Planificación de los Sistemas de Distribución

Eléctrica

“Perspectivas en el Sector de Energía Eléctrica Rumbo al Bicentenario”

Carlos Quispe Anccasi

Contenido

1. Modelo de mercado de electricidad

2. La distribución eléctrica en el Perú

3. Contexto Actual de la Planificación de los Sistemas de Distribución Eléctrica en el Perú.

4. Metodología de la Planificación.

5. Estudio de Caso.

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1. Modelo de mercado de electricidad

Competencia Mayorista Competencia Minorista

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2. La distribución eléctrica en el Perú

Gönen (1986), la distribución eléctrica, incluyen todos los elementos de transporte deenergía eléctrica comprendidos desde la salida de las Subestaciones de Potencia, redesde Media Tensión, Baja Tensión, Subestaciones de Distribución y las redes de AlumbradoPúblico.

Un sistema de distribución de energía eléctrica es el conjunto de equipos que permitenenergizar en forma segura y fiable un número determinado de cargas, en distintosniveles de tensión, ubicados generalmente en diferentes lugares.

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2. La distribución eléctrica en el Perú

Fuente: Osinergmin

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2. La distribución eléctrica en el Perú

ItemEmpresas de Distribución 

Eléctrica

1 Adinelsa2 Chavimochic3 Coelvisac4 Enel Distribución5 Edelsa6 Egepsa7 Electro Oriente8 Electro Pangoa9 Electro Puno10 Electro Sur Este11 Electro Dunas12 Electro Tocache13 Electro Ucayali14 Electrocentro

ItemEmpresas de Distribución 

Eléctrica

15 Electronoroeste16 Electronorte17 Electrosur18 Emsemsa19 Emseusa20 Hidrandina21 Luz del Sur22 Seal23 Sersa24 Perú Microenergia25 Eilhicha26 Esempat27 Entelin28 Ergon

Empresas de Distribución Eléctrica

Fuente: Osinergmin

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Empresas de Distribución EléctricaFuente: Osinergmin

EMPRESACantidad de Sistemas Eléctricos

ADIL   26CHAV   4COEL   4EDLN   12EGEP   1EIHC   2ELC   46ELIN   1ELN   18ELNM   41ELNO   24ELOR   62ELPU   16ELS   11ELSE   32ELSM   22ELTO   2ELUC   8EMSE   1EMSU   1EPA2   1EPAN   1ERGO   3ESEM   1LDS   11PME   1SEAL   23SERS   1TOTAL    376

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2. La distribución eléctrica en el Perú

Esquema de evolución de la redFuente: https://www.editores.com.ar

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2. La distribución eléctrica en el Perú

En un análisis para la determinación de la eficiencia de las empresas dedistribución eléctrica de propiedad de estado, mediante la metodología deAnálisis Envolvente de Datos (DEA), en tres escenarios con la información de lagestión empresarial al III trimestre del año 2018 e información del Valor Nuevode Reemplazo VNR, los resultados son los siguientes:

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EscenarioRedes de Media Tensión

KMT Venta de Energía KWH

Equipos de Protección EPSubestaciones de Distribución

SED

Redes de Baja Tensión KBT

Cantidad de Personal CPFrecuencia de Interrupciones

SAIFI

Duración de Interrupción

SAIDI

Redes de Media Tensión

KMTCantidad de Clientes

CLTS

Equipos de Protección EPSubestaciones de Distribución

SED

Redes de Baja Tensión KBT

Cantidad de Personal CPFrecuencia de Interrupciones

SAIFI

Duración de Interrupción

SAIDI

Redes de Media Tensión

KMTFrecuencia de Interrupciones

1/SAIFI

Equipos de Protección EPDuración de Interrupción

1/SAIDI

Subestaciones de Distribución

SED

Redes de Baja Tensión KBT

Cantidad de Personal CP* En el escenario C, las salidas son inversas 1/SAIFI; 1/SAIDI

C

A

Imput Output

B

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Fuente: Elaboración propia

0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.00

ADINELSA

ELECTRO_ORIENTE

ELECTRO_UCAYALI

ELECTROCENTRO

ELECTRONOROESTE

ELECTRONORTEELECTROPUNO

ELECTROSUR

ELECTROSURESTE

HIDRANDINA

SEAL

SAIFI SAIDI

0.00

500,000.00

1,000,000.00

1,500,000.00

2,000,000.00ADINELSA

ELECTRO_ORIENTE

ELECTRO_UCAYALI

ELECTROCENTRO

ELECTRONOROESTE

ELECTRONORTEELECTROPUNO

ELECTROSUR

ELECTROSURESTE

HIDRANDINA

SEAL

CLTS MWH

0.00

5,000.00

10,000.00

15,000.00

20,000.00ADINELSA

ELECTRO_ORIENTE

ELECTRO_UCAYALI

ELECTROCENTRO

ELECTRONOROESTE

ELECTRONORTEELECTROPUNO

ELECTROSUR

ELECTROSURESTE

HIDRANDINA

SEAL

KMT EP

0.00

500.00

1,000.00

1,500.00

2,000.00ADINELSA

ELECTRO_ORIENTE

ELECTRO_UCAYALI

ELECTROCENTRO

ELECTRONOROESTE

ELECTRONORTEELECTROPUNO

ELECTROSUR

ELECTROSURESTE

HIDRANDINA

SEAL

CP

Fuente: Elaboración propia

2. La distribución eléctrica en el Perú

Con los cambios normativos en el sector de distribución eléctrica resultaadecuado efectuar análisis de eficiencia de las empresas distribuidoras,evaluando constantemente los niveles de eficiencia en cada uno de sussistemas eléctricos.

El Perú tiene variadas condiciones geográficas de difícil acceso, condicionesclimáticas diversas, dispersión de demanda que directamente influyen eneficiencia, muestra de ello se ve reflejada en los resultados obtenidos, empresascomo Adinelsa, Electro Puno y Electro Sur Este resultaron ineficiente en los tresescenarios.

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3. Contexto Actual de la Planificación de los Sistemas de Distribución Eléctrica en el Perú.

En relación a la planificación en los sistemas de distribución en Perú, el 23 desetiembre de 2015, se publicó el Decreto Legislativo N° 1208 (DL 1208) quepromueve el desarrollo de planes de inversión de las empresas de distribucióneléctrica bajo el ámbito del FONAFE. El DL 1208 establece que dichas empresasdeberán presentar al Osinergmin, al inicio de cada fijación del Valor Agregado deDistribución (VAD), un Estudio de Planeamiento Eléctrico de Largo Plazo que tengaasociado un Plan de Inversión en Distribución Eléctrica (PIDE), que será aprobadopor Osinergmin e incorporado en la anualidad de inversión reconocida en lafijación del VAD que corresponda. Al respecto, el MINEM no establece los criterios yla metodología de elaboración del PIDE, no ha sido posible que este sea elaboradocumpliendo con lo dispuesto en el citado DL 1208 y su Reglamento, ni tampocoaprobado siguiendo el procedimiento establecido por el Osinergmin.

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3. Contexto Actual de la Planificación de los Sistemas de Distribución Eléctrica en el Perú.

Procedimiento para la aprobación del plan de inversiones

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3. Contexto Actual de la Planificación de los Sistemas de Distribución Eléctrica en el Perú.

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4. Metodología de la Planificación.

La planificación de distribución es un proceso complicado de resolución, comúnmenteformulado como un problema de optimización entero no-lineal cuyo objetivo es:

Minimizar el Coste total:

• Costo de una nueva instalación o redimensionamiento.

• Costo de pérdidas (líneas y subestaciones).

• Costo de fiabilidad.

Sujeto a las siguientes restricciones:

• Red radial en operación.

• No superar capacidad de elementos eléctricos.

• No superar caídas de tensión máximas.

• Ecuaciones de red. (Leyes de Kirchhoff)

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5. Estudio de Caso.17

El planeamiento de sistemas de distribución consiste en realizar un proceso metódicoque permita garantizar el continuo suministro de energía eléctrica por parte de unaconcesionaria a los usuarios, teniendo en cuenta la expansión de los sistemas dedistribución, estudio del crecimiento de la demanda de la energía eléctrica y laadecuada expansión del sistema, manteniendo la viabilidad económica de la Empresay un mínimo costo en la tarifa de la energía para el usuario mediante la construcción denuevas subestaciones y líneas de distribución o repotenciando y reconfigurando lassubestaciones y líneas existentes.

Para lo cual se determinara dónde, cuántos y cuándo deben ser instalados orepotenciados los elementos de la red eléctrica, con los cuales se logra un mínimo costoy el cumplimiento de restricciones operativas con la finalidad de atender la demandaactual y futura con calidad, seguridad y economía en los horizontes de planificacióndefinidos.

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Criterios de planeamiento

El dimensionamiento de la capacidad de las instalaciones debe ser efectuado conforme seadapten a la demanda proyectada en los años futuros.

El planeamiento en los sistemas de distribución eléctrica comprende a las Líneas primarias,Redes Primarias y SED MT/BT

El planeamiento debe buscar que la configuración integral de los sistemas eléctricos permitanbrindar un servicio de suministro de energía segura, confiable y que cumpla con lasprescripciones de las normas vigentes.

El planeamiento debe ser elaborado a partir de la configuración y topología real de lossistemas eléctricos existentes, los cuales pueden ser del tipo radial o en anillo.

En los años del horizonte de planeamiento, se debe de optimizar el uso de las instalacionesexistentes antes de remodelar, construir, reconfigurar o incrementar equipos para laconfiabilidad de los sistemas eléctricos.

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Como parte de la optimización del uso de las instalaciones existentes se deben considerar lossiguientes:

Cambio de Sección de Conductores de las Redes Aéreas y Redes Subterráneas por uncalibre mayor al existente

Remodelación de redes aéreas por la antigüedad de sus instalaciones

Cambio y/o instalación de una nuevo transformador en las SEDs

Tomando como referencia la cargabilidad óptima de Conductores, Cables y Transformadores yotras recomendaciones técnicas de los estudios VAD para garantizar el mínimo costo deinversión, operación y mantenimiento.

Como parte de la confiabilidad de los sistemas de distribución, los alimentadores se dividirán entramos separados por sistemas de protección y control (Reclosers), los alimentadores contaráncon enlaces laterales para transferencia de carga a otro alimentador y la posibilidad detransferencia de carga a otro alimentador de otra SEP mediante la construcción de redes deenlaces unidos con Seccionadores bajo carga.

Criterios de planeamiento

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Se realiza el análisis de la proyección de la demanda (kW) para los años delhorizonte de planeamiento.

Proyección de la demanda

Sistema Eléctrico 2 021 2 022 2 023 2 024 2 025 2 026 2 027 2 028 2 029 2 030

AYACUCHO 18 064 18 805 19 567 20 349 21 151 21 972 22 813 23 672 24 550 25 446AYACUCHO RURAL 3 441 3 584 3 727 3 868 4 007 4 144 4 279 4 411 4 542 4 670

HUANCAYO 41 416 42 720 44 020 45 314 46 599 47 871 49 128 50 369 51 589 52 788VALLE 

MANTARO 1 6 101 6 226 6 348 6 468 6 584 6 697 6 807 6 913 7 016 7 115

VALLE MANTARO 2 5 394 5 612 5 827 6 038 6 245 6 447 6 645 6 837 7 024 7 206

VALLE MANTARO 3 4 527 4 706 4 882 5 054 5 222 5 385 5 544 5 696 5 843 5 984

VALLE MANTARO 4 6 569 6 728 6 885 7 039 7 191 7 338 7 481 7 619 7 752 7 879

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Una vez realizado el análisis de la evolución del mercado eléctrico y suproyección, se efectúa la distribución geográfica de los mapas de densidadde carga para atender demandas futuras en las zonas de alta densidad decarga.

Mapas de Densidad de Carga

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Mapa dedensidad decarga de laciudad de Tacnaaño 2030

Mapas de Densidad de Carga

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Para el diagnóstico de las condiciones de operación se realiza simulaciones del flujo depotencia de las operaciones en condiciones normales y en contingencia para el añobase y los años del horizonte de planeamiento.

Caídas de Tensión permisibles según NTCSE

Sistema Eléctrico

Caída de Tensión MT

Caída de Tensión BT

Sistemas Urbanos ±5% ±5%

Urbano‐Rurales y Rurales

±6% ±7.5%

Diagnóstico

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Caída de Tensión de la ciudad de Iquitos año 2022

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La cargabilidad en un conductor se define como la corriente con la cualestá operando en relación con la corriente nominal del conductor, esta esexpresada en porcentaje (%). Para determinar las cargabilidades se realizael análisis de flujos de potencia.

Niveles de las cargabilidad de conductores

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Cargabilidad de conductores del Alimentador A4202de la SET SALESIANOS del Sistema eléctricoHuancayo año 2024

Las Redes de color Azul tienen una cargabilidadmenores al 40%

Las Redes de color Celeste tienen unacargabilidad entre 40% y 50%

Las Redes de color Naranja tienen unacargabilidad entre 50% y 70%

Las Redes de color Rojo tienen una cargabilidadmayores a 70%

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Con los porcentajes de las perdidas en las redes de media tensión, identificamos los alimentadoresque tienen redes eléctricas ineficientes.

Y para el cumplimiento de los niveles máximos de Pérdidas técnicas, se realiza la comparación delos resultados con los valores permitidos conforme a la regulación de tarifas vigente (última fijaciónde tarifas de distribución):

Perdidas de Potencia y energía en las Redes

de Media Tensión

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La eficiencia de un transformador está relacionada entre la potencia útil y lapotencia absorbida de la red, ahora la eficiencia se vería afectada por laspérdidas propias del transformador que se asumirían como las perdidas en lasbobinas (lado primario y lado secundario), en el hierro, factor dieléctrico y porcorrientes parasitas.Se realiza un diagnóstico de las SED con la finalidad de evidenciar el porcentajede carga con la que los transformadores están operando, de los cuales, los que seencuentran por encima del 125% están claramente afectando a la SED.

Niveles de las cargabilidad de Transformadores

de Distribución

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Cargabilidad de transformadores del alimentadorA4005 de la SET AYACUCHO año 2025

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Para determinar la confiabilidad de los sistemas de distribución eléctrica, se debe analizar losindicadores globales SAIFI y SAIDI, estos indicadores dan una buena idea de la calidad promediode suministro para todos los clientes del sistema eléctrico.OSINERGMIN evalúa los indicadores mediante la resolución 590-2007-OS/CD, siendo el valormáximo para SAIDI SAIFI que se muestra en la siguiente tabla:

SAIFI SAIDI SAIFI SAIDI SAIFI SAIDI SAIFI SAIDI

1 3 7.5 3 7.5 3 7 3 6.5

2 11 20 9 16 7 13 5 9

3 13 24 11 20 9 16 7 12

4 16 32 15 29 13 27 12 24

5 20 50 19 47 17 43 16 40

Especial 12 27 12 27 12 27 12 27

Sectores tipicos

año 2008 año 2009 año 2010 año 2011

Confiabilidad de los sistemas de Distribución

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El valor de SAIFI y SAIDI alaño 2018 para lasempresas concesionariases el que se muestra acontinuación segúnreporte de Osinergmin.

Confiabilidad de los sistemas de Distribución

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Reconfiguración de redes MT Cambios de sección de conductores Cambio de redes aéreas a redes subterráneas en la zona de alta densidad. Construcción de Nuevas Redes Primarias e instalación de seccionadores bajo carga para la

Transferencia de carga entre alimentadores de una misma SET o entre distintas SET. Cambio de Nivel de Tensión. División de cargas de alimentadores con el incremento de alimentadores en las zonas de alta y

media densidad de carga Instalación de Reconectadores y pararrayos, en puntos estratégicos en alimentadores de MT

con la finalidad de mejorar la confiabilidad Instalación de nuevos transformadores de mayor capacidad y/o instalación de nuevos

transformadores de igual capacidad para dividir carga del transformador sobrecargado. Instalación de bancos de reguladores de tensión. Remodelación de Líneas y redes primarias de instalaciones deterioradas.

Alternativas de solución

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¡ Muchas Gracias !

Gracias

“Los ingenieros somos la energía que mueve nuestra patria”