONELEC, la evolución de la demanda eléctrica en el país

ha tenido un comportamiento diferente al crecimiento del producto interno bruto (Pffi) que

es un indicador del nivel de vida de los ecuatorianos, una comparación porcentual de estos

PROGRAMA DIGITAL PARA EL PRONOSTICO DE CARGA ELI-CTRICA ESPACIAL

crecimientos., a partir de 1990, se indica en la figura JII.1.2.

Crecimiento anual del PIB y la energía eléctrica

Figura HI.1.2

Según la figura III. 1.2, las tendencias de crecimiento a partir de 1992, han sido crecientes

para la electricidad y decrecientes para la economía del país, y en los tres últimos años,

especialmente en el año 1999, sustancialíñente se notan los crecimientos de la energía

eléctrica frente a los del PIB.

Por tanto en los países en desarrollo como el Ecuador, este factor es el que en realidad

maneja la adquisición de nuevas ampliaciones y equipamientos tanto en hogares como en

negocios.

En los países en desarrollo, por lo general el consumo de energía per cápita a menudo

decrece, lo que obliga a mejorar la eficiencia de los aparatos eléctricos.

En los casos donde el consumo de energía per cápita está creciendo, es usual que se deban

concentrar en el desarrollo de aparatos eléctricos más eficientes, porque aún con aparatos

eléctricos de mayor tecnología es inevitable el crecimiento de la demanda. Por ejemplo, en

la costa, el porcentaje de hogares y de negocios que usan la energía eléctrica para el aire

acondicionado puede incrementarse en una tasa del 6% en una década. En tal caso, aún si

aumenta la eficiencia del aparato eléctrico levemente, la carga eléctrica crecerá.

24

PROGRAMA DIGITAL PARA EL PRONOSTICO DE CARGA ELECTRIC AESP AGÍ AL

3.2. CRECIMIENTO DE CARGA ELÉCTRICA ESPACIAL

Para los planifícadores y operadores del sistema de potencia y de su abastecimiento no es

necesario poseer información geográfica detallada de las localizaciones de las cargas en una

región, o conocer si unas áreas están o no están creciendo rápidamente en su demanda. No

necesitan una resolución "espacial" por así decirlo porque su meta es planear y operar para

que todo el sistema mantenga los niveles requeridos de potencia, energía y estabilidad.

En cambio para los planifícadores del sistema de Distribución, es menester la información

de la localización de la carga para la planificación, asignación de rutas, diseño y operación

del sistema.

Esta forma de trabajo permite aprovechar los recursos y administrarlos más eficientemente,

pues los elementos del sistema se pueden situar correctamente. Esta necesidad de conocer

en detalle la localización en ingeniería y planificación se conoce como resolución espacial.

Los requerimientos de la resolución espacial varían dependiendo de la aplicación: la

planificación para un alimentador requiere mucho más detalle porque es rnás sensitivo a los

cambios en la localización de las cargas, que la planificación de la transmisión.

3.3. DENSIDAD DE CARGA ELÉCTRICA.

La observación de la distribución de la densidad de carga eléctrica en las distintas zonas, y

su evolución a través del tiempo es un indicador de cómo y en dónde se concentran las

áreas de mayor demanda y las tendencias determinan si otras áreas van a empezar a

concentrar carga en el futuro. Este índice se mide generalmente en kW/Km" ó kVA/acre

(Estados Unidos), como se muestra en la tabla 3H.3.1.

En el Ecuador, específicamente en el área de servicio de la subestación Pomasqui se mide

en kVA/0,25*Km2' según lo que se muestra en la tabla HL3.2.

25


3.3.1. LA DENSIDAD DE CARGA VARIA CON LA LOCALIZACION

Fig. HI.3.1a

Carga Pico Verano de 19S8

2310MW

Carga Pico Invierno del 2010

3144MW

N

16 km

Figura HI.3.1.

Figura LH.3.1: Es la distribución espacial de carga eléctrica para una ciudad de cerca de un

millón de habitantes en el este de los Estados Unidos. El sombreado indica la densidad de

carga. Las líneas indican las vías principales de la ciudad. A la izquierda, se puede observar

el gráfico que corresponde a la densidad de carga para el año 19S8 y cuyo pico máximo es

de 2310 MW. A la derecha, se puede observar el gráfico que corresponde a la proyección

de la densidad de carga para el año 2010 y el pico de carga correspondiente es de 3144

MW. Esta proyección está basada en la tendencia de la densidad de carga, ¡a cuenta de los

consumidores, el desarrollo del área, expansión periférica y el uso final de las diferentes

cargas. El crecimiento de la ciudad se ha tomado para el período de doce años. Algunas

áreas interiores incrementan su densidad de carga, mientras que otras no, y aún otras

pueden decrecer en su densidad. Se puede observar un desarrollo de carga en áreas

anteriormente 'Vacantes", particularmente al lado periférico sur.

26


La figura m.3.1 ilustra cómo la densidad de la carga varía en función de la localización

dentro de un sistema de potencia. El análisis de carga en términos de kW/km , kW/acre o de

MW/milla cuadrada (en los Estados Unidos), en el Ecuador, se analiza la densidad de carga

en kVA/0.25 *km2, esta es una forma conveniente de relacionarla con las necesidades

locales de la capacidad del sistema., y se utiliza a menudo en la planificación del sistema de

distribución de potencia. La densidad de carga es un aspecto importante en la planificación

y operación del sistema, puesto que los requisitos o requerimientos de la capacidad y de la

localización del equipo del sistema dependen de características locales de la carga, no del

promedio del sistema. Los rangos típicos de los valores para las áreas rurales urbanas,

suburbanas, y desarrolladas se dan en la tabla m.3.1. Los valores mostrados son típicos,

pero los valores específicos a cada sistema determinado se deben obtener mediante

mediciones en el campo.

Tipo de

Área

Urbana

Suburbana

Rural

Construcción

Altas edificaciones, alta densidad.

Bajas edificaciones/oficinas profesionales.

Comercial local (menor).

Residencial, alta densidad.

Comercial local (menor).

Oficinas.

Residenciales.

Residencial.

Agrícola con irrigación.

Agrícola sin irrigación.

KVA/Km2

150000-750000

12500-187500

12500 - 75000

2500 - 15000

2500-25000

1250 - 12500

500 - 6250

750 - 3750

750 - 6250

12.5-25

KVA/acre

600-3000

50 - 750

50-300

10-60

10-100

5-50

2-25

3- 15

3 -25

0.05 -.1

Tabla UL3.1, Densidades de caga típicas para varios tipos de áreas,f


27

PROGRAMA DÍGITA!. PARAEL PRONÓSTICO DE CARGAELECTRICAESPACIAL

PRIMARIO

57A

57B

57C

57D

DEMANDA MÁXIMA

kVA

9519.4

7668.4

4310.2

4653.9

DENSIDAD DE CARGA

KVA/0.25 *km2

52.9

191.7

179.6

40.2

Tabla TTL3.2. Densidad de carga de los primarios de la Subestación Pomasqui de la EEQSA.6

3.4. EXPANSIÓN DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN BASADA EN

EL CRECIMIENTO DE CARGA ELÉCTRICA ESPACIAL

3.4.1. LA DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE CARGA DEFINE LAS NECESIDADES

DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN

La carga eléctrica no se distribuye uniformemente a través de un área de servicio del

sistema de potencia, sino que por el contrario se distribuye, no homogéneo., con alta

densidad de la carga en algunas áreas y ninguna carga en otras; según lo mostrado en la

figura m.3.1. Esto se debe a la distribución heterogénea de la utilización del suelo y de la

actividad dentro de cualquier ciudad, o región rural (colocadas algunas áreas más densas y

activas que otras). No se muestra en la figura m.3.1, pero un hecho importante en la

determinación de la carga eléctrica., es que la clase de consumidor también varía por la

localización. Algunas áreas de un sistema son casi enteramente residencíales., otras

comerciales, o industriales y otras mezcladas.

La correspondencia de la carga en la figura III.3.1 muestra algunas características muy

'ReferenciaBibliográfica [9]

28


comunes de la distribución de carga espacial, compartidas por la mayoría de las áreas

metropolitanas grandes: alta densidad de la carga en la base urbana, disminuyendo

gradualmente hacia la periferia, con las ramificaciones de la más alta densidad de carga

siguiendo las líneas de transporte. Las correspondencias de la carga en la figura HL3.1

esbozan la misión del sistema para la región mostrada. En el año 1988 debe entregar 2310

MVA de la energía eléctrica en el modelo geográfico mostrado. Su capacidad de trabajar

confiablemente y económicamente es la medida principal de su funcionamiento como

sistema de distribución de potencia.

3.4.2. EXTENSIÓN DEL SISTEMA DE MECANISMOS QUE CONDUCEN EL

CRECIMIENTO DE LA CARGA

La figura IH.3.1 b muestra la carga proyectada 12 años más tarde que la figura Ul.3.1 a,

basada en una evaluación detallada del desarrollo económico de la región, la disponibilidad

de las vías, el factor demográfico y los factores de la división en zonas, y los cambios

previstos en lo que tiene que ver con el ingreso per cápita y las cargas del uso final.

Después de este período de 12 años de crecimiento de la carga, se esperará que el sistema

entregue 3144 MW en el modelo mostrado. Durante los doce años que intervienen, las

adiciones y los cambios al sistema deben ser realizados de modo que pueda crecer junto

con la carga. Este crecimiento de la carga es la motivación para las adiciones del equipo, y

el presupuesto de la extensión estará pasado bien solamente si se localiza el equipo, y

localmente clasificado correctamente, para corresponder con el modelo de desarrollo de la

carga en la figura HI.3.Ib.

En comparación la figura III.3.1 a y la figura 111.3.l'b indican varías características del

crecimiento de la carga y que afectan al sistema:

1. Las áreas previamente vacantes desarrollan la carga, especialmente a través de la frontera

Sur de esta ciudad entre 1988 y el 2010. Los nuevos componentes del sistema deberán

construirse en su totalidad en estas áreas.

29


2. Algunas áreas vacantes no crecen. Para cualquier razón, algunas áreas siguen siendo

vacantes, a menudo debido a los convenios locales o porque están para el uso público

(parques, etc.).

3. La carga en algunas áreas va desarrollándose y aumenta la densidad de carga en dicha

área, quizás substancialmente. Los ejemplos en la figura 3.3.1 incluyen la base urbana y

algunas áreas en partes periféricas.

4. Cargas que se mantienen constantes con respecto del resto de desarrollo de las áreas, o

caídas levemente debido a la eficacia de aumento de la aplicación en las áreas que sigue

habiendo de otra manera sin cambiar (ninguna nueva construcción de edificios o aumento

de la población).

La diferencia entre las figuras 3.3.1 ay 3.3.1 b representa un desafío para los planificado res

de este sistema. Deben hacer las adiciones del equipo analizando las capacidades,

localizaciones y las interconexiones al sistema existente que den lugar a un sistema que

pueda servir confiablemente y económicamente en el modelo mostrado.

3.5. CURVAS DE CRECIMIENTO DE CARGA ELÉCTRICA

Las curvas de crecimiento y proyección de carga eléctrica dependen para su interpretación

del método y el concepto que se escoja para su realización.

Dentro de las curvas de crecimiento de carga se puede destacar las que utilizan el método

tradicional, es decir que la proyección se hace solamente mediante regresiones o

extrapolaciones de las cargas históricas como se indican en la figura III.5.

Estas líneas de tendencia se ajustan según un coeficiente de correlación, dependiendo del

tipo de curva de ajuste, es decir, puede darse un ajuste exponencial, lineal, logarítmico, etc.

30


Consumo e n e r í a eléctrica

300000250000200000150000 i10000050000

1960 1970 19SO 1990 2000 2010 2020

Lineas de tendencia

Figura IEL5

3.5.1. CRECIMIENTO DE CARG ESPACIAL Y LA CURVA CARACTERÍSTICA

Cuando se hace una revisión del sistema desde una base total, generalmente el sistema

muestra un crecimiento de potencia continuo y también un crecimiento casi lineal de la

carga máxima anual. Si se tiene condiciones económicas estables y hechas las regulaciones

convenientes desde el punto de vista climático, la carga en la región simplemente seguirá

creciendo con una tendencia continua.

Por el contrario, el crecimiento en cualquier área geográfica relativamente pequeña no es

una tendencia continua lisa a partir del año al año. En lugar, sigue la curva de Grompertz,

referida comúnmente como una curva de " S ", mostrada en la figura III.5.1. La curva de

"S" es el comportamiento básico del crecimiento de la carga como afecta el equipo de

sistema, por ejemplo en áreas del alírnentador y de la subestación. Casi cada área pequeña

dentro de un sistema de potencia grande tiene una historia del crecimiento de la carga

similar a ésa mostrada en el cuadro HI.5.1; por una razón muy simple: el terreno siempre

tiende a ocuparse.

La curva de crecimiento "s" tiene tres fases distintas o períodos, donde se identifica la

historia de la microárea durante las diversas fases del crecimiento:

31

PROGRAMA DIGITAL PARA EL PRONOSTICO DE CARGA ELECTR1CAESPACIAL

• Inactivo: El tiempo antes del crecimiento, período durante el cual no existe ningún

crecimiento de la carga. La microárea., no tiene ninguna carga y no experimenta ningún

crecimiento: el crecimiento no ha llegado todavía.

• Rampa del crecimiento: Durante este período el crecimiento ocurre en forma

relativamente rápida, generalmente debido a nuevas construcciones.

• Saturación. La microárea tiende a saturarse. El crecimiento puede continuar, pero en un

nivel muy bajo comparado a ése durante la rampa del crecimiento.

La combinación de las rampas de crecimiento de las miles de microáreas que conforman un

gran territorio., que puede ser parte de una ciudad, una ciudad entera e incluso una provincia

proporcionan la tendencia de crecimiento del área total. Haciendo una revisión de las

tendencias de crecimiento de los cientos de áreas que conforman un sistema y las curvas de

carga de las mismas se observa una continuidad en las tendencias de crecimiento de las

mismas áreas de año con año. La tendencia de crecimiento continuo año con año para el

sistema entero, se debe a la diversidad de tipos de cargas de los diferentes tipos de

consumidores, cuando crece la carga en las áreas. Cualquier área que no crece en un

período de tiempo, se ve contrarrestada porque nuevas áreas en crecimiento se están

agregando constantemente a una ciudad o a una región, para en conjunto, observar el

crecimiento continuo.

La evidencia del crecimiento histórico de la carga de la curva de " S " existe en cada

ciudad. La mayoría de la gente puede identificar las áreas de su ciudad natal o ciudad que

se convirtieron en los años 60, los años 70, los años 80, o los años 90. Los edificios en estas

áreas son de una edad común, porque todos fueron construidos durante una "explosión" del

desarrollo en esa área.

32


Estas dos causas del crecimiento de la carga se relacionan con diversas partes de las

características de la curva de " S ", según lo mostrado en la figura III.5.1. La rampa de

crecimiento que ocurre en un período de tiempo corto, se debe a los nuevos consumidores

en el área. El crecimiento lento, constante que sucede después puede deberse al aumento

del ingreso per cápita de los consumidores en el área. En algunos casos, la tendencia lenta

y constante es una reducción en un cierto plazo, debido a mejorar la eficacia de la

aplicación.

25 -i

Curva "S"

Años

10

Fisura m.5.1

33

PROGRAMA DIGITAL PAR A EL PRONOSTICO DE CARGA ELÉCTRICA ESPACIAL

4.1. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROGRAMA DE

PRONÓSTICO DE CARGA ELÉCTRICA ESPACIAL (MPCES)

El programa de pronóstico de carga eléctrica espacial MPCES tiene una plataforma

Windows, realizado mediante un lenguaje de alto nivel Visual Basic V5.0. Las necesidades

del sistema para su funcionamiento son las siguientes: Puede ejecutarse en un computador

que tenga al menos un procesador 486 DX2 y Windows 95.

El modelo de pronóstico de carga se define mediante módulos de área con cargas descritas,

de acuerdo al patrón del uso de la tierra para el año de estudio de cada ciudad o estado. Los

archivos del modelo también contienen valores del consumo estimado de energía futura,

factores de carga y factores de saturación para cada zonificación encontrada en el área de

estudio.

El programa contiene una serie de "ínterfaces" para calcular y comparar los consumos de

energía y demandas presente y proyectada para cada área de carga y determina una tasa de

crecimiento anual compuesta para cada una. También calcula diferentes índices como por

ejemplo factor de carga, factor de coincidencia., densidad de carga por área. El modelo se

puede correlacionar con Modelos de Distribución Primaria (DPA, PRJNDIS, etc.),

identificando el módulo de área de carga en el cual está localizado cada nodo de circuito

primario. La demanda de cada nodo de circuito para los años anteriores, al horizonte puede

ser calculada entonces usando la tasa de crecimiento distintiva de cada área de carga.

4.2. PRONOSTICO DE CARGA

El pronóstico de carga no tiene un grupo de ecuaciones o parámetros definidos, mediante el

uso de los cuales se garantice un resultado totalmente acertado. En vez de eso existen un

número de aproximaciones y técnicas que si se aplican con criterio se pueden obtener

predicciones con una confiabilidad razonable.

35

PROGRAMA DIGITAL PARA EL PRONOSTICO DE CARGA ELÉCTRICA ESP ACIAL

El contar con proyecciones de MW ó (kW) y GWh ó (kWh) confiables es imprescindible

para los planífícadores a fin de usar las mismas en el desarrollo de sus planes energéticos y

de inversiones del sistema.

Los métodos modernos usados en este tipo de aplicación son los siguientes;

• El Método Econométrico, que utiliza proyecciones económicas y demográficas que son

obtenidas de fuentes exteriores tales como Consultores del BTD (Banco Interamericano

de Desarrollo), OLADE, etc., o por medio de una determinación probabilística de los

potenciales de desarrollo.

• El Método Markov, que usa el mismo tipo de información anterior.

• El Método de Correlación, Que relaciona la carga con indicadores brutos como años,

indicadores económicos, población, etc.

• El Método Micro, que analiza los cambios en el número de consumidores y en el uso

promedio por consumidor.

Los tres primeros responden al nombre genérico de métodos de macropredicción y se

utiliza en proyecciones en el ámbito de sistemas de potencia (Generación y Transmisión);

mientras que el método de micropredicción se puede usar en el ámbito de Distribución.

En el Ecuador se ha trabajado normalmente a nivel de sistema, el método de proyección

con una correlación simple y matemáticamente carga vs. años.

Uno de los niveles de este trabajo es destacar como este último, no es aplicable al

pronóstico de demanda para uso en planificación de sistemas de distribución y destacar el

uso del método micro como herramienta adecuada en conjunto con el uso de la tierra. •

El uso del computador es herramienta común para cualquiera de los métodos.

4.2.1. PRONÓSTICO DE CARGA MEDIANTE PROYECCIÓN DE CARGAS

HISTÓRICAS

Teóricamente los equipos eléctricos tienen una vida de 30 a 50 años, siempre que se

36

PROGRAMA DIGH^AL PARAEL PRONÓSTICO DE CARGA ELECTRIC A ESP ACIAL

instalen en el lugar y tiempo correctos y se mantengan y operen en las condiciones

especificas.

El instalarlos a tiempo y en el lugar adecuado puede realizarse siempre que se tenga una

buena y realista pronóstico de carga.

El método tradicional para realizar dicha pronóstico a nivel de distribución, ha sido el

denominado "proyecciones matemáticas de los datos históricos". Estas proyecciones se

acompañan generalmente con consideraciones de criterio a fin de garantizar una mayor

confiabilidad.

La figura IV.2.1 ilustra este concepto:

Proyección matemática de cargas históricas

200000 í150000 4"

1960 1970 1980 1990 2000 2010

años

Proyección matemática

Figura IV.2.1

Básicamente este método falla, para su uso en la planificación de sistemas de distribución,

por los siguientes conceptos:

1. - Es una herramienta estrictamente matemática.

2. - El pronóstico se efectúa por grandes bloques de carga; áreas especificas como ciudades,

estados; demandas de sistemas interconectados; etc., en kW o KWh.

37


3. - No se hace pronóstico por consumidor (kWh/ Cons.) y sus características de consumo,

por lo que tácticamente acepta la premisa que los consumidores continuarán actuando en el

futuro como lo hicieron en el pasado.

4. - La proyección histórica no toma en cuenta como parámetros el aumento o disminución

de la población por causas distintas a las normales, Esto es:

No toma en cuenta la migración de la gente del campo a las ciudades, bien sea:

• A las ciudades de la misma provincia.

• A ciudades de distintas provincias.

5. - No toma en cuenta la descentralización de la industria en grandes ciudades, moviéndose

a lugares periféricos o a ciudades más pequeñas con la consiguiente migración poblacional

que esto significa.

5. - No toma en cuenta como parámetro el aumento del consumo como consecuencia del

aumento de los ingresos (nivel de vida).

6. - Estas técnicas dan un estimado razonable únicamente hasta cinco años.

4.2.2 NUEVAS TÉCNICAS 0E PRONOSTICO DE CARGA

Para superar las deficiencias mencionadas., la tendencia es el uso de nuevas técnicas de

pronóstico en forma de modelos que incluyen los siguientes hechos ciertos y su influencia

definitiva en las predicciones:

» Incremento de población.

PROGRAMA DIGITAL PARA El. PRONÓSTICO DB CARGA ELÉCTRICA ESPACIAL

Es innegable que el Ecuador se trata de un país con la población creciendo a ritmo

acelerado y en todas sus partes.

Esto trae como consecuencia que esta población deberá ser suplida con casa, comida,

carro, recreación, educación, etc., lo que llevará a incrementos sustanciales en fuerza de

trabajo del país, del ingreso familiar y el consumo total de energía.

El desplazamiento de la población.

Hay una tendencia cierta en el movimiento de la gente, el cual afecta los sistemas

eléctricos de la nación, el desplazamiento del medio rural a las grandes ciudades.

El incremento del consumo de energía.

• En el país la tendencia, es hacia un mayor consumo de energía por consumidor por

tratarse del Ecuador un país en desarrollo. Aunque en los últimos años debido a la crisis

económica que atraviesa el país, se encuentran distorsiones a estas premisas.

Todos estos cambios futuros y reconocidos convierten en necesario el uso de nuevas

técnicas de pronóstico que contemplen dichos cambios.

El método micro de pronóstico en conjunto con el uso de la tierra forman una llave que

permite la conceptualización de un modelo que responde a estas expectativas.

Cabe destacar que el método micro es un enfoque que ya se ha ímplementado en algunas

empresas de servicios públicos para proyectar las categorías de los consumidores en

función de los cambios potenciales en el número de consumidores y en los kWh

demandados por el consumidor promedio, claro está que aún falta el trabajo de

levantamiento de datos adecuado para proveer al modelo de los elementos para que


funcione., y se den resultados que representen la realidad.

Este método se basa en gran parte en el juicio y/o análisis de los efectos sobre la carga de

los cambios en la población, ingreso per- capita, futura actividad industrial, niveles de

saturación de uso de artefactos eléctricos., las relaciones entre los sectores residenciales y

comerciales, patrones de consumo, costos y elasticidad-precio.

Pero para realizar este estudio con la intervención de todas estas variables se requiere un

estudio del mercado de los consumidores industríales y comerciales y un análisis detallado

del sector residencial, en la actualidad este tipo de trabajo muy detallado, no existe en

ninguna de las Empresas Distribuidoras del país.

En el presente trabajo, se utilizan datos existentes de consumo de potencia y energía de los

distintos tipos de usuarios, además de los factores de carga y saturación correspondientes,

además de las densidades de carga en conjunto con el uso de la tierra, que es una técnica de

gran desarrollo en los últimos diez años. El uso de estos dos parámetros mezclados y con el

correspondiente factor de saturación y factor de carga permiten obtener las demandas por

micro área que facilitan la planificación de subestaciones de distribución y circuitos

primarios.

Una subestación cubre, normalmente, áreas relativamente pequeñas, con radios de acción

que están entre un (1) Km y cuarenta (40) Km" (El primario 57 A de la subestación

Pomasqui, cubre un área aproximada de cuarenta y cinco (45) Km", y en la propuesta de

reconfíguración cubre un área aproximada de veinticuatro (24) km2), dependiendo de la

capacidad de la subestación instalada y de las densidades presentes.

En consecuencia el tamaño de la subestación dependerá de parámetros como son:

• Zonificación de la tierra

• Consumidores existentes

• Energía por consumidor.

• Otros.

40

PROGRAMA DIGITAL PARA HL PRONÓSTICO DE CARGA ELÉCTRICA ESPACIAL

Se debe tomar en cuanta que las zonificaciones tienen cambios bruscos, pudiendo pasar de

una zona tipo unifamiliar a multifamiliar o una industrial a residencial por descentralización

de las industrias. Por último diferentes consumidores tendrán consumos distintos, de

acuerdo a su categoría.

Este tipo de hechos en conjunto no puede estudiarse basándose solamente en

procedimientos puramente estadísticos, como complemento se requiere el estudio de los

factores de saturación de los diferentes tipos de consumidores.

El método usado por el MPCES es computarízado y se definen microáreas como por

ejemplo, de Y* Km" ó 1 Km", denominadas módulos de carga que están constituidas de

acuerdo al patrón del uso de la tierra para el año horizonte de cada ciudad o región a

estudiar, los archivos del modelo contienen además valores estimados del consumo futuro

de energía., factores de carga, densidades de carga y factores de saturación para cada

zonifícación definida en el área de estudio.

4.3. PARÁMETROS DEL MODELO DE PRONÓSTICO DE CARGA

4.3.1 USO FUTURO DE LA TIERRA

El determinar dónde estarán los futuros consumidores debería" comenzar con la

investigación en las agencias de planificación regionales, estatales y municipales. El objeto

de estas investigaciones es obtener información relativa a cómo se usará la tierra en una

fecha futura tal como el año horizonte del área de estudio.

Usualmente estos planes suministran información relativa a la localización futura de áreas o

usos: residenciales unifamiliares.

41


Tomando en cuenta las características de las viviendas, del tipo de clase social presente en

la zona, y la zonificacíón futura se puede obtener la distribución de los consumidores

dentro de cada zona residencial. En la tabla IV.3.1. se indican la división de suelo y tipo de

vivienda que se utiliza en la EEQS A.

CONSUMIDOR

TIPO

A

B

C

D

ZONA TIPO/ 2\)

R.1

R.2

R.3

R.3B

R.4a

R.4B

R.4C

R.5a

R.5B

R.5C

R.5D

R.5E

ÁREA/LOTE

MÍNIMA (nr)

1500

800

450

500

300

300

300

ISO

150

200

200

180

VIVIENDA TIPO

Unifamiliar aislada

Unifamiliar aislada

Unifamiliar aislada

Bifamiliar aislada

Unifamiliar aislada

Unifamiliar pareada

Bifamiliar aislada

Bifamiliar pareada

Unifamiliar pareada

Unifamiliar continua

Bifamiliar pareada

Bifamiliar continua

Bifamiliar sobre línea

CUS

(%)

50

70

SO

30

SO

80

100

100

100

100

100

100

100

FRENTE

MÍNIMO (m)

35

25

16

16

14

10

14

10

10

8

10

S

8

Tabla IV.3.1. División de suelo y tipo de vivienda.'

Donde CUS— Coeficiente de utilización del suelo.

Referencia bibliográfica [4]

42

PROGRAMA DIGITAL PARA EL PRONÓSTICO DIS CARGA ELÉCTRICA ESPACIAL

En un primer paso se fijan los niveles de saturación esperados en cada área de la ciudad

sobre la base de un factor de saturación fijo.

En el segundo paso de obtiene el valor inicial de consumidores posibles.que se espera en la

zona.

El factor de saturación comercial es similar al residencial para cada área debido a que el

comercio se satura en proporción al número de personas con poder adquisitivo, a mayor

personas en el área, mayor densidad comercial de la misma.

El factor de saturación industrial puede definirse como:

„ . , Y1, km2 industrial es actuales (¿n nfs rnd. = ̂ ^ J

industriales posibles

El área posible, es la permitida por el uso futuro de la tierra y de los planes activos

urbanísticos.

El área necesaria, se halla en función del desarrollo industrial de la zona, número de

empleados futuros industriales, consumo industrial futuro, números de industrias futuras.,

etc.

4.3.2. REQUERIMIENTOS ELÉCTRICOS FUTUROS DE CARGA Y

CLASIFICACIÓN DEL USO DE LA TIERRA

El próximo paso en el Modelo de Pronóstico de Carga es determinar los probables

requerimientos de energía eléctrica para cada uno de los diferentes consumidores

existentes:

43

PROGRAMA DIGITAL PARA F.L PRONÓSTICO DE CARGA FJ.KCTRICAESPACIAL

En este punto deberán responderse preguntas futuras como:

• ¿Cómo será la saturación de aparatos eléctricos?

• ¿Cuáles serán los nuevos niveles de iluminación comerciales e industriales?

• ¿Qué ocurrirá con el aire acondicionado?

• ¿Qué procesos industriales se convertirán en eléctricos?

• Otros

Para responder estas preguntas deberán hallarse índices de consumo en kWh/ Cons. o

kWh/Km2 futuro, para los distintos tipos de consumidores del área.

En el caso residencial se puede hallar estos índices por distintos métodos:

Una herramienta de ayuda es el "análisis de regresión". Es normal encontrar una buena

correlación entre kWh anuales Vs años, por ejemplo.

Los resultados obtenidos por medio de este análisis pueden suponer razonables criterios

como:

• A mayores ingresos mayor consumo de electricidad.

• A mayores ingresos mayor compra de aparatos.

Otra herramienta común es el método conocido como saturación de aparatos o método

sintético.

Este método está basado en la premisa de que los consumidores tendrán más aparatos en el

futuro debido al aumento de empresas.

Una tercera técnica la más importante y actual la constituye la determinación de curvas

kWh/cons Vs. Ingreso/cons.

Este método se basa en el célebre axioma de que a medida que aumentan los ingresos de los

consumidores éstos aumentan el consumo eléctrico, o sea kWh. El método se fundamenta

en el uso de información socioeconómica (ingresos por clase social) y estadísticas de kWh

de los consumidores del área

44

l'ROGRAMA DIGITAL PARA 1-J. PRONÓSTICO DE CARGA ELÉCTRICA ESPACIAL

El primer paso es la clasificación de la población (familias) sobre la base del ingreso medio._^ o

En ella Rm es el ingreso promedio de la población del Estado.

Por lo tanto es fácil deducir de la misma una clasificación de ¡a población en 3 clases

sociales de acuerdo a Rm, Así:

A: Es la clase alta ingreso promedio mayor que 2Rm

M: Es la clase media con ingreso promedio entre Rrn y 2 Rm

B: Es la clase baja con ingreso promedio menor que Rm/2

La idea es relacionar los ingresos por consumidor para cada clase social con los kWh/cons

respectivos.

En el presente trabajo, se toma la clasificación de los diferentes tipos de consumidores

residenciales en tres categorías, residencial clase alta, residencial clase media y residencial

clase baja, pero de acuerdo al nivel de consumo según la tabla II.8.1.

Para el caso comercial. Los índices de consumo se hallan por tipo de comercio establecidos,

como por ejemplo:

• Comercio Local

• Comercio Metropolitano (Supermercado).

El tratamiento es ei mismo en cuanto a los datos que se necesitan, es decir, se ingresan los

datos de demanda, consumo de energía y los factores de carga, saturación y densidad de

carga en el área establecida.

4.3.3. TÉCNICAS DE SATURACIÓN DE LA TIERRA APLICADA A LA

DISTRIBUCIÓN DE LA POBLACIÓN EN MICROÁREAS URBANAS

PARA LA ESTIMACIÓN DE CONSUMOS

Se deben tornar en cuenta para determinar las predicciones de demanda a nivel de las redes

de distribución, 1) los índices de consumo por tipo de consumidor, 2) el total de la


45

pRQGRAMA DIGITAL PARA EL PRONOSTICO DF. CARGA ELÉCTRICA ESPACIAL

población y 3) el factor de saturación que se define como:

Z consumidores presentes (4.3 .3 . 1)

consumidores posibles proyectados

La Planificación cae dentro de dos amplias categorías., análisis a corto plazo y a largo plazo

(categorías de análisis, corto plazo y largo plazo), las cuáles difieren ambas en espacios de

tiempo y metas. La planificación a corto plazo ha sido siempre lo tradicional para sistemas

de distribución y es aplicada lo suficientemente lejos en el futuro para cubrir distribución

de equipos y en tiempos de construcciones importantes para las siguientes series de

adiciones del sistema.

Las nietas y motivaciones de la planificación a corto plazo son determinar el mejor plan

individual para los compromisos presentes de construcción y asegurar que el equipamiento

requerido es manejable y funcional cuando éste es necesitado.

Por contraste, la planificación a largo plazo, está motivada por un deseo de determinar la

viabilidad económica de los compromisos a corto plazo.

El propósito fundamental de la planificación de la distribución de potencia, es determinar

una ordenada expansión del actual sistema, en acuerdo a satisfacer la demanda futura y

pronosticar el presupuesto necesario para la planificación financiera.

La Planificación cae dentro de dos amplias categorías, análisis a corto plazo y a largo plazo

(categorías de análisis, corto plazo y largo plazo), las cuáles difieren ambas en espacios de

tiempo y metas. La planificación a corto plazo ha sido siempre lo tradicional para sistemas

de distribución y es aplicada lo suficientemente lejos en el futuro para cubrir distribución

de equipos y en tiempos de construcciones importantes para las siguientes series de

adiciones del sistema.

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Las metas y motivaciones de la planificación a corto plazo son determinar el mejor pían

individual para los compromisos presentes de construcción y asegurar que el equipamiento

requerido es manejable y funcional cuando este es necesitado.

Por contraste, la planificación a largo plazo, esíá motivada por un deseo de determinar la

viabilidad económica de los compromisos a corto plazo.

El propósito fundamental de la planificación de la distribución de potencia, es determinar

una ordenada expansión del actual sistema, para satisfacer la demanda futura y pronosticar

el presupuesto necesario para la planificación financiera

4.3.4. MÉTODOS PARA LA FIJACIÓN DEL FACTOR DE SATURACIÓN POR

MICROÁREAS

4.3.4.1. DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE SATURACIÓN POR MICROÁREA

En el cálculo del factor de saturación, intervienen dos parámetros fundamentales: la

población actual y pían de ordenamiento urbano de la zona en estudio. Este proceso se lleva

a cabo mediante la utilización de dos métodos: directo o indirecto, que conduce a la

determinación del factor de saturación por microárea, a partir del cual se podrá estimar con

mayor precisión el correspondiente factor a corto plazo y mediano plazo.

4.3.4.2. MÉTODO DIRECTO

Consiste en determinar el factor de saturación, a partir del número real de consumidores de

la zona de estudio y el plan de ordenamiento urbano.

Mediante la división en módulos de área de la zona se procede a ubicar el número de

consumidores presentes y futuros calculando el factor de saturación para cada microárea.

47

PROGRAMA DIGITAL PARA El. PRONÓSTICO DF. CAItGA ELÉCTRICA ESPACIAL

Luego, se obtiene un total de consumidores para toda el área proveniente de la suma de

cada microárea, el cual deberá ser ajustado con el total de consumidores realmente

servidos. Este ajuste se realiza mediante el factor de saturación global que se define

mediante la expresión:

E consumidores presentes (4.3.4.2.1)

E consumidores posibles o proyectados

A continuación se explicará el procedimiento a seguir en la determinación del factor de

saturación por módulo de área.

Para determinar el número de consumidores presentes por microárea, se emplean las rutas

de facturación de consumidores residenciales. El proceso comienza por la ubicación en los

planos de las rutas con sus respectivos números de consumidores. Asociando los

consumidores a cada módulo de área, se determina el número de consumidores presentes

mediante la siguiente expresión:

Cij = # consumidores por microárea (i=l..n) (4.3.4.2.2)

En donde Cij representa el número de consumidores de la ruta i en la microárea j.

Luego, para determinar el número de consumidores posibles, se emplea el mismo plano

cuadriculado., pero con el uso de la tierra. Utilizando el computador se obtiene para cada

módulo el número de consumidores posibles, mediante la siguiente expresión:

Cjp = Dkj * Plg (k-l...n) (4.3.4.2.3)

En donde Dkj representa la densidad neta de consumidores por zonifícación k en la

microárea j y Pkj el área neta residencial de la zonifícación k en la microárea j.

48


4.3.4.3 MÉTODO INDIRECTO

En la determinación del parámetro población, esta técnica analiza los registros de consumo

de los .servicios que faciliten la obtención del número de consumidores residenciales

actuales. Tal es el caso del Servicio Eléctrico, que tiene la demanda eléctrica directamente

relacionada con el número de consumidores en determinada microárea.

A continuación se explica el procedimiento usado a través del análisis del Servicio

Eléctrico.

Usando los planos debidamente cuadriculados de la zona a estudiar, se procede a ubicar los

alimentadores de cada subestación indicando a cada uno su troncal y derivaciones en

detalle. Este proceso debe abarcar la zona completa, obteniéndose el Sistema de Redes de

Distribución.

Mediante el empleo de nodos y ramales, asignando números se logra una representación

matemática de la Red ubicándola según cada microárea. Finalizando este proceso de

digital ización, se introduce esta información en el computador. Adicionalrnente se conoce

para cada alimentador la demanda (kW, kVA, levar) o la energía (kWh) que mediante un

proceso de asignación, es procesada por el computador ubicando en cada nodo de la red, la

demanda o el consumo correspondiente.

En este caso, un nodo representa un grupo de bancos de transformación los cuales sirven

una determinada cantidad de consumidores. Para cada microárea se "totaliza el total de

energía por los nodos presentes según la siguiente expresión:

(4.3.4.3.1)

Donde Ej es la energía correspondiente al nodo i, perteneciente al módulo de área j.

Obtenido el consumo de energía por microárea en estudio., se procede a determinar el

número de consumidores asociados a este nodo.

Para cada módulo del área de estudio, existirá una determinada clase social, lo cual definirá

un valor de (kWh/cons) promedio.

49

PROGRAMA DIGITAL I'ARA EL PRONÓSTICO DE CARGA ELÉCTRICA ESPACIAL

4.4. DIVISIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO

4.4.1 DIVISIÓN POR MICROAREAS

Una microárea se define como una "subdivisión del área urbana de un sistema de

distribución, con una demanda proyectada que represente una fracción de la demanda

máxima prevista por primario".

La división por microáreas^ facilita el manejo de los datos de consumo de energía,

demanda., densidad de carga, factores de saturación, etc., de los diferentes tipos de

consumidores que pertenecen a dicha microárea. Las divisiones se realizan sobreponiendo

una cuadrícula sobre la base geográfica del área de servicio de una subestación y sus

alimentadores. Se pueden escoger microáreas de 0.25 km", 1 km", 5 km", 7 km2, etc.,

dependiendo del grado de resolución que se desee obtener en el pronóstico de carga/0

donde se espera tener demandas por microárea que subdividan equitativamente a un

primario.

T "f * O

En la figura IV.4.1 ", se muestra una región dividida en microáreas de Ikm" Una región

entera puede dividirse en áreas según la planificación de distribución de cada empresa. En

ésta se pueden describir las zonas de uso de la tierra de los distintos tipos de consumidores

y codificar la información de cada área con el tipo de consumidor, demanda, consumo de

energía, densidad de carga, el uso del suelo, etc.

La codificación de datos de las microáreas se la puede hacer en función de la ubicación

geográfica exacta, que es lo más conveniente desde el punto de vista operativo, pero al

plano de microáreas se pueden escoger arbitrariamente ejes de referencia.

9 Cita textual tomada de la Referencia Bibliográfica [14]

10 Referencia Bibliográfica [22]

11 Referencia Bibliográfica [91]

12 Mapa di totalizado de la Referencia Bibliográfica [1SJ

50

PROGRAMA DIGITAL PARA EL PRONÓSTICO DE CARGA ELÉCTRICA ESPACÍ AI.

En el caso mostrado en la figura se codificaron las microáreas de 1 a 24, empezando por el

extremo superior izquierdo.

r̂ uî -', -;/ ¿l* ĵ̂ " rf^slLJ''-•- .? /•}^s^fezíS^^^LfX^-'í" fh

Un concepto importante dentro de la división de un área de servicio de una subestación, en

microáreas es el de la ubicación del centro de gravedad de la carga, que está definido como

un punto con momentos eléctricos iguales, para todas las cargas en el área considerada.

Luego de la determinación de los ejes de referencia se pueden calcular los momentos de la

siguiente manera:

Centro de gravedad de la carga en x —y (Demanda en el eje x * Distancia en x)¡

Demanda Total(4.4.1.1.)

51


y^ (Demanda en el eje y * Distancia en y).Centro de grvedad de la crga en y = — (4.4.1.2.)

Demanda Total

Se debe tomar en cuenta que el centro de gravedad de la carga no es el mismo que el centro

geométrico del área de servicio debido a que la carga no se encuentra idealmente

distribuida, es decir que la carga se distribuye aleatoriamente en el área de servicio.

4.5. FUENTES Y EXTRACCIÓN DE DATOS

Los datos básicos de entrada del modelo de pronóstico de carga, consisten básicamente en

extraer todas las informaciones de cada área relacionada con: uso del suelo en el módulo de

área, consumo de energía por módulo de área y por tipo de consumidor, demanda del

módulo de área y por tipo de consumidor, densidades de carga por módulo de área,

necesidades energéticas y cargas existentes. Tales datos se pueden obtener de los

correspondientes mapas del territorio en servicio según lo preparado por la empresa

interesada así como por otras fuentes, tales como agencias gubernamentales de la ciudad o

de la provincia. Estos pueden incluir los planos principales de la utilización del suelo según

lo adoptado para una o más regiones. Si no se tienen tales datos específicos, el encargado

del pronóstico debería consultar otras agencias como las cámaras de comercio, agencias

municipales y dibujar su propio mapa. Este mapa podría contener la información de la

utilización del suelo a largo plazo, para tener una base para el pronóstico.

En las empresas eléctricas, se pueden obtener una serie de datos que se utilizan para la

planificación de distribución y que contiene las áreas de carga clasificadas desde algunos

puntos de vista; Uno de ellos es de acuerdo a los alimentadores principales y subestaciones.

52

PROGRAMA DIGITAL PARA EL PROXOSTICO DE CARGA ELÉCTRICA ESPACIAL

Otro punto de vista es la clasificación de los distintos tipos de consumidores, sus demandas

y consumos según las hojas de rutas de medición del consumo., pero este trabajo de

levantamiento de datos, en lo que tiene que ver a la EEQSA, se empezará recién en Marzo

del2000.13

En el caso del presente trabajo se recopiló información del alimentador 57A de la

subestación Pomasqui de la ciudad de Quito.

4.6. INFORMACIÓN PROPORCIONADA POR EL MODELO DE

PRONÓSTICO DE CARGA

Los datos de área y cuadrícula archivados, combinados con los índices obtenidos de factor

de saturación, kwh/kin2, kW/knr, factores de carga, etc., que también son datos que

proporciona el modelo producirán totales por módulo de área de kWh y kW, también

valores de energía y potencia por zona y por clase. Estos resultados son calculados por el

programa.

La información básica mostrada por el programa es la siguiente:

1. Demanda por módulo de área.

2. Demanda por tipo y clase de consumidor.

3. Energía consumida por módulo de área.

4. Energía consumida por tipo y clase de consumidor.

5. índices residenciales de densidad de carga por tipo de consumidor y por módulo de

área.

13 Información proporcionada por el íng. Mario Albuja, jefe del Departamento de Proyectos,

Inventarios y Avalúos (PÍA) de la EEQSA

5


6. índices comerciales de densidad de carga por tipo de consumidor y por módulo de área.

7. índices industriales de densidad de carga por tipo de consumidor y por módulo de área.

8. Porcentaje de crecimiento de la carga por tipo de consumidor y por módulo de área.

9. índices de factores de carga y saturación.

10. índices de factores de demanda y coincidencia.

4.7. RESTRICCIONES AL MODELO DE PRONÓSTICO DE CARGA

El modelo de predicción de carga diseñado, tiene ciertas restricciones en esta primera

versión, posteriormente en otras versiones, se podría ampliar el alcance y la metodología

usada para este tipo de sistema.

Dentro de las principales restricciones se tienen las siguientes:

Las bases de datos, trabajan con la funcionalidad del motor de base de datos (Microsoft

Jet), que es un sistema de administración de bases de datos que recupera y almacena

datos del sistema y de los usuarios. El motor de base de datos Microsoft Jet se puede

ver como un componente administrador de datos con el que se crean otros sistemas de

acceso a datos, como Microsoft Access y Visual Basic. Por lo que si se utiliza otro

motor para generar bases de datos, como por ejemplo UNIX, se tendrá que realizar un

programa aparte para poder adquirir los datos de estos otros sistemas.

En esta primera versión del programa, no se utilizan índices econométricos, como son

por ejemplo los índices de elasticidad al PJB (Producto Interno Bruto), o los costos de

energía $/kWh.

54

PROGRAMA DIGITAL PARA EL PRONTOgTJCO DECARGA ELÉCTRICA ESP AC1 AI.

• El programa no es sensible a las variaciones económicas, es decir que no se pueden

evaluar distintos escenarios económicos en los que están inmersos los consumidores,

sin embargo se pueden evaluar "escenarios" de demanda por microárea para diferentes

tipos de consumidores. '•

• Al no existir todavía una base de datos reales en cuanto al número exacto de

consumidores de las diferentes clases y consumos de energía, en las microáreas

consideradas el modelo todavía es aproximado y se podría evaluar el error

correspondiente, al tener los datos reales.

55


CAPITULO V

APLICACIÓN DEL MODELO DE

PRONÓSTICO DE CARGA ELÉCTRICA

ESPACIAL

56


5.1. ESTRUCTURA DE LA BASE DE DATOS DEL PROGRAMA

(MPCES)

El diseño de la base de datos del programa se ha realizado en Access 97. Una base de datos

es un conjunto de información relacionada con una finalidad, tal como el seguimiento de

los consumos de los clientes de un sistema eléctrico.

Éstos son los pasos básicos que se siguió para diseñar la base de datos:

• Determinar la finalidad de la base de;daíos.

• Determinar las tablas que se necesitan en la base de datos.

• Determinar los campos que se necesitan en las tablas.

• Identificar los campos con valores exclusivos.

• Determinar las relaciones entre las tablas.

• Precisar el diseño. i

• Agregar datos y crear otros objetos de la base de datos.

Es necesario saber qué información desea obtener de la base de datos. A partir de esta

información, se puede determinar sobre qué temas necesitan almacenar datos (las tablas) y

qué datos se necesitan almacenar sobre cada tema (los campos de las tablas).

Al diseñar las tablas, se divide la información teniendo en cuenta los siguientes principios

de diseño fundamentales:

• Cuando cada elemento de información está almacenado en una tabla; se actualiza en un

solo lugar. Esto resulta más eficiente y elimina la posibilidad de que existan entradas

duplicadas que contengan información diferente.

57

PROGRAMA DIGITAL PARA F.¡. PRONOSTICO DE CARGA ELÉCTRICA ESP ACIAL

• Cuando cada tabla contiene hechos

información acerca de cada asunto i

sólo sobre un asunto, puede mantener la

independientemente de otros asuntos.

• Cada tabla contiene i

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA · 2019. 4. 7. · 3.3. Densida de carga eléctrica 2 d 5 3.3.1....

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