Propuesta de Nuevo Esquema de Separación de Áreas (ESA) Colombia - Ecuador para Mejoramiento de esta Interconexión y

Seguridad del SIN

Hernán Mauricio Sánchez; Moisés LarrarteXM

Antecedentes en la interconexión. Cambios en los límites operativos

Posición del

esquema

Reajuste del umbral de sobre

potencia en sentido Colombia

hacia Ecuador. [MW]

Temporización.

[ms]

1 290 150

2 390 150

3 490 150

Capacidad de la interconexión (4 circuitos Jamondino –

Pomasqui 220 kV): Aproximadamente 1000 MW

2016Colombia Ecuador: -450 MW a 420 MW

Limitantes de red (N-1) y Oscilaciones

de Enero a Febrero de 2017Colombia Ecuador: 0 MW

Limitante: ESA

A partir de marzo de 2017Colombia Ecuador: -300 MW a 200 MW

Limitante: ESA y Red Cauca - Nariño

ESASIEMENS 7UM62SEL 351

Condiciones críticas

Condición limitante Efecto

Desconexión de una unidad de Coca Codo Sinclair

Se evidencian oscilaciones de potencia poco amortiguadas y bajas tensiones en la red de Cauca - Nariño y Caquetá. Esta contingencia

define los límites de intercambio de Colombia hacia Ecuador

Contingencia de Jamondino -Catambuco 115 kV y Jamondino -

Pasto 115 kV

Se evidencian sobrecargas en la red de 115 kV de Nariño. Define el límite de importación en

demanda máximaDesconexión de la interconexión

Colombia - Ecuador por actuación del ESA

Se evidencia actuación del EDAC en el sistema colombiano. Define el límite de importación en

demanda mínima

Salida de la planta de generación de Coca Codo Sinclair (1500 MW)

Se debe procurar por una actuación adecuada del ESA, con el que se debe evitar que dicho

evento genere riesgos en la red colombiana. Esta contingencia define de manera simultánea, el

límite de intercambio con la definición de propuestas al ESA

Antecedentes en la interconexión. Finales 2016 y 2017

Conclusiones – Primeros Análisis

• El límite de transferencia actualmente seencuentra restringido por las falencias del ESA

• Los reajustes actualmente operativos hacen muysensible al ESA haciéndolo propenso a actuar demanera innecesaria.

• Algunos de los eventos que en realidadrepresentan peligro para el país no sondetectados.

“El ESA actual tiene baja selectividad”

Han ocurrido eventos con alto riesgo de

colapso de tensión en el sur de Colombia

CCS: Cocacodo Sinclair

8 un. de 187.5MW = 1500 MW

Análisis preliminares - (Evento 30 Nov.)

Impacto: Contingenciasen cascada en la red de230kV y 115kV del sur

de Colombia

Propuesta de corto plazo - ESA

Propuesta de largo plazo – ESA Basada en MFS

Tpick = 0.8 sI_Col > 300 MW

I_Col < 285 MW

Set

Reset

Colombia --> Ecuador: -200 MW < Exp < 10 MW

ORTpick = 0.5 sFrec < 58.2 Hz

Tpick = 0.5 sU_Col < 0.85 pu

Tpick = 0.8 s

I_Col > 150 MW

I_Col < 143 MW

Set

Reset

Colombia --> Ecuador: Exp < -200 MW

Tpick = 2 s

I_Col > 650 MW

I_Col < 618 MW

Set

Reset

Colombia --> Ecuador: Exp > 10 MW

Jamondino 230 kV Pomasqui 230 kV

dθ/dt > 500 °/s

U_Coll < 0.8 pu

Tpick = 0 s

Tpick = 0 s&

ξ < 2%

Modo 0.5 Hz

Tpick = 10 s

S

Esquema de pruebas a nueva lógica usando el SSTR - Sistema de

Simulación en Tiempo Real

C37.118

Disparos (GOOSE, I/O)

PMU1

PMU2

SEL AXION

PMU

Target OPAL RT

Omicron CMS 356

ESA: Definición de umbrales lógica basada en MFS

0.88 p.uDefinición de umbral de

baja tensión

Tiempo [s]

Vo

lta

je[s

ec]

Definición de umbral de

derivada de ángulo

Propuestas elaborada apartir de 228 casos dondese analizan diferenteseventos en múltiplesescenarios de demanda, ytransferencia

Tiempo [s]

VA

ng

.[º

/se

c]

500 º/sec

ESA: Resultados de pruebas

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0 0 0 0 0 245 245 245 245 245 305 305 305 305 305 350 350 350 350 350 380 380 380 380 380 390 390 390 390 390

3U 4U 5U 6U 7U 3U 4U 5U 6U 7U 3U 4U 5U 6U 7U 3U 4U 5U 6U 7U 3U 4U 5U 6U 7U 3U 4U 5U 6U 7U

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Tiempo Actuación Reles de Colombia

Tiempo de Actuación Nueva Propuesta Vmag & dAng/dt

Tiempo Actuación Z Caudrilateral

Tiempo de Actuación Logica Actual (Ajustes anteriores al evento del 30/nov/2016

Intercambio Colombia – Ecuador (MW)

Evento (# de un. Perdidas en CCS)

# del Caso

Pérdidas de generación entre 374 [MW] y 1309 [MW]

Nuevo Esquema de Separación de Áreas y su impacto en el intercambio Colombia - Ecuador

Importación Colombia desde Ecuador

Condición Máxima (MW) Media (MW) Mínima (MW)Actual 300 300 300

Con nuevo ESA propuesto sin Mocoa 230 kV* 300 350 320Exportación Colombia hacia Ecuador

Condición Máxima (MW) Media (MW) Mínima (MW)Actual 200 200 200

Con nuevo ESA propuesto sin Mocoa 230 kV* 360 380 380

En conclusión, con las nuevas lógicas propuestas en Jamondino 230 kV (sin Mocoa 230 kV):Importación: Aumentaría de 300 MW a 320 MW (en promedio)Exportación: Aumentaría de 200 MW a 375 MW (en promedio)

* Actualmente, se tiene indisponible la subestación Mocoa 230 kV

Nuevo Esquema de pruebas a nueva lógica usando el SSTR - Sistema de

Simulación en Tiempo Real

Disparos (GOOSE, I/O)

PMU1

Switch de red

C37.118

Disparos (GOOSE, I/O)

Red Completa

Colombia - Ecuador en

simulación RMS

Ventajas• Permite probar el desempeño de todo el HW incluidos los sistemas de comunicaciones• Permite conocer en HIL en RT como se comporta la red después de los eventos y los

disparos, considerando las dinámicas completas de la red

PMU2

Relé + Controlador industrial

Necesidades para maximizar el intercambio binacional

1Gestión con INTERCOLOMBIA, EEB, CENACE y TRANSELECTRIC para el levantamiento de información en

sitio (S/E Jamundino y Pomasqui 230 kV)

2• Actualizar los estudios eléctricos binacionales

• Estudiar alternativas operativas para reducir o eliminar las restricciones de red de Cauca - Nariño

3 • Diseño conceptual del nuevo ESA

• Seleccionar harware y programar las funciones de protección

4 • Realizar pruebas de laboratorio en múltiples escenarios

• Instalar nuevo ESA y realizar pruebas en campo

5

• Operar el nuevo ESA con disparos abiertos en paralelo al ESA Actual durante un periodo de evaluación

• Evaluar su desempeño y realizar reajustes si es del caso

• Conectar disparos y operar con el nuevo ESA

Conclusiones

• El intercambio Colombia – Ecuador se debe mantener entre -300 MW a+200 MW en el sentido Colombia hacia Ecuador, hasta que se encuentrenen operación, esquemas complementarios al ESA actual.

• Se debe desarrollar un proyecto, entre XM – CENACE – Agentestransmisores que correspondan, para la actualización del Esquema deSeparación de Áreas en Jamondino 230 kV y Pomasqui 230 kV que seamás robusto e incremente la flexibilidad en el intercambio Colombia –Ecuador.

• Se debe trabajar el paralelo en estrategias de corto y largo plazo paraeliminar las restricciones al intercambio asociadas a la red de Cauca –Nariño para encontrar una solución integral.

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