UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS

TECNOLOGIA EN ELECTRICIDAD

SISTEMAS DE POTENCIA

Preparado por:

Luis Hernando Laguna Garzón

Código: 20101072047

Bogotá D.C., Colombia

2014

SECTOR ELECTRICO EN COLOMBIA

El sector energético y en especial el sector eléctrico colombiano se ha convertido en los

últimos años en la base principal de la economía nacional para el incremento y

participación en el PIB (producto interno bruto) en Colombia (UPME, Plan de

expansion de referencia Generacion - Transmision 2013 - 2014).

En la tabla siguiente se mostrará la participación de cada servicio público en los últimos

años en Colombia:

Imagen 1: Evolución participación servicios públicos

Fuente: UPME

En la tabla se puede evidenciar que a principios del siglo XXI, la energía eléctrica se

destaca su participación a los comparación con los otros servicios público, eso tiene que

ver con el incremento de la demanda eléctrica anual. En la siguiente grafica se

representa la demanda y el PIB en el año 1998-2011.

Imagen2: Comportamiento del PIB y demanda de energía

Fuente: UPME

El sector eléctrico a sufrido cambios en el transcurso de los años teniendo en cuenta la

expedición de las leyes 142 y 143 del año 1994 para fortalecer el mercado energético,

también se crearon ciertas instituciones para que cumplan funciones como controlar,

regular y planear, las instituciones que cumplen las funciones anteriores son

respectivamente SSPD (Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios), CREG

(Comisión de Regulación de Energía y Gas) y UPME(Unidad de Planeación Minero-

Energética). También la inclusión de capital privado en la actividad eléctrica (UPME,

Sector electrico colombiano).

1. Estructura Institucional del Sistema Eléctrico colombiano

Por medio de la expedición de las leyes 142 y 143 para mejorar la actividad energética

se declararon los siguientes parámetros (EEB, Regulacion):

La participación del sector privado al mercado mayorista en la prestación del

servicio público.

La división de las actividades del sector eléctrico para facilitar su control en cada

etapa (generación, transmisión, distribución y comercialización).

Se creó un sistema de regulación la CREG (Comisión de Regulación de Energía

y Gas).

La participación del estado en el mercado mayorista, tiene como fin la estructuración del

sistema para definir políticas, regulación, vigilancia y control. Instituciones se

encuentran clasificadas teniendo en cuenta a su función que cumplen en el sector

energético (EEB, Sector energetico en Colombia) (UPME, Una vision del mercado

electrico colombiano, 2004):

1.1. Órganos regulatorios y control

UPME (Unidad de Planeación Minero Energética): Elaborar y actualizar el

Plan de Expansión del sector eléctrico colombiano para atender la demanda lo

cual debe ser flexible a los cambios teniendo en cuenta factores como economía,

demografía y precios de los recursos energéticos. Los proyectos propuestos

deben atender a unos criterios técnicos, ambientales y económicos.

CREG (Comisión de Regulación de Energía y Gas): Reglamenta las

actividades de generación, transmisión, distribución y comercialización para

garantizar condiciones de competencia estables y de libre acceso de los agentes,

con el fin de ingresar a sistema de interconexión nacional, también establece

condiciones para una adecuada prestación mediante el aprovechamiento de los

recursos energéticos del país.

SSPD (Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios): Su función es

controlar y supervisar los agentes que participan en el mercado mayorista, y la

confiabilidad en la prestación de los servicios públicos al usuario.

1.2. Órganos de operación y administración

ASIC (Administrador del Sistema de Intercambios Comerciales): Registra

contratos a largo plazo, la facturación, liquidación, cobros y pago del valor de los

contratos o actos de transacción directa en la bolsa, que realizan los agentes de

generación y comercialización, esto quiere decir que su función es el

cumplimiento de labores necesarias para un buen funcionamiento del SIC

(Sistema de intercambios comerciales).

LAC (Liquidador y Administrador de Cuentas del Sistema de Transmisión

Nacional - STN): Se encarga de liquidar, controlar y facturar el uso de las redes

del SIN (Sistema de Interconexión Nacional), también controla el cobro por uso

de las redes por el mercado energético mayorista, y también el ingreso de los

agentes en el SIN.

CND (Centro Nacional de Despacho): Su función es planear, supervisar y

controlar los recursos de generación, transporte energía eléctrica del Sistema de

Interconexión Nacional. Coordina las maniobras a los agentes que participan en

el SIN, para tener una operación económica segura y confiable.

1.3. Órgano consultor y asesores

CNO (Consejo Nacional de Operación): Su función es garantizar condiciones

de operación para que el SIN sea segura, confiable y económica, también es la

institución que supervisa el cumplimento del reglamento.

CAC (Comité Asesor de Comercialización): Hace un seguimiento concerniente

a las labores comerciales del mercado energético mayorista, asesora a la CREG.

CAPT (Comité Asesor de Planeamiento de la Transmisión): Dar criterios y

estrategias para la expansión del STN (Sistema de Transmisión Nacional),

asesora a la UPME.

Imagen 3: Esquema institucional

Fuente: UPME

2. Organización del mercado eléctrico

El sector eléctrico está dividido o conformado por empresas y entidades que entran

libremente al mercado energético mayorista y cumplen ciertas funciones en el mercado

de generación, transmisión, distribución y comercialización de la energía.

Para la prestación de la energía a los usuarios ele mercado energético esta divido de la

siguiente manera: Generación, Transmisión, Distribución y Comercialización. Para

lograr la libre competencia en cada actividad, se creó el marco regulatorio y para crear

un ambiente de competencia. Ninguna de las empresas que se encuentren en su

respectiva actividad, no podrá tener más del 25% de su respectiva actividad donde presta

el servicio. Pero puede haber acepciones, si la empresa se encuentra entre el 25% y el

26%, pero será supervisada por la SSPD (EEB, Sector energetico en Colombia).

2.1. Generación

Es la actividad en la cual se encarga en producir energía eléctrica ya sea por generación

hidráulica o térmica que se encuentran conectados al SIN (Sistema interconectado

nacional). Es la primera etapa en el sistema eléctrico nacional. Dentro de la generación

se encuentran unos agentes que participan en la producción de energía y que se

encuentran interconectados al sistema de interconexión nacional:

Generadores: Son aquellos que realizan sus transacciones en el mercado

mayorista, su capacidad instalada es igual o superior a 20MW

Plantas menores: Son aquellas unidades de generación con capacidad instalada

menor a 20MW.

Auto generadores: Son aquellas industrias o personas que producen energía para

sus propias necesidades. No se encuentra conectado continuamente a la red

pública del sistema de interconexión nacional, si no es utilizado como respaldo

en caso de alguna falla en su red eléctrica.

Cogeneradores: Son aquellas industrias o personas que producen energía por

medio de procesos de cogeneración, pueden ser o no dueños del sistema. Se

entiende cogeneración como la unión de energía eléctrica y térmica para el uso

de los mismos o de terceros, los usos pueden ser comerciales o industriales.

Imagen 4: Embalse de generación hidráulica

Fuente: Endesa

La capacidad instalada en Colombia en el año 2013 es de 14.559MW (XM, Capacidad

efectiva neta), en la tabla que se mostrara en el anexo, pueden observar más

específicamente la capacidad efectiva en el año 2013 por cada recurso de generación,

con la ubicación geográfica.

Anexo 1: Capacidad efectiva por tipo de generación

2.2. Transmisión

En esta actividad consiste en el transporte de energía eléctrica a niveles de altos de

tensión mayores a 220KV, su transporte es mediante unas líneas, es posible el transporte

a tensiones menores de 220KV para el transporte entre regiones.

Se entiende como Sistema de Transmisión Nacional (STN), el sistema de interconectado

de transmisión de energía eléctrica compuesto por el conjunto de líneas, con sus

correspondientes módulos de conexión, que opera a tensiones o superiores a 220KV.

Imagen 5: Torre de transmisión

Fuente: Endesa

La empresa con la mayor parte de activos en el STN es la empresa de Interconexión

Eléctrica S.A. ESP cerca de un 75% de activos, en su orden de importancia con la

cantidad de activos que poseen son Transelca, Empresa de Energía de Bogotá (EEB),

Empresas Publicas de Medellín (EEPPM), Empresa de Energía del Pacifico (EPSA),

Electrificadora de Santander (ESSA), Distasa, Corelca, Central Hidroeléctrica de

Betania (CHD), Centrales Eléctricas de Norte de Santander (CENS) y Electrificadora de

Boyacá (EBSA) (EEB, Sector energetico en Colombia).

Las líneas de transmisión están sostenidas por medio de torres que pueden ser circuito

sencillo o doble, también se cuenta con transformadores de potencia para cambiar su

nivel de tensión (230KV y 500kV), equipos de interrupción para desconectar los

transformadores u otros equipos de los barrajes, equipos de protección para mantener y

cuidar los equipos o líneas que se encuentren presentes y equipos de control para la

supervisión del sistema (CREG, Transmision de energia de Colombia, 2008).

La siguiente tabla se presentara su longitud y valor de tensión y las empresas dueñas de

cada red eléctrica del país.

Anexo 2: Líneas de transmisión por agentes administradores

2.3. Distribución

En esta actividad como en la de transmisión, se encarga del transporte de energía

eléctrica hasta el domicilio del usuario final, por medio de un conjunto de líneas,

subestaciones y sus equipos asociados, operando a tensiones menores a 220KV, dicho

anteriormente su distribución se realiza entre regiones, municipios y localidades.

La serie de tiempo histórica desde el año 2008 hasta el 2010, representa la Longitud de

la red de distribución por nivel de tensión kilometro de red por nivel de tensión

(UPM).

Anexo 3: Tabla de agentes distribuidores

A continuación se definirán sistemas pertenecientes a la actividad de distribución en

Colombia:

Sistema de transmisión Regional (STR): Sistema interconectado de transporte

de energía por medio de un conjunto de líneas, subestaciones y sus equipos

asociados, operando a tensiones menores a 220KV, el transporte se realiza entre

regiones, no se encuentra en el sistema de distribución local

Sistema de distribución Local (SDL): Sistema interconectado de transporte de

energía por medio de un conjunto de líneas, subestaciones y sus equipos

asociados, operando a tensiones menores a 220KV, el transporte se realiza entre

municipios y localidad, no se encuentra en el sistema de distribución regional.

Niveles de tensión normalizados en Colombia (CREG, Distribucion de energia

Electrica, 2008):

Son 208v, 13200v, 34500v y 115000v, los cuales se clasifican en cuatro grupos:

Nivel de tensión 1, menor a 1KV

Nivel de tensión 2, mayor o igual a 1KV y menor a 30KV

Nivel de tensión 3, mayor o igual a 30KV y menor a 57,5KV

Nivel de tensión 4, mayor o igual a 57,5KV y menor a 220KV

Los tres primeros grupos pertenecen a los SDL y el nivel de tensión 4 corresponde a los

STR.

Imagen 6: Poste de distribución con transformador

Fuente: Aula virtual Redes eléctrica Universidad Distrital Francisco José de Caldas

Las redes de distribución se encarga de interconectar subestaciones en diferentes puntos

regionales. Los equipos más utilizados son las redes aéreas (que son frecuentes y están a

la vista del usuario) y las subterráneas, esa disposición depende al sitio en donde pase la

red eléctrica.

Para la interconexión de las redes se realiza por medio de transformadores para cambiar

su nivel de tensión. También existen equipos de interrupción del flujo de energía,

equipos de protección para mantener y cuidar los equipos o líneas que se encuentren

presentes y equipos de control para la supervisión del sistema (CREG, Distribucion de

energia Electrica, 2008).

Los activos es el número de equipos que se encuentran en la red de distribución, por lo

cual cuando se hace una reposición del activo es necesario considerar dos casos: vida

útil del activo o los años que lleven en servicio, se asume que se reembolsa la inversión

del activo cuando se recupera el valor por medio del cobro al usuario.

2.4. Comercialización

La comercialización, donde participan los agentes que se encargan de la compra y venta

de la energía eléctrica, es la actividad mediante la cual los comercializadores compran la

energía a los generadores, pagan por el transporte a través de las redes de transmisión y

distribución, y la entrega en los medidores de los domicilios de los usuarios finales a

quienes les facturan el servicio de acuerdo con las tarifas estimadas a partir del costo de

prestación de servicio aprobado por la CREG (CREG, Distribucion de energia Electrica,

2008).

En esta actividad participan los agentes del mercado mayorista para la venta a los

usuarios regulados y no regulados.

Imagen 7: Usuarios del sistema energético

Fuente: Ministerio de Minas y Energía

Para saber el costo del servicio de la energía eléctrica que es prestada al usuario, se hace

la suma del costo de todas las actividades (generación, transmisión, distribución y

comercialización) incluyendo el costo de las perdidas presentadas en las líneas

eléctricas.

Los precios de cobro al usuario en la parte de generación y comercialización, lo fija el

mercado, mientras que en la actividad de distribución y transmisión el precio se fija a

través de la regulación, los criterios de precios al usuario se establecieron en el artículo

87 de la Ley 142 de 1994 y en el artículo 44 de la Ley 143 de 1994 (CREG, Distribucion

de energia Electrica, 2008).

Las transacciones realizadas entre generadores y comercializadores del Mercado

Mayorista se realizan bajo dos modalidades (UPME, Una vision del mercado electrico

colombiano, 2004):

1. Suscripción de contratos financieros bilaterales en la compra y venta de energía

los aspectos como magnitud y precio son negociados entre los mismos agentes

de generación y comercialización.

2. Transacciones directas en la bolsa de energía mediante la subasta de precios de

generadores creando un ambiente de mercado.

3. Regulación del Mercado Energético Mayorista (MEM)

La CREG presenta un nueva estructura regulatoria para asegurar la confiabilidad del

servicio de energía eléctrica, debe ser un mercado a largo plazo para promover la

expansión de estructuras y zonas de generación en Colombia a un precio eficiente que

sea asequible para el usuario.

Con la Ley 142, se introduce el modelo de Mercado en Competencia o Mayorista, para

la prestación de los servicios públicos y por medio de la SSPD son supervisados,

controlados y regulados.

La otra institución encargada del Mercado Mayorista es la XM, por lo cual realiza

gestiones administrativas para promover el sector energético y el desarrollo

internacional, como función acondiciona a los agentes en el mercado de la siguiente

manera (XM, Operacion del SIN y administracion del mercado):

Registramos las fronteras, es decir, los sistemas de medida de consumo de

energía, su ubicación y su representante.

Liquidamos y facturamos los intercambios de energía resultantes entre los

agentes generadores y comercializadores del mercado, que venden y comprar en

la bolsa de energía.

Adicionalmente, recaudamos el dinero producto de las transacciones en Bolsa, y

las Transacciones internacionales de Electricidad. Así como, el recaudo de los

servicios por transmisión nacional y regional para entregarlos a los agentes

transmisores y distribuidores por el uso de sus redes.

Se puede ubicar como agentes activos en las actividades de generación y

comercialización y agentes pasivos son los transmisores y los distribuidores (UPME,

Una vision del mercado electrico colombiano, 2004):

3.1. Generación:

Los agentes que se encuentran en esta actividad, cumplen la función de la producción de

energía eléctrica, por lo cual realizan transacciones directos o por medio de contratos

bilaterales entre otros generadores, comercializadores o usuarios no regulados.

El reglamento para los agentes generadores es el siguiente:

Generadores con capacidad mayor a 20MW, están obligados a ofertar al

Despacho Central.

Generadores con capacidad mayor a 10MW y menor a 20MW, pueden decidir si

participar en la oferta del Despacho Central.

Los cogeneradores pueden ingresar al mercado de venta de energía.

3.2. Transmisión:

Los agentes desarrollan la actividad de transporte de energía eléctrica en el STN. La

competencia entre agentes es por construcción, mantenimientos de expansión,

administración y operación. La obligación de los agentes transmisores es permitir el

acceso al servicio de los comercializadores o generadores.

3.3. Distribución:

Los agentes desarrollan la actividad de transporte de energía eléctrica, actualmente la

mayoría de las empresas distribuidoras también comercializan. Los ingresos de los

transportadores STR y SDL, es por medio de agentes que se unen a la red, los cobros se

generan de la siguiente manera: por cargos de conexión y cargos de uso de la red por

nivel de tensión.

3.4. Comercialización:

Los agentes de comercialización son intermediarios entre los generadores transmisores,

distribuidores y por último los usuarios. Hay dos tipos de mercado para los

comercializadores el usuario regulado y el no regulado:

Usuario regulado: Son usuarios que no cumplen con ciertas acepciones en el

mercado energético, por lo cual están sujetos a un contrato y las tarifas son

reguladas por la CREG.

Usuario no regulado: Son usuarios con una demanda de potencia mayor a

55MWh/mes, pueden realizar un contrato bilateral con el comercializador y

negociar precio y cantidad de energía.

Bibliografía

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Tabla de Agentes distribuidores

Fuente: UPME