UNIVERSIDAD DE CARABOBO ÁREA DE ESTUDIOS DE...

UNIVERSIDAD DE CARABOBO

ÁREA DE ESTUDIOS DE POSTGRADO

FACULTAD DE INGENIERÍA

MAESTRÍA EN INGENIERÍA ELÉCTRICA

PROGRAMA TELECOMUNICACIONES

NICACIONES

DESARROLLO DE UN SISTEMA DE GESTIÓN DE INDICADORES

PARA EL CONTROL Y MONITOREO DE LA CALIDAD DE ENERGÍA A

TRAVÉS DE LOS EQUIPOS DE MEDICIÓN DE VARIABLES ELÉCTRICAS

Autor: Jesús Urbina

Valencia, Abril de 2009

i






PORTADA





Tutor: Ing. Carlos Jiménez


iii






CONTRA PORTADA





Trabajo presentado ante el Área de

Estudios de Postgrado de la Universidad

de Carabobo para optar al Título de

Magíster en Ingeniería Eléctrica.


v






CARTA DE APROBACIÓN





Aprobado en el Área de Estudios de Postgrado de la Universidad de Carabobo

por Miembros de la Comisión Coordinadora del Programa:

----------------------------------------------------------------------------------------

----------------------------------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------------------------------- Valencia, Abril de 2009

vii






VEREDICTO

Nosotros, Miembros del jurado designado para la evaluación del trabajo

de Grado titulado: DESARROLLO DE UN SISTEMA DE GESTIÓN DE

INDICADORES PARA EL CONTROL Y MONITOREO DE LA CALIDAD

DE ENERGÍA A TRAVÉS DE LOS EQUIPOS DE MEDICIÓN DE

VARIABLES ELÉCTRICAS, presentado por: JESÚS URBINA para optar al

Título de MAGÍSTER EN INGENIERÍA ELÉCTRICA estimamos que el mismo

reúne los requisitos para ser considerados como: ____________________.

Nombre, Apellido, C.I., Firma del Jurado.

______________________________________________________

______________________________________________________

______________________________________________________


ix

DEDICATORIA

Dedico esta obra:

A Dios, por permitirme vivir y darme salud para culminar esta fase de mi

vida.

Miriam Carolina, por ser una gran compañera, apoyo y esposa.

Lesley Yaremis y Manyanet Antonio; mis hijos, mi inspiración.

A mis padres, Yolanda María y Jesús María quienes siempre creyeron en mí.

A mis hermanos Jesús Alexander y Roxana Estefanía, por su apoyo y cariño.

A mis hermanos Juan Carlos y Elizabeth Estefania, por vivir en mis

recuerdos.

xi

AGRADECIMIENTO

Agradezco sinceramente:

A mi tutor académico, profesor Ing. Carlos Jiménez, que aún dentro de su

apretada agenda, me brindó su colaboración en todo momento.

A mi tutor metodológico, profesora Lic. Marleni González, por haber

confiado en mí en todo momento, por su valiosa guía profesional, y formar

parte de este logro.

A la profesora Milagros Peña, por formar parte del diseño y revisión del

proyecto de grado.

A mis compañeros de trabajo de la Electricidad de Valencia Agustín Lares,

Carlos García, Frank Monsalve, Luis Pereyra, que me apoyaron

desinteresadamente y en aporte de ideas en el desarrollo de la aplicación.

xiii

ÍNDICE GENERAL

PORTADA ....................................................................................................... I CONTRA PORTADA..................................................................................... III CARTA DE APROBACIÓN............................................................................V

VEREDICTO.................................................................................................VII DEDICATORIA.............................................................................................. IX

AGRADECIMIENTO......................................................................................XI ÍNDICE GENERAL ......................................................................................XIII ÍNDICE DE TABLAS .................................................................................. XVI ÍNDICE DE FIGURAS................................................................................ XVII RESUMEN.................................................................................................. XIX

INTRODUCCIÓN............................................................................................ 1

CAPÍTULO I.................................................................................................... 5

EL PROBLEMA.............................................................................................. 5 1.1 Planteamiento del Problema............................................................................... 5

1.2 Objetivo del proyecto de grado .......................................................................... 7

1.2.1 Objetivo General......................................................................................... 7

1.2.2 Objetivos Específicos ................................................................................. 7

1.3 Justificación........................................................................................................ 8

1.4 Alcance y Delimitación del proyecto ............................................................... 10

CAPÍTULO II................................................................................................. 13

MARCO TEÓRICO ....................................................................................... 13

2.1 Antecedentes del proyecto de grado................................................................. 13

2.2 Bases Teóricas.................................................................................................. 16

xiv

2.2.1 Enfoque general de los sistemas de potencia eléctrica..............................16

2.2.2 Definiciones relacionadas con la demanda eléctrica.................................16 2.2.2.1 Potencia eléctrica ............................................................................................... 16 2.2.2.2 Curva de carga diaria ......................................................................................... 17 2.2.2.3 Factor de potencia .............................................................................................. 18 2.2.2.4 Factor de carga................................................................................................... 18 2.2.2.5 Factor de utilización........................................................................................... 19 2.2.2.6 Factor de diversidad........................................................................................... 19 2.2.2.7 Factor de coincidencia ....................................................................................... 20

2.2.3 Calidad del producto técnico.....................................................................20 2.2.3.1 Fluctuación rápida de tensión (“Flicker”) .......................................................... 21 2.2.3.2 Desbalance de tensión........................................................................................ 22 2.2.3.3 Alzas de tensión (SWELLS) .............................................................................. 22 2.2.3.4 Depresiones de tensión (SAGS)......................................................................... 23 2.2.3.5 Sobretensiones ................................................................................................... 23 2.2.3.6 Subtensiones (DIPS) .......................................................................................... 23

2.2.4 Métodos de series de tiempo ...............................................................24 2.2.4.1 Métodos tendenciales......................................................................................... 24 2.2.4.2 Métodos de descomposición .............................................................................. 25 2.2.4.3 Método de suavizado ......................................................................................... 27 2.2.4.4 Método de los mínimos cuadrados..................................................................... 29 2.2.4.5 Método de correlación lineal.............................................................................. 32

2.2.5 Análisis FODA..........................................................................................33

2.2.6 Software de gestión...................................................................................33

2.2.7 Visual Estudio .NET .................................................................................34

2.2.8 Visual Basic ..............................................................................................34

2.3 Bases legales relacionado a la calidad de servicio............................................35

2.4 Definición de términos básicos.........................................................................36

CAPÍTULO III ................................................................................................41

MARCO METODOLÓGICO..........................................................................41

xv

3.1 Tipo de proyecto............................................................................................... 41

3.2 Diseño del proyecto.......................................................................................... 41

3.3 Modalidad del proyecto.................................................................................... 42

3.4 Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos .......................................... 42

3.5 Técnicas de Procesamiento y Análisis de Datos .............................................. 43

3.6 Fases del proyecto ............................................................................................ 44

3.6.1 Fase I – Diagnóstico situacional de la gestión operativa de Eleval.......... 44

3.6.2 Fase II – Creación de la estructura de la base de datos del sistema......... 45

3.6.3 Fase III – Desarrollo del software de gestión de indicadores................... 46

3.6.4 Fase IV - Valides de la implementación software .................................... 46

CAPÍTULO IV ............................................................................................... 47

DIAGNÓSTICO SITUACIONAL DE LA UNIDAD DE DISTRIBUCIÓN........ 47 4.1 La Empresa .................................................................................................. 47

4.2 Misión y Visión de la Electricidad de Valencia .......................................... 48

4.3 Descripción operativa del sistema de distribución ...................................... 49

4.4 Resultados del diagnóstico situacional de la unidad de distribución........... 56

CAPÍTULO V ................................................................................................ 61

PROPUESTA DE INGENIERÍA.................................................................... 61 5.1 Análisis de requerimientos del sistema informático.................................... 61

5.1.1 Requerimientos de funcionalidad del sistema informático ................................... 62 5.1.2 Requerimientos de arquitectura del sistema informático ...................................... 62 5.1.3 Requerimientos de software ................................................................................. 63

5.2 Diseño del sistema de gestión de indicadores ............................................. 64 5.2.1 Base de datos del sistema de gestión .................................................................... 65 5.2.2 Diseño de interfaces de usuario ............................................................................ 72

5.3 Diseño del programa Visor de Reportes de Gestión de Indicadores ........... 74

5.4 Codificación y pruebas de la aplicación Visoreport .................................... 76

5.5 Implantación del sistema visor de reportes.................................................. 77

xvi

5.6 Administración y mantenimiento del sitio en el sistema Visoreport ...........77

CAPÍTULO VI................................................................................................79

RESULTADOS DEL SOFTWARE APLICADO A LA UNIDAD ....................79 6.1 Gestión del despacho de carga .....................................................................79

6.2 Gestión de los condensadores instalados .....................................................89

6.3 Gestión de los informes de calidad de producto técnico..............................95

CONCLUSIONES .......................................................................................101

RECOMENDACIONES ...............................................................................103

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS...........................................................105

ANEXOS .....................................................................................................109

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 4.1 Equipo eléctrico típico instalado en un SEP................................................51

Tabla 4.2 Resultados del diagnóstico situacional de la unidad de distribución caso

Electricidad de Valencia (Análisis FODA) .........................................................57

Tabla 5.1 Requerimientos del sistema utilizando UML..............................................64

Tabla 5.2 Módulos de la aplicación VISOREPORT ...................................................75

Tabla 5.3 Codificación típica de la aplicación VISOREPORT..................................76

Tabla B.1 Nombre y ruta de acceso a referencias utilizadas en la fuente del lenguaje

de programación ................................................................................................117

xvii

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1.1 Diagrama unifilar del sistema eléctrico de potencia de Eleval.................. 11

Figura 2.1 Curva de carga diaria ................................................................................. 17

Figura 2.2 Triangulo de potencia ................................................................................ 18

Figura 2.3 Representación de una fluctuación rápida de tensión mediante una

modulación sinusoidal de la frecuencia fundamental ......................................... 21

Figura 2.4 Onda de tensión típica con SWELL .......................................................... 22

Figura 2.5 Onda de tensión típica con SAGS ............................................................. 23

Figura 4.1 Áreas servidas por ELEVAL..................................................................... 48

Figura 4.2 Estructura organizativa de la Electricidad de Valencia ............................. 49

Figura 4.3 Sistema de telegestión................................................................................ 50

Figura 4.4 Diagrama unifilar y equipamiento típico en subestación .......................... 52

Figura 4.5 Equipo registrador de variables eléctricas (LEM)..................................... 53

Figura 5.1 Diagrama conceptual general de la base de datos del Sistema.................. 65

Figura 5.2 Diagrama conceptual del nivel de sección “usuario registrado” ............... 66

Figura 5.3 Diagrama general de casos de uso para los niveles de sección ................. 67

Figura 5.4 Diseño lógico (entidad-relación) del sistema ............................................ 68

Figura 5.5 Conjunto de catorce (14) tablas principales del sistema............................ 69

Figura 5.6 Conjunto de ocho (8) consultas de la base de datos del sistema ............... 69

Figura 5.7 Conjunto de relaciones entre las tablas del sistema Visoreport................. 70

Figura 5.8 Esquema descriptivo del diseño físico del sistema.................................... 71

Figura 5.9 Ventana principal y descripción de funciones en los iconos ..................... 72

Figura 5.10 Diseño típico de una ventana de interfaz de usuario del sistema ............ 73

Figura 5.11 Ventana de identificación de usuario y clave de acceso.......................... 74

Figura 6.1 Pérdidas técnicas en el sistema transmisión y subestación de Eleval........ 80

Figura 6.2 Esquema de la red eléctrica y datos en equipos de medición .................... 81

xviii

Figura 6.3 Reporte mensual del SEP filtrado por transformador ................................82

Figura 6.4 Transferencia ocasional de carga entre circuitos de distribución...............83

Figura 6.5 Ventana exportación del despacho al sistema PADEE..............................84

Figura 6.6 Ventana para exportar datos de variables de flujo de carga.......................85

Figura 6.7 Ventana históricos de tensión máximo, promedio y mínimo mensual ......85

Figura 6.8 Ventana de tensión máximo, promedio y mínimo por barra en SS/EE .....86

Figura 6.9 Crecimiento de carga por carga residencial, comercial e industrial...........87

Figura 6.10 Ventana crecimiento de carga por sector .................................................88

Figura 6.11 Ventana despacho de carga generación e importación total (2007-2008)89

Figura 6.12 Ventana gestión de indicador por alimentador.........................................90

Figura 6.13 Ventana gestión del factor de potencia por alimentador..........................91

Figura 6.14 Ventana gestión de condensadores instalados..........................................92

Figura 6.15 Ventana gestión de indicadores de condensadores instalados .................93

Figura 6.16 Estatus mensual de los condensadores instalados....................................94

Figura 6.17 Ventana tabla y gráficas de datos para la gestión de informes ................96

Figura 6.18 Formulario arista “Diagnóstico” y “Punto de Medición” ........................97

Figura 6.19 Informe en pantalla de un estudio calidad de energía ..............................98

Figura 6.20 Reporte en Excel de la venta perfil tensión..............................................99

Figura B.1 Ubicación de los reportes generados por el Sistema SACADA..............115

Figura B.2 Ubicación de los archivos utilizados en estudios de calidad de energía .116

Figura B.3. Ventana de Instalación ...........................................................................116

xix

RESUMEN





Tutor: Ing. Carlos Jiménez


Se presenta en este trabajo una solución de software orientado a la gestión de

la calidad de energía en empresas de distribución de energía eléctrica. La aplicación

está enfocada en una interfase usuario convivial y un administrador de registros

eficiente, capaz de fusionar diferentes estilos de reportes de perfil de carga del

universo de registradores existentes en la red eléctrica en una misma instancia, el cual

incentiva a la creación, mantenimiento y visualización de datos, a una multitud de

usuarios correspondiente a la unidades de calidad de servicio, mantenimiento,

operación y planificación de redes, donde cada uno puede indagar en el manejo sutil

de la información y así optimizar la búsqueda de resultados técnicos y económicos

que impactan positivamente en la gestión de la gerencia de la unidad de distribución

de empresas eléctricas. La mayor parte de los datos y resultados son visualizados en

forma gráfica, los cuales son comparados con los estándares indicados en la Norma

de Calidad del Servicio de Distribución de Electricidad (Gaceta 38.006 del

23/08/2004), permitiendo una mejor interpretación de los mismos. El software

utilizado fue desarrollado a través de “Visual Estudio .NET”, dado las características

de programación.

1

INTRODUCCIÓN

Hoy en día prolifera la tecnología del análisis informativo, es decir, las

empresas buscan innovar en los procesos de información para obtener de ellos mejor

eficacia y eficiencia, ya que estos han pasado a ser de gran uso e importancia, debido

a la cantidad de información que estos manejan, permitiendo el ahorro de costos en

cuanto a recursos materiales y humanos. Desde la aparición de las computadoras y

algunas alternativas eficientes en los medios de comunicación, los procesos de

control en la industria eléctrica sufrieron transformaciones sustanciales como,

transacciones, modificaciones, arreglos y cualquier tipo de operaciones informáticas.

De acuerdo a información de la cámara de industriales del Estado Carabobo

(2008), es la región en donde se concentran el mayor número de industrias existentes

en el ámbito nacional, en él se fabrican calzados, ropas, cauchos, alimentos, partes

automotrices entre otros. También existen las industrias de ensamblaje y fundición.

Estas requieren de un servicio de energía eléctrica confiable cuyas variables eléctricas

de calidad de servicio en los aspectos de producto y servicio técnico, se encuentren

dentro de lo establecido en la "Norma de Distribución del Servicio Eléctrico" [1].

La calidad del suministro de la energía eléctrica es valorada por los usuarios a

través de la continuidad en la regulación de tensión, reflejada en el perfecto

funcionamiento de los equipos eléctricos. Esta energía, normalmente se distribuye en

media y baja tensión, por lo que es necesario el monitoreo constante a fin de verificar

si el rango de valores no excede los límites recomendados.

2

2

En ingeniería, específicamente en el área de la distribución eléctrica, es

importante contar con una herramienta que permita analizar el comportamiento de las

variables eléctricas por alimentador; tales como: tensión, corriente, demanda activa,

reactiva y aparente, factor de potencia, distorsión de armónicas, “flicker” entre otros.

El conocimiento de estos parámetros facilita la gestión de las unidades de Operación,

Planificación, Mantenimiento y Calidad de Producto Técnico.

A tal efecto, el presente trabajo tiene como finalidad presentar el desarrollo

del sistema de gestión de indicadores para el control y monitoreo de la calidad de

energía eléctrica, a través de los equipos de medición de calidad de potencia eléctrica,

utilizados en la empresa de distribución Electricidad de Valencia, para lo cual se

delinearon seis (6) capítulos los cuales se mencionan a continuación:

En el Capítulo I se encuentra el planteamiento del problema, el cual originó el

inicio del desarrollo de la aplicación, el objetivo general y los objetivos específicos,

donde se desglosan los diversos fines planteados al inicio del proceso investigativo.

En este capítulo también se encuentran la justificación, en la que se establecen la

importancia y relevancia del tema, y el alcance del proyecto de grado.

En el Capítulo II se mencionan los antecedentes del presente trabajo; así como

las bases teóricas y legales que lo sustentan, las cuales sirven de referencia para el

análisis e interpretación de los resultados obtenidos.

En el Capítulo III se expone la metodología a seguir y se describen de manera

detallada las diferentes etapas para la realización.

En el capítulo IV se presentan los resultados del diagnóstico situacional de la

unidad de distribución de ELEVAL, a través de la utilización de la herramienta de

3

análisis Matriz FODA (fortalezas, oportunidades, debilidades y amenazas), para la

gestión del control y seguimiento de indicadores de la calidad de producto técnico.

En el capítulo V se desarrolla la propuesta de ingeniería del proyecto, para el control

y monitoreo de la calidad de energía a través de los equipos de medición de variables

eléctricas, posteriormente se plantea el capítulo VI, donde se muestran los resultados

obtenidos producto de la implementación del software de Gestión de indicadores en

la unidad de Distribución de la Electricidad de Valencia; y finalmente se presentan las

conclusiones, recomendaciones y referencias bibliográficas, donde se señalan los

principales textos y documentos utilizados para la elaboración del presente trabajo de

grado.

5

CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

1.1 Planteamiento del Problema

La búsqueda de la eficiencia de los sistemas de potencia, donde exista un

equilibrio entre la generación y la demanda, que garanticen el cumplimiento tanto de

las normas de calidad de servicio eléctrico [1], en proceso de revisión, como del

reglamento de servicio eléctrico [2], con los criterios de calidad, obligan a estudiar la

evolución de la calidad de energía en el transcurso del tiempo, en cada uno de los

elementos de la red eléctrica, y así prever el mejoramiento de la calidad del servicio,

por efecto de sobrecargas o redimensionamiento de la arquitectura de la red, que en

algunos casos se refleja en los niveles de regulación de tensión, afectando la eficacia

en la prestación de servicio eléctrico de los usuarios conectados a la red eléctrica.

Lo anteriormente descrito ha incentivado a las empresas del sector eléctrico de

Venezuela, a tele-gestionar constantemente la Calidad del Producto Técnico, hasta

llegar a medir en el punto de acople entre el usuario y la distribuidora, ofreciendo a

las partes, un equipo capaz de registrar las perturbaciones en tensión, de modo tal, de

optimizar la búsqueda y asignación de responsabilidades, en pro de la mejora

continua de la calidad del servicio.

Por lo antes planteado estas empresas, han invertido en la adquisición de estos

equipos, los cuales se encuentran ubicados estratégicamente en líneas de transmisión,

6

6

transformadores eléctricos en subestaciones y salidas de alimentadores en media

tensión. Los datos operacionales son administrados por el sistema SCADA (en

español Supervisión, Control y Adquisición de Datos), el cual utiliza múltiples

canales y protocolos de comunicación (ION, DNP 3.0, Modbus RTU, DLMS “IEC

62056”, IEC 61870-5-102). Adicionalmente la distribuidora deben contar con un

stock de equipos registradores de variables eléctricas portátiles (MemoBox 300, Ace

4000) para la evaluación de la calidad de energía que pueden ser instalados en

cualquier punto de la red; ya sea, por solicitud del cliente u otra índole justificada.

Cabe mencionar que los diferentes reportes y archivos generados por el

software de los equipos de medición de variables eléctricas, se caracterizan por ser

estructuras planas en el modelo de base de datos, originando una disyuntiva en el

análisis de la información, ante la dificultad que representa la revisión manual de más

de un par de años en respaldo de archivos de medición. En el caso específico de la

empresa C.A. Electricidad de Valencia, existen aproximadamente más de cinco mil

registros digitales, correspondientes al período de medición 2007-2008, que se

incrementan con el pasar de los años, y por consiguiente, deterioro de la calidad de

servicio a consecuencia de:

• Ausencia de indicadores para la gestión de la calidad de producto técnico.

• Atraso en la entrega de informes de estudios de calidad de energía.

• Dificultad en la toma de decisión operativa para nuevos escenarios y

contingencia de la red eléctrica.

• Incremento de las pérdidas técnicas y deterioro del factor de potencia, a

consecuencia de la inoperatividad de los condensadores instalados en la red de

media tensión 13.8 kV.

7

Dada la naturaleza del procesamiento requerido de la información, para la

interpretación de los datos generados por los equipos registradores utilizados por la

organización tales como Ion 7300, 7700, 8500, se plantea la necesidad de desarrollar

un sistema automatizado que permita evaluar, gestionar y monitorear las variables

eléctricas (tensión, factor de potencia, despacho de carga), en cada elemento de la red

(alimentadores, transformadores, generadores y líneas de transmisión), con servicio

de tele medición local y/o remota, con el objetivo de reducir tiempo en la búsqueda,

organización, análisis e interpretación de los resultados, y al mismo tiempo brindar a

la Corporación Eléctrica de Venezuela, una propuesta de ingeniería ante la creciente

proliferación tecnológica de estos medios informáticos, para lograr una mejora

continua en la calidad de servicio [3], en cuanto a suministro y distribución de energía

eléctrica.

1.2 Objetivo del proyecto de grado

1.2.1 Objetivo General

Desarrollar un Sistema de Gestión de Indicadores que permita el control y

monitoreo de la calidad de energía, a través de equipos de medición de variables

eléctricas utilizados en Empresas de Distribución, para mejorar la calidad de

suministro de la energía eléctrica en alimentadores en media tensión 13.8 kV de la

C.A. Electricidad de Valencia.

1.2.2 Objetivos Específicos

Realizar un diagnóstico situacional del Sistema de Distribución de

Electricidad de Valencia, para determinar los aciertos y desaciertos de este sistema.

8

8

Realizar el inventario de los elementos y equipos de medición de variables

eléctricas para la creación de la estructura de la base de datos, definición de criterios

y parámetros necesarios del sistema de gestión de indicadores.

Desarrollar el medio informático a través del diseño de módulos y algoritmos

de programación que permitan darles un seguimiento eficiente a las variables

eléctricas registradas por los equipos de medición instalados en la red eléctrica.

Implementar el software de gestión de indicadores a registros almacenados

por la distribuidora C.A. Electricidad de Valencia, con la finalidad de monitorear y

controlar la calidad de energía, a través de los equipos de medición de variables

eléctricas.

1.3 Justificación

La búsqueda de la eficiencia en la prestación de los servicios públicos es hoy

para las empresas del sector eléctrico una necesidad de primer orden, a consecuencia

de la promulgación del reglamento del servicio eléctrico [2], así como tomar los

correctivos necesarios para cumplir con los estándares de calidad de energía

establecidos en la Norma de Calidad del Servicio [1]. El control del perfil de carga

horaria juega un rol importante en la mejora de la calidad del servicio eléctrico,

obtenida a través de la regulación de tensión, sobrecarga en alimentadores y

transformadores, factor de potencia entre otros, por ello es necesario disponer de un

sistema de gestión de Indicadores que permita diagnosticar la situación actual de

operación del Sistema Eléctrico de Distribución.

El desarrollo de esta aplicación permitirá a la empresa suplidora, disponer de

una herramienta computacional visual, que facilite las labores de ingeniería, para el

9

análisis horario y comportamiento dinámico de la demanda eléctrica, aplicable a la

C.A. Electricidad de Valencia. Además, interpretar verazmente los resultados, a

través de la elaboración de reportes automatizados, en lo que respecta a: perfil de

carga horaria de la demanda, informes de estudio de calidad de energía, monitoreo

diario, semanal y mensual del despacho de carga, reporte mensual del sistema

eléctrico de distribución, indicador del factor de potencia, pérdidas técnicas del

sistema de transmisión y transferencia de cargas entre circuitos.

Dentro de este planteamiento se pretenden mejorar las inversiones futuras en

infraestructura y arquitectura de la red eléctrica, ofreciendo además al personal de

ingeniería, un sistema de gestión, control y monitoreo de los parámetros eléctricos, en

función del mejoramiento continuo de la calidad del servicio, generando además

nuevas inquietudes y oportunidades de invención, para la evolución del producto de

la Calidad de Servicio entregado por la distribuidora a los usuarios conectados a la

red eléctrica.

Es importante señalar que la propuesta planteada representa una solución

factible orientada a resolver una situación de carácter común, entre las filiales de la

Corporación Eléctrica Nacional de Venezuela. Adicionalmente se abre un abanico de

posibilidades en lo que respecta a la revisión e inclusión de nuevas Normas,

Procedimientos y Políticas dentro de la Organización, facilitando las labores de

auditoría y fiscalización por parte del ente Regulador, el cual conlleva de forma

explícita, al desarrollo extra-institucional como producto final, expresada en la

satisfacción integral de los clientes de índole residencial, comercial e industrial.

Por otro lado el desarrollo de este trabajo de grado contribuye al

fortalecimiento de las líneas de investigación "Calidad de Energía" y “Gestión de la

Demanda” de la Universidad de Carabobo.

10

10

1.4 Alcance y Delimitación del proyecto

El desarrollo del proyecto abarca desde el diseño, construcción y protocolo de

mantenimiento del Sistema de Gestión de Indicadores, aplicable en la distribuidora

Electricidad de Valencia, el cual está provista de varios equipos de medición de

variables eléctricas, instalados estratégicamente en diferentes áreas de la red eléctrica,

conformada por: dos (2) plantas de generación, doce (12) subestaciones, seis (6)

líneas de transmisión, sesenta y un (61) salidas de alimentadores en media tensión, y

adicionalmente siete (7) equipos portátiles de medición de calidad de energía (ver

diagrama unifilar en la figura 1.1) , distribuidos de la siguiente manera:

• 61 equipos de medición ubicados en salidas de alimentadores en media tensión,

• 24 equipos de medición instalados en transformadores de subestación,

• 11 equipos de medición instalados en turbinas de generación,

• 11 puntos de medición en líneas de transmisión entre subestaciones,

• 7 equipos portátiles para la medición de la red en baja tensión.

La información a procesar corresponde a mediciones realizadas por los

equipos registradores de variables eléctricas y de calidad de potencia, durante el

período de medición de dos (2) años consecutivos, comprendido entre el 1 de

noviembre del año 2006 al 30 de noviembre del 2008. El sistema de gestión permite

depurar y procesar archivos de medición de acuerdo al período seleccionado, ya sea

en intervalos anual, mensual, semanal, diario u horario.

Así mismo la generación de reportes está limitada por la capacidad en el

almacenaje de las variables eléctricas propia de cada equipo de medición, dejando al

usuario de la aplicación la selección del tipo de análisis e interpretación de los

resultados, que serán representados en tablas y gráficas dinámicas de las distintas

11

variables eléctricas registradas por los equipos de medición, tales como: tensión,

potencia activa, reactiva, aparente, armónicos, desbalance de tensión, corriente, factor

de potencia, factor de carga, “flicker”, entre otros.

Figura 1.1 Diagrama unifilar del sistema eléctrico de potencia de Eleval

Fuente: Eleval (2008)

Para el desarrollo de la aplicación propuesta se utilizará la plataforma de

programación Visual Studio Net ® [4], por la versatilidad en la elaboración de

reportes, visualización de gráficos y conectividad entre diferentes bases de datos

(SQLServer, Oracle, Access, Excel) y archivos planos (ASCII, CSV, TXT), los

cuales forman parte de los sistemas oficiales autorizados por la Electricidad de

Valencia.

Cabe señalar que el desarrollo del sistema se abordó en un tiempo aproximado

de 11 meses, cumplidos entre los meses de enero a noviembre del 2008.

13

CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

En este capítulo se presentan algunos estudios relacionados con el desarrollo

de la aplicación; seguidamente se presentan las bases teóricas que servirán de

referente orientador para el abordaje del mismo e igualmente presentar las bases

legales de este proyecto.

2.1 Antecedentes del proyecto de grado

Coraspe José (2007). Realizó un estudio denominado “Modelo de Gerencia

Eficaz de la Calidad del Producto Técnico para el Mantenimiento y Planificación en

Redes de Distribución” [5]. En el mismo se dan las pautas para el desarrollo e

implementación de un modelo de gerencia eficaz de la calidad del producto técnico

aplicable a las empresa del sector eléctrico venezolano, tomando como piloto al

Sistema Eléctrico del Estado Nueva Esparta (SENECA); donde se contemplan los

siguientes aspectos: 1) Un análisis situacional de los departamentos del área operativa

a través de la matriz DOFA para saber cuales han sido los puntos débiles del modelo

actual y también las oportunidades y fortalezas a tomar en cuenta para la aplicación

de las estrategias adecuadas. 2) La identificación de los recursos existentes y

necesarios para el monitoreo eficaz del producto técnico. 3) El enfoque holístico a

través de una herramienta a la que se integre la información del producto técnico a ser

utilizado por los departamentos del área operativa de la empresa en el mantenimiento

y planificación de la red de distribución.

La finalidad en este trabajo es ofrecer una guía para la gerencia eficaz de la

información del producto técnico suministrado por las empresas prestadoras de

14

14

servicio eléctrico en Venezuela, a través de un análisis situacional actual, una

redefinición de estrategias y la especificación de los requerimientos necesarios para

aplicar el modelo sugerido. Entre las conclusiones del autor se resalta que, cuando no

se aplica gerencia estratégica basada en un enfoque holístico de la empresa, se

solucionan los problemas atacando los síntomas y no las causas que lo ocasionan, y

en consecuencia se usan inadecuadamente los recursos económicos y el capital

intelectual disponible; igualmente acota que el análisis situacional es una herramienta

que se puede aplicar en cualquier área de la empresa para generar una visión actual y

futura. Finalmente la investigación recomienda integrar la unidad de calidad de

producto técnico con el resto de las unidades operativas, en función de mejorar los

índices en la quema de transformadores, control de pérdidas técnicas, mantenimiento

preventivo, planificación del sistema, entre otros. Este proyecto se tomó como

referencia en cuanto al desarrollo de la metodología para la gerencia eficaz, marcando

el prefacio en la integración de la calidad de producto técnico con las resto de las

unidades dentro de la organización.

En este mismo orden de ideas Agustín Lárez (2005), en su trabajo de grado de

maestría presentó ante la ilustre Universidad de Carabobo el proyecto de

investigación denominado: “Evaluación de la Calidad del Servicio Eléctrico, a través

del Procesamiento de Datos, Mediante un Sistema de Información Confiable, para

Controlar los Indicadores de Calidad de Energía Eléctrica (voltaje, “flicker” y

armónicas) en C.A. Electricidad de Valencia” [6], El trabajo consiste en el desarrollo

de un sistema de información para procesar datos de variables tales como: tensión,

fluctuación rápida de tensión (flicker) y distorsión de armónicas para determinar la

calidad de energía eléctrica (Power Quality) en una red que alimenta una zona en

particular, producto de mediciones hechas en diferentes municipios. El sistema de

información desarrollado permite analizar los datos obtenidos de las mediciones y

comparar los resultados con los estándares indicados en la Norma de Calidad del

Servicio de Distribución de Electricidad (Gaceta 38.006 del 23/08/2004), así mismo a

15

partir del presente trabajo se puede realizar un estudio económico en relación con las

sanciones impuestas por el Ente Regulador, en caso de no cumplir con los artículos

fijados. La implementación del sistema propuesto permitirá a la Distribuidora adecuar

sus procesos para cumplir con lo establecido en la Norma de Calidad del Servicio de

Distribución de Electricidad [7], a fin de evitar las sanciones impuestas por el ente

Regulador. El sistema incluye un módulo para procesar los datos en forma estadística,

donde se calculan los valores mínimo, máximo, promedio, la varianza y la desviación

estándar, así como la frecuencia de cada banda. El proyecto antes mencionado

constituye una referencia de material documental y bibliográfico enfocado en las

definiciones de fórmulas, así como también la propuesta a través de ingeniería de

software, con la finalidad de desarrollar sistemas confiables de indicadores en la

calidad de producto técnico.

Por otro lado en ese mismo año (2005) los autores Hernández José, Martínez

Frank, Santana José, de la unidad Gestión de Energía de la Electricidad de Caracas,

desarrollaron un artículo denominado “Diseño e Implementación del Reporte de

Medición Automatizado para Registros de Carga” [8], la propuesta del artículo

consiste en un diseño de plantilla en Excel utilizando macros en Visual Basic, en

donde se descarga en forma automática la información suministrada por los equipos

registradores, usados para la verificación de carga en transformadores de distribución,

igualmente se evalúa la Calidad del Producto técnico, para finalmente cumplir con los

requerimientos internos de las unidades de Mantenimiento y Desarrollo de la empresa

eléctrica, entre otras cosas el informe tiene como finalidad mostrar desviaciones en

determinados parámetros de calidad, y corregir problemas en transformadores

sobrecargados y subutilizados que conllevan a la adecuación de las redes de baja

tensión, ya que se incluyen no solo el análisis de resultados sino las recomendaciones

para cada caso en especial estudiado. Representando este último, un instrumento útil

orientado a la automatización de informes e integración de las unidades de

Planificación, Operación, Mantenimiento y Calidad de Servicio Eléctrico.

16

16

2.2 Bases Teóricas

2.2.1 Enfoque general de los sistemas de potencia eléctrica

El principal objetivo de los sistemas de suministro de energía eléctrica es el

satisfacer los requerimientos de potencia eléctrica de los consumidores en cada

instante de tiempo, mediante la mejor combinación de las unidades de generación

disponibles, desde el punto de vista técnico como económico garantizando la calidad

de servicio eléctrico. El requerimiento de potencia exigido por un conjunto de

consumidores por cada instante de tiempo, queda grabado en las curvas de carga

diarias, cuyo cubrimiento óptimo mediante el sistema de generación se conoce con el

nombre de despacho económico, el cual depende fundamentalmente de las

características propias del perfil de carga horaria [9].

2.2.2 Definiciones relacionadas con la demanda eléctrica

A continuación se presentan las definiciones y fórmulas utilizadas en el

proyecto de investigación relacionadas con la demanda eléctrica.

2.2.2.1 Potencia eléctrica

Representa la razón a la cual el trabajo se efectúa en un circuito eléctrico. La

unidad que por lo regular se usa es el watt o kilowatt. La energía kilowatt-hora

representa la potencia eléctrica de un kilowatt actuando en un intervalo de una hora

[10]. Por ejemplo, un circuito entrega 60 kW en un minuto, esa misma cantidad de

trabajo realizará un kilowatt-hora, es decir:

h601kW x 60kWh 1 = (2.1)

17

2.2.2.2 Curva de carga diaria

Representa el consumo diario de una carga en intervalos de tiempo

predeterminado expresado en demanda de potencia eléctrica, el cual tiene la

particularidad, de tener que ser satisfecha de forma instantánea, sin posibilidad de

almacenaje en forma de energía eléctrica. El comportamiento de la demanda eléctrica

no sigue un patrón particular de consumo, la misma se ajusta a los requerimientos

exigidos por la carga, experimentando variaciones en el transcurso del tiempo sobre

la base de una curva de carga generalizada a un período T (ver figura 2.1). En los días

no laborales normalmente cae la demanda debido a que la mayor parte de la industria

esta inactiva; así que puede referirse a curvas de cargas típicas para días laborales,

sábados, domingos y feriados. Por otra parte, hay modificaciones de la demanda

según la estacionalidad, el mes y el año, como también las causadas por transferencia

de carga entre alimentadores del sistema de distribución [9].

Figura 2.1 Curva de carga diaria Fuente: Urbina, J. (2008)

18

18

2.2.2.3 Factor de potencia

El factor de potencia es una medida de la efectividad en el uso del sistema de

potencia [10], y se define como la relación entre la potencia activa y la potencia

aparente (ver figura 2.2).

fp = P/S (2.2)

Figura 2.2 Triangulo de potencia

2.2.2.4 Factor de carga

Es la razón entre la demanda promedio en un intervalo de tiempo dado

y la demanda máxima observada en dicho lapso [10].

100Dmáxima

Promedio DemandaFc ×= (2.3)

Los límites que puede observar el factor de carga serán de: 0 < Fc ≤ 1. El

factor de carga indica básicamente el grado en que el pico de carga se sostiene

durante el período.

19

1FcFcFcFc0DIARIOSEMANALMENSUALANUAL

≤<<<< (2.4)

Otra manera de expresar el factor de carga (Fc) de forma mas simplificada es

de la manera:

horas kW)x24máx (demandahoras 24en entregadoskWh Fc = (2.5)

2.2.2.5 Factor de utilización

Es la relación existente entre la demanda máxima de un equipo eléctrico y la

potencia nominal del mismo [10]. Este factor establece la capacidad del sistema o

equipo que está siendo utilizado durante el pico de carga:

100Equipo del Nominal Potencia

Equipo delDmax Fu ×= (2.6)

2.2.2.6 Factor de diversidad

Es la relación entre la sumatoria de las demandas máximas individuales y la

demanda máxima combinada del sistema [10]. Se define así como Dm1, Dm2, ..., Dmn

las demandas individuales:

SistemadelDmax Dmi

SistemadelDmax Dm...DmDmFdiv n21 ∑=

+++= (2.7)

20

20

El factor de diversidad siempre será mayor que la unidad por las

características de las Dmi (Fdiv ≥ 1). A la relación inversa se le denomina factor de

coincidencia.

2.2.2.7 Factor de coincidencia

El factor de coincidencia es la relación inversa del factor de diversidad. De tal

manera que la demanda máxima se puede calcular multiplicando la suma de un grupo

de demandas por el factor de coincidencia [10].

Mientras el factor de diversidad nunca es menor que la unidad, el factor de

coincidencia nunca es mayor que la unidad. Este factor puede considerarse como el

porcentaje promedio de la demanda máxima individual de un grupo que es

coincidente en el momento de la demanda máxima del grupo.

divcoin F

1F = (2.8)

2.2.3 Calidad del producto técnico

Grado de cumplimiento de los valores admisibles establecidos en la Norma de

Calidad del Servicio de Distribución de Electricidad [1], determinado por mediciones

realizadas de los niveles de tensión del fluido eléctrico y la forma de onda de la

tensión suministrada por la distribuidora. Los aspectos de calidad del producto

técnico, se refieren al nivel de tensión y las perturbaciones asociadas a éste, la

Fluctuación rápida de tensión (flicker) y la Tasa de Distorsión Total (TDT) de

Tensiones Armónicas existentes en el lado de baja tensión de suministro al cliente.

21

2.2.3.1 Fluctuación rápida de tensión (“Flicker”)

La Fluctuación Rápida de Tensión (“flicker”), se origina por la variación

cíclica de la envolvente de la onda de tensión a una frecuencia menor de 25 Hertz

(ver figura 2.3), debido a las variaciones rápidas de las cargas, que ocasionan una

impresión subjetiva de la sensación visual inducida por un estímulo de luz cuya

luminancia o distribución espectral fluctúa con el tiempo [6].

El nivel de referencia para fluctuaciones rápidas de tensión, se establece

mediante el índice de severidad de la Fluctuación Rápida de Tensión de Corta

Duración (Pst), en intervalos de medición de 10 minutos, el cual tiene un valor de

referencia Pst = 1, definido en la Norma IEC 868[6] como el umbral de irritabilidad

asociado a la fluctuación máxima de luminancia que puede ser soportada sin molestia

por una muestra específica de la población. El nivel de referencia Pst = 1, para puntos

de suministro en las redes de Baja Tensión, Media Tensión y Alta Tensión, debe ser

mantenido en ese valor durante el 95 por ciento del tiempo total del período de

medición.

time

voltage

Figura 2.3 Representación de una fluctuación rápida de tensión mediante una

modulación sinusoidal de la frecuencia fundamental Fuente: Bishop M.; Do A.; Mendis S., “Voltage Flicker Measurement and Analysis System”, IEEE

Computer Applications in Power, 1994.

22

22

( )%100

Pr,,._

% 321 ×=omedio

DDDDesviaciónMáxDesbalancede

2.2.3.2 Desbalance de tensión

Es la máxima diferencia, que existe entre una de las fases de tensión y el

promedio, expresado en porcentaje. El máximo valor en porcentaje (%) del

desbalance permitido es de un 2% [10].

(2.9)

( )3

Pr 321 VVVomedio

++=

(2.10)

Desviaciones:

( )11 Pr VomedioD −= (2.11)

( )22 Pr VomedioD −= (2.12)

( )33 Pr VomedioD −= (2.13)

2.2.3.3 Alzas de tensión (SWELLS)

Incrementos de la tensión a la frecuencia del sistema con duración de 8ms a

1min. Sus valores típicos son 1.1 y 1.8 p.u. Son causadas por fallas monofásicas a

tierra en el sistema o energizar bancos de condensadores. Una onda típica de tensión

con esta perturbación puede ser observada en la figura 2.4.

Figura 2.4 Onda de tensión típica con SWELL

Fuente: Dan Sabin, Indices Used to Asses. RMS Voltaje Vatiations. Electrotek Concepts,Inc

23

2.2.3.4 Depresiones de tensión (SAGS)

Descensos de la tensión rms a la frecuencia de la red con duración de 8ms a

1min. Sus valores típicos son 0.1 y 0.9 p.u. Son causadas por incorporación de

grandes cargas o fallas en el sistema, en el alimentador o en la subestación; causadas

por rayos, árboles o animales en contacto con las líneas. Un ejemplo de ello puede ser

visto en la figura 2.5.

Figura 2.5 Onda de tensión típica con SAGS Fuente: Dan Sabin, Indices Used to Asses. RMS Voltaje Vatiations. Electrotek Concepts,Inc.

2.2.3.5 Sobretensiones

Tensiones con valores más altos que la tensión nominal. Sus valores típicos

son 1.1 y 1.2 en pu, con duración mayor a 1 minuto.

2.2.3.6 Subtensiones (DIPS)

Tensiones con valores inferiores a la tensión nominal. Sus valores típicos son

0.8 y 0.9 pu, con duración mayor a 1 minuto.

24

24

2.2.4 Métodos de series de tiempo

Una Serie de Tiempo es un conjunto de observaciones hechas en momentos

determinados, normalmente a iguales intervalos de tiempo. Los modelos de series de

tiempo analizan estadísticamente el comportamiento sistemático de una variable en el

pasado y utilizan esta información para predecir la evolución futura de la misma [13].

Seguidamente se presentan los métodos Tendenciales, de Descomposición y

Suavizado, los cuales son ampliamente utilizados y constituyen una serie de modelos

catalogados dentro de la clase de Series de Tiempo.

2.2.4.1 Métodos tendenciales

Los métodos tendenciales, son aquellas tendencias sin alteraciones de una

serie de tiempo. Esta tendencia pudiera seguir un patrón estacional, cíclicas de tipo

lineal o no lineal, así como también creciente, decreciente o combinación de alguna

de las anteriores.

Patrón estacional, es característico de áreas altamente influenciadas por

condiciones estacionales (clima, vacaciones). Se reconoce por que la longitud de los

periodos estacionales es fija (mes del año y días típicos de semana).

Patrón tendencial, cuando una zona determinada muestra un incremento o una

disminución sostenida de la variable analizada a lo largo del tiempo.

25

Patrón cíclico, este patrón es determinado por fluctuaciones graduales en la

variable analizada, debido generalmente a factores económicos tales como recesión,

inflación. La longitud de los períodos cíclicos no es constante, y es a menudo el

factor más difícil de reconocer.

Dependiendo del grado de complejidad, cada algoritmo de estimación de

demanda, podrá adecuarse a uno o varios de los patrones antes mencionados. En

general las técnicas tendenciales describen el comportamiento pasado de una variable

como una función del tiempo, el cual supone se mantendrá en el futuro.

2.2.4.2 Métodos de descomposición

Los algoritmos de descomposición buscan identificar en el patrón

básico de la serie, tres elementos separados que representan el comportamiento

tendencial, el estacional y el cíclico [13]. Para poder pronosticar cual es el

comportamiento futuro de una variable en función a estas características de

comportamiento, es necesario poder representarlo matemáticamente.

La formulación general del método es la siguiente:

( )errorpatrón,fdata = (2.14)

El patrón a su vez, es separado en sus componentes básicas:

( )ciclo idad,estacional tendencia,fdata = (2.15)

26

26

Existen dos enfoques de descomposición básicos, el aditivo y el

multiplicativo. En general, el procedimiento que se utiliza para encontrar las distintas

componentes en las dos formulaciones es el mismo:

ttttt ECITY +++= (2.16)

Donde:

Tt: Componente tendencial de Yt

It: Componente estacional de Yt

Ct: Componente cíclica de Yt

Et: Componente de error de Yt

La primera componente es la variación tendencial, que tiene como

característica mostrar la tendencia promedio del conjunto de todos los datos

analizados.

La segunda componente es la variación estacional, que tiene como

característica de variación regular dentro de un año y que a su vez se repite cada año,

casos típicos son la producción de algunas frutas y/o comestibles o ventas asociadas

a productos como ropa de temporada.

La tercera componente es la variación cíclica en la que a través del período de

tiempo analizado se producen ascensos y descensos en varias oportunidades. Este tipo

de comportamiento es muy asociado a variaciones de carácter económico.

La última componente es la componente irregular que adiciona las

características anteriores pero además tiene comportamiento extraños imprevisibles

que se dan generalmente en el corto plazo.

27

1. Con el propósito de eliminar la estacionalidad y el error, se calculan los

promedios móviles de la serie con un número de términos N que sea igual al

largo del período de la estacionalidad.

2. Una vez logrado esto, se obtienen las componentes de tendencia y ciclo.

3. Se aíslan los factores estacionales mediante el promedio de cada uno de los

períodos de la estación.

4. Se identifica la forma apropiada de la tendencia mediante el ajuste de curvas.

5. Se separan las salidas de los puntos (3) y (4) para obtener el factor cíclico.

6. Se separan la estacionalidad, tendencia y ciclo de la data para aislar el error

remanente.

7. Una vez obtenidas las distintas componentes de la serie, se utilizan para la

estimación.

2.2.4.3 Método de suavizado

Esta técnica supone que el comportamiento futuro de una variable se describe

en función solo de sus valores históricos, identificando el patrón general real de la

serie en estudio, a través del suavizado (promedio) de los valores pasados.

La forma general de estos modelos es:

)Y,Y,...,Y,f(Y(L)Y t1t21t −= (2.17)

Donde:

28

28

=tY Pronóstico al tiempo t de 1-tY

L = Horizonte de pronóstico

f = Función planteada entre las variables

Entre los casos particulares de este enfoque se encuentran:

Promedios Móviles: Esta técnica consiste en tomar un número fijo de

observaciones, calcular el promedio de estos datos y utilizar este valor como el

pronóstico para el próximo período. El término móvil es empleado porque para cada

nueva observación se calcula un nuevo promedio, manteniendo constante el número

de datos, sustituyendo la observación más lejana por la más reciente.

La forma general de este modelo es:

1t1)-(n-t1-ttt Y)YY(Y*n1(l)Y +=++= (2.18)

Donde:

n = Número de observaciones pasadas de Yt que se están promediando

equitativamente.

Yt = Valor de la serie de tiempo en el período t.

Suavizado Exponencial: Al igual que los Promedios Móviles, la Suavización

Exponencial, utiliza un número fijo de observaciones previas para estimar el próximo

valor. Sin embargo, se diferencia del anterior, en que el peso que le da a cada valor

previo decrece exponencialmente con el tiempo, lo cual implica que la historia más

reciente afecta en mayor medida a la estimación.

( ) ( ) ( ) 1nt1n

2t2

1tt1t Yα1α...Yα1αYα1ααYF +−−

−−+ −++−+−+= (2.19)

)Fα(YFF ttt1t −+=+ (2.20)

29

Donde:

F= Valor de estimación de Y.

α= Coeficiente de peso del ajuste de predicción.

La Suavización Exponencial presenta la ventaja de que sólo necesita

almacenar la estimación pasada y el valor de la serie precedente, para estimar el

siguiente término, sin embargo, la obtención óptima del parámetro alfa no es sencilla.

Además, al igual que los Promedios Móviles, la Suavización Exponencial es lenta en

la adaptación a cambios bruscos en la data y que la función del parámetro alfa es la de

incrementar la sensibilidad a estos cambios. Los algoritmos de Suavización trabajan

muy bien con las series estacionarias, pero cuando existe algún tipo de patrón

tendencial, estas tardan en adaptarse a la serie produciendo errores significativos en la

estimación [11].

2.2.4.4 Método de los mínimos cuadrados

El método de los mínimos cuadrados es aplicable a la estimación de la

demanda eléctrica, ya que permite trazar una curva que se ajuste a un conjunto de

datos dados, a este tipo de curva se le llama Curva de Ajuste. El Método de los

Mínimos Cuadrados establece que la curva de mejor ajuste es aquella que cumpla la

condición que la suma de los cuadrados entre el valor del dato (Yi) y el de la curva

(yi) para los n datos que se evalúan sea mínimo [11]; es decir,

∑n

1=i

2yi)-(Yi min=D (2.21)

Recta mínimo cuadrática: La ecuación de una recta es y= ao + a1*x; si para un

valor xi se obtiene el valor yi, la diferencia con el dato real correspondiente será:

30

30

21oii )x*a-a-(yD i= (2.22)

y la diferencia total será:

∑n

1=i

2i1oi )x*a-a-(y min=D (2.23)

Para obtener el valor de ao y a1 que minimicen la expresión, se buscan ambas

derivadas parciales:

0y D 0

X D

==∂∂

∂∂ (2.24)

De aquí se obtienen las ecuaciones:

∑ =n

1=ii1oi 0)x*a-a-(y (2.25)

∑ =−n

1=iii1oi 0)x(*)x*a-a-(y (2.26)

Si se toman,

∑n

1=ii x=A ; ∑

n

1=iiy =B ; ∑

n

1=i

2i )(x =C ; ∑

n

1=iii y *x=D (2.27)

El sistema quedará:

n*ao + A*a1=B (2.28)

A*ao + C*a1=D (2.29)

Cuya solución es,

ao = (A*C - B*D) / (n*C-A2 ) (2.30)

a1 = (n*D - A*B) / (n*C-A2 ) (2.31)

Ecuación de la exponencial: En general la ecuación de una exponencial se

expresa como, XKeKy *

01*= (2.32)

31

Si se trabaja con su logaritmo, se tendrá:

X*KLnKoLny 1+= (2.33)

Haciendo,

a0= Ln K0 (2.34)

a1=K1, (2.35)

Se tendrá la ecuación de la recta pero se trabaja con el logaritmo del dato. Se

puede hacer una tabla del mismo tipo para el cálculo de los coeficientes.

Parábola mínimo cuadrática: La ecuación de una parábola es del tipo 2,

X*a X*a a y 210 ++= (2.36)

Para hallar a0, a1, a2 se sigue un procedimiento similar al seguido con la recta;

ahora la diferencia viene expresada como:

2n

1=i

2210 ) Xi*a-Xi*a-a-(Yi =D ∑ (2.37)

Derivando respecto a los 3 coeficientes e igualando a cero se obtiene un

sistema de ecuaciones que sustituyendo las sumatoria:

∑n

1=i

Xi =A ; ∑n

1=i

Yi =B ; ∑n

1=i

2(Xi) =C ; ∑n

1=i

Yi *Xi=D ;

3n

1=iXi =G1 ∑ ; ∑

n

1=i

2 Yi *Xi=G2 ; ∑n

1=i

4(Xi) =G3 (2.38)

El sistema resulta con las siguientes ecuaciones:

n*ao + A*a1 + C*a2 = B (2.39)

32

32

A*ao + C*a1 +G1*a2 = D (2.40)

C*ao +G1*a1 +G3*a2 = G2 (2.41)

2.2.4.5 Método de correlación lineal

La correlación mide el grado de relación entre variables para saber hasta que

punto una ecuación matemática expresa esa relación entre ellas; cuando la relación es

entre 2 variables la correlación es simple y para mas variables será múltiple.

Método de correlación lineal simple: Este método toma como punto de partida

la ecuación de la recta mínimo cuadrática, busca los índices de error de ésta respecto

al conjunto de datos dados y utiliza esta información para ajustar el pronóstico

obtenido con la recta. Se aplica a fenómenos que se repiten con cierta sistematicidad

en los sistemas eléctricos. Los pasos del método son los siguientes:

1. Se toma el conjunto total de datos disponibles y se halla la ecuación de

la recta mínimo cuadrática que se ajusta a ellos.

2. Se agrupan los datos por ciclos (semanales, mensuales, anuales) de

forma que el dato j del ciclo i conserve el nivel de afinidad con el dato

j del ciclo k que los relaciona. Para Nc ciclos con Nd datos cada uno,

utilice arreglos de 2 dimensiones Yij y Xij, conservando los mismos

valore de X e Y del conjunto original.

3. Para cada dato se halla el índice de estacionalidad o error de la recta

hallada IEij=(Yij/yij). Si i=1, Nc designa los ciclos de datos j=1, Nd

los datos agrupados en cada ciclo, para cada valor de j al variar i se

tendrán índices de error correspondientes a datos afines. Para cada dato

33

j se halla la tendencia al error como la media de los índices de error

correspondientes.

∑Nc

1=iIEij *(I/Nc)=TE(j) (2.42)

Se halla el pronóstico para un ciclo futuro t > Nc, evaluando la recta hallada

para tj; j=1, Nd y al valor de pronóstico Ytj se multiplica por la tendencia TEij

2.2.5 Análisis FODA

Proviene del acrónimo en inglés SWOT, en español las siglas son FODA

(Fortalezas, Oportunidades, Debilidades y Amenazas). El análisis FODA consiste en

realizar una evaluación de los factores fuertes y débiles que en su conjunto

diagnostican la situación interna de una organización, así como su evaluación

externa; es decir, las oportunidades y amenazas [19].

2.2.6 Software de gestión

El procesamiento de información comercial constituye la mayor de las áreas

de aplicación del software. Los sistemas discretos (nóminas, cuentas de

haberes/débitos, inventarios) han evolucionado hacia el software de sistemas de

información de gestión (SIG), que accede a una o más bases de datos grandes que

contienen información comercial. Las aplicaciones en esta área reestructuran los

datos existentes para facilitar las operaciones comerciales o gestionar la toma de

decisiones [12].

34

34

2.2.7 Visual Estudio .NET

La familia de productos de Visual Studio comparte un entorno de desarrollo

integrado (IDE) único. Orientado a solucionar problemas relacionados con reportes,

gráficos y base de datos, Visual Studio dispone de modelos de programación

enriquecidos, conocidos como modelos de objetos de automatización, para extender y

automatizar el IDE. Los distintos modelos de automatización poseen la capacidad de

automatizar el entorno y proporcionar extensiones y nuevas características. Cada

modelo se concentra en un área determinada del IDE, como las ventanas de

herramientas y el editor de código. La multiplataforma (.NET) esta diseñado para ser

independiente de la plataforma sobre la cual se ejecutarán las aplicaciones. Para

conseguir este objetivo, las aplicaciones .NET se compilan a un lenguaje intermedio

denominado Lenguaje Intermedio de Microsoft o MSIL (Microsoft Intermediate

Language), el cual es independiente de las instrucciones de una CPU concreta [4].

2.2.8 Visual Basic

Es un lenguaje de programación de propósito general, dotado de librerías y

controles para el diseño y construcción de aplicaciones de sistemas de gestión de

indicadores. Diversidad en el manejo de bases de datos a muy alto nivel, pudiendo

gestionar bases de datos de tipo Access, Paradox, dBASE, FoxPro y SQL. Las

consultas que se realizan en Access, están desarrolladas o basadas en este lenguaje. El

objetivo principal de SQL es la realización de consultas y cálculos con los datos de

una o varias tablas [4].

35

2.3 Bases legales relacionado a la calidad de servicio

La regulación de la calidad del servicio eléctrico aparece de forma explicita en

diferentes países, coincidiendo con los procesos de reestructuración que están

teniendo lugar alrededor del mundo, en particular motivado por el carácter de

monopolio que existe en la distribución y transmisión de energía. Es por ello que la

calidad ha de medirse de forma confiable a través de indicadores.

De lo antes planteado el artículo 117 de la Constitución Bolivariana de

Venezuela, menciona que “todas las personas tendrán derecho a disponer de bienes y

servicios de calidad, así como una información adecuada sobre el contenido y

características de los productos y servicios que consumen; a la libertad de elección y

a un trato equitativo y digno. La ley establecerá los mecanismos necesarios para

garantizar esos derechos, las normas de control de calidad y cantidad de bienes y

servicios, los procedimientos de defensa del público consumidor, el resarcimiento de

los daños ocasionados y las sanciones correspondientes por la violación de estos

derechos”.

El artículo 22 de la “Norma de Calidad de Servicio de Distribución de

Electricidad” [1] (NCSDE), describe que “La Distribuidora deberá permitir el acceso

al Fiscalizador a la Base de Datos del Sistema de Distribución (BDSD) actualizada,

ello sin perjuicio del deber de la Distribuidora de suministrar al Fiscalizador dicha

información en medio magnético o informático cuando sea requerida”.

El artículo 36 de la “Ley Orgánica de Servicio Eléctrico” (LOSE) [2], refiere

que “las empresas de distribución de energía eléctrica tienen entre otras las

obligaciones siguientes:

36

36

1. Prestar el servicio a todos los que lo requieran dentro de su área de servicio

exclusiva, de acuerdo con esta ley y con la normativa que, a ese efecto, dicte la

comisión nacional de energía eléctrica.

2. Prestar el servicio de manera continua y eficiente, no discriminatoria, y

dentro de los parámetros de calidad y atención a los usuarios, de acuerdo a esta Ley y

a la normativa que, a ese efecto, dicte la comisión nacional de energía eléctrica. . .”

El Reglamento de Servicio en el artículo 7 titulado Calidad de Servicio, indica

que “El usuario tendrá derecho a recibir el servicio eléctrico de acuerdo con lo

establecido en las Normas de Calidad del Servicio de Distribución de Electricidad, en

caso de incumplimiento por parte de La Distribuidora, esta deberá abonar los créditos

correspondientes producto de las sanciones”.

Finalmente, en Venezuela se ha generado un marco legal que incluye

sanciones para incentivar las inversiones de parte de las empresas distribuidoras a

objeto de mejorar la calidad del servicio, por consiguiente es importante determinar

los indicadores de calidad de energía, que permitan medir los resultados de las

iniciativas aplicadas con el fin de maximizar la eficiencia en el uso de los recursos

financieros de la empresa.

2.4 Definición de términos básicos

Alimentador: Circuito de distribución en media tensión.

Armónicas: Componentes sinusoidales, con frecuencia igual a múltiplos enteros de la

fundamental del sistema (60 Hz).

37

Bases de Datos: Un conjunto exhaustivo no redundante de datos estructurados

organizados independientemente de su utilización y su implementación en máquina

accesibles en tiempo real y compatibles con usuarios concurrentes con necesidad de

información diferente y no predicable en tiempo.

Calidad de Energía: Son las características físicas de la energía eléctrica, suministrada

en condiciones normales de operación, que no producen interrupciones ni operaciones

erráticas, en la Red de Distribución o en la carga.

Corporación Eléctrica Nacional (CORPOELEC): Es la empresa estatal encargada de

las actividades de generación, transmisión, distribución y comercialización de

potencia y energía eléctrica, conformada por las empresas filiales CADAFE, C.V.G.

EDELCA, La EDC y ENELVEN, así como por las empresas eléctricas ENELCO,

ENELBAR, SENECA, CALIFE, ELEBOL y ENAGEN.

Condensador: Dispositivo utilizado para almacenar carga conformado por dos placas

metálicas separadas y aisladas por un material dieléctrico.

Demanda eléctrica: Es la carga en las terminales receptoras, tomada como valor

medio en un intervalo de tiempo determinado; por lo tanto, referirse a la demanda

carece de sentido si no se explica dicho intervalo. Se expresa en kW, kVA o

Amperes.

Demanda máxima: Es la mayor demanda que se presenta en una carga en intervalos

de tiempo de 15 minutos.

Distribuidora: Empresa que ejerce la actividad de distribución de electricidad.

38

38

Empresa Eléctrica: Empresa cuyo objetivo principal es la realización de al menos una

de las actividades más importantes del sector eléctrico, como lo son la generación,

transmisión o distribución de electricidad.

ELEVAL: se use, las siglas ELEVAL designarán en forma abreviada a la empresa

C.A. Electricidad de Valencia.

Equipo: Conjunto de componentes interconectados, con los que se realiza

materialmente una actividad de una instalación.

Fiscalizador: Es el regulador o quien ejerza la función de fiscalización de

conformidad con lo establecido en la Ley Orgánica del Servicio Eléctrico, su

Reglamento, el Contrato de Concesión y demás normas aplicables.

IEEE: Instituto de ingenieros electricistas y electrónicos de Norte América (Institute

of Electrical and Electronics Engineers).

Indicadores de Gestión: Los indicadores de gestión son medidas utilizadas para

determinar el éxito de un proyecto o una organización. Los indicadores de gestión

suelen establecerse por los líderes del proyecto u organización, y son posteriormente

utilizados continuamente a lo largo del ciclo de vida, para evaluar el desempeño y los

resultados [12].

Media Tensión: Nivel de tensión mayor que 1 kV y menor que 69 kV.

Norma Técnica: Es un documento aprobado por una institución reconocida, se prevé

para un uso común y repetitivo; establece reglas, directrices ó características para los

productos, procesos y métodos de producción. Su aplicación no es obligatoria y su

exigencia se puede establecer mediante contratos Cliente – Proveedor.

39

Punto de Suministro: Es aquél donde las instalaciones del usuario quedan conectadas

al sistema de La Distribuidora y donde se delimitan las responsabilidades de

mantenimiento, guarda y custodia entre La Distribuidora y el usuario.

Red Eléctrica: Conjunto de conductores, equipos y accesorios empleados por la

Distribuidora para suministrar el servicio eléctrico a los usuarios, hasta el punto de

suministro.

Registro de Medición: Almacenamiento de datos de mediciones de diferentes

parámetros, en un período determinado de tiempo.

Reglamento de Servicio: Conjunto de disposiciones que regulan la relación entre La

Distribuidora y sus Usuarios, en materia de prestación del servicio eléctrico, de

acuerdo con lo establecido en la Ley Orgánica del Servicio Eléctrico y su

Reglamento.

Regulador: La Comisión Nacional de Energía Eléctrica o en su defecto el Órgano del

Estado Venezolano que tendrá a su cargo la regulación, supervisión, fiscalización y

control de las actividades que constituyen el servicio eléctrico, de conformidad con la

Ley Orgánica del Servicio Eléctrico, su Reglamento y demás Normas Aplicables.

SCADA: Acrónimo de Supervisory Control and Data Acquisition (en español

Supervisión, control y Adquisición de Datos) [9], basado en equipos de computación

y dispositivos de procesamiento y control que permite supervisar y controlar a

distancia una instalación de cualquier tipo.

Sistema de Distribución: La parte del sistema de potencia que va desde la subestación

de distribución (ésta incluida) hasta la entrada de servicio al consumidor (medidor).

40

40

SQL: (Structured Query Language ó Lenguaje Estructurado de Consulta), es un

lenguaje orientado a bases de datos y sobre todo al manejo de consultas obteniendo

potentes resultados [20].

Tensión Nominal: Nivel de Tensión de diseño y de funcionamiento de un sistema

eléctrico [1].

Usuario: Persona natural o jurídica que se beneficia con la prestación del servicio

eléctrico, bien como titular de un contrato de servicio o como receptor directo del

mismo, sujeta a los derechos y obligaciones que establece la Ley Orgánica del

Servicio Eléctrico, su Reglamento y demás Normas Aplicables [1].

Variación de Tensión: Aumento o disminución del valor de la tensión de suministro

respecto a la tensión nominal.

Referencias utilizadas para las definiciones anteriores:

• ANSI/IEEE C62.4 1-1980.

• Normas de Calidad de Servicio [1].

41

CAPÍTULO III

MARCO METODOLÓGICO

En este capítulo se presentan el conjunto de actividades y procedimientos

necesarios en el desarrollo de un sistema de gestión de indicadores para el control y

monitoreo de la calidad de energía en empresas de distribución, comprende además la

definición del tipo y área del proyecto de grado, las técnicas de recolección, análisis

de los datos y las etapas seguidas durante el proceso del desarrollo de la aplicación.

3.1 Tipo de proyecto

Este trabajo es de tipo descriptivo explicativa porque se detallan las

características fundamentales, destacando los elementos esenciales que identifican el

diseño y desarrollo de un sistema de gestión de indicadores, reflejando alternativa de

cambios dirigidos a mejorar procesos, modelos y técnica. Tal como lo presenta Selltiz

y Jahoda (1997), quienes consideran que los estudios descriptivos, además de

presentar las características del problema investigado y la descripción de los

objetivos, tiene en cuenta los distintos procedimientos teórico-prácticos, para

compilar, presentar y analizar los datos a fin de cumplir con el propósito del proyecto

desarrollado [14].

3.2 Diseño del proyecto

El presente estudio siguió el curso de un diseño de campo no experimental

debido a las características que presenta, según Hernández, Fernández y Baptista

(1998) se trata de una investigación dónde no se hacen variar intencionalmente las

42

42

variables independientes. Este concepto es aplicable al caso estudio, ya que los

problemas de calidad de producto técnico siempre estarán presentes en los sistemas

eléctricos y no serán creadas en forma intencional.

3.3 Modalidad del proyecto

De acuerdo al problema planteado y en función de los objetivos, el cual

consiste en el desarrollo de un sistema de gestión de indicadores que permita el

control y seguimiento de la calidad de energía, el trabajo de grado está enmarcada

dentro de la modalidad de un proyecto factible ya que proporciona una solución

viable a un problema de tipo práctico, para satisfacer las necesidades de una

organización, como lo es el caso estudio en la Electricidad de Valencia. Según los

lineamientos del Manual de Trabajos de Grado de Especialización, Maestrías y Tesis

Doctórales de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador, donde se define al

mismo como: “El Proyecto Factible consiste en la elaboración de un modelo

operativo viable, o una solución posible a un problema de tipo práctico, para

satisfacer necesidades de una institución o grupo social. La propuesta debe tener

apoyo, bien sea de tipo de campo, o de tipo documental; y puede referirse a la

formulación de políticas, programas, tecnologías, métodos y procesos” [15].

3.4 Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos

La recolección de la información se realizó a través de un proceso sistemático,

riguroso y racional, basados en una estrategia de recolección directa sin afectar la

integridad estructural de la información. Para la fase del diagnóstico situacional del

sistema de distribución de Electricidad de Valencia se utilizó la matriz DOFA. Para

obtener los registros de medición de los equipos de calidad de potencia, fueron

utilizados los archivos históricos con el formato fuente (ASCII) y/o los generados por

43

los asistentes de aplicaciones de cada software (Codam Plus, Ace 4000, ION

Enterprice Reporter). De igual forma, se utilizó la técnica documental para recopilar

información en revistas, documentos, informes, seminarios, congresos, folletos,

bibliotecas, Internet relacionados al proyecto de grado.

Para afianzar los conocimientos en el procesamiento y análisis de los datos, se

realizaron entrevistas no estructuradas a expertos relacionados a las labores de

ingeniería en empresas eléctricas de distribución del ámbito Nacional, tales como:

ELEVAL, ENELVEN, SÉNECA, ENELBAR, ELECAR y CADAFE. En dichas

entrevistas se solicitó información acerca de las necesidades y experiencia al medio

informático desarrollado. Igualmente se utilizó la técnica de observación directa de

los procedimientos y rutinas de trabajo empleados para la elaboración de informes,

reportes, control de carga en transformadores y alimentadores, indicador del factor de

potencia, despacho diario y determinación de la demanda máxima del sistema.

Igualmente se utilizó la técnica de revisión directa en el mismo ambiente de

trabajo con la finalidad de reforzar y convalidar el uso final del Sistema de Gestión de

Indicadores.

3.5 Técnicas de Procesamiento y Análisis de Datos

Para interpretar los datos obtenidos se utilizaron modelos estadísticos, y

técnicas de series de tiempo para el seguimiento en la evolución de las variables

eléctricas, lo mismos se desarrollaron bajo un ambiente orientado a objetos y base de

datos, utilizando la plataforma de programación Visual Estudio .NET, en virtud a los

avances informáticos adjunto al paquete informático.

44

44

Los resultados son presentados a través de reportes e informes de acuerdo al

rango de medición seleccionado por el usuario, utilizando tablas y gráficas dinámicas

en contraposición a los valores establecidos en normas nacionales e internacionales

de calidad de producto técnico, así como también la aplicación de criterios propios de

la organización Electricidad de Valencia. Se utilizó la técnica de visualización directa

de los registros de los equipos de calidad energía eléctrica, ofreciendo además la

posibilidad de recalcular y depurar diferentes parámetros de las variables eléctricas, a

consecuencia de pérdidas de información en las lecturas de los datos medidos.

Igualmente es aplicable a lo ocurrido en transferencia de carga entre circuitos

aledaños a la subestación, el cual permite filtrar cambio momentáneo en la demanda y

por consiguiente, determinar la demanda máxima real alcanzada por un alimentador

en la red eléctrica.

3.6 Fases del proyecto

Para el desarrollo del presente trabajo especial de grado titulado

“DESARROLLO DE UN SISTEMA DE GESTIÓN DE INDICADORES PARA EL

CONTROL Y MONITOREO DE LA CALIDAD DE ENERGÍA A TRAVÉS DE

LOS EQUIPOS DE MEDICIÓN DE VARIABLES ELÉCTRICAS”, se desarrolló

una metodología que permitió cumplir con los propósitos planteados, y en este

sentido se delineó el siguiente procedimiento metodológico:

3.6.1 Fase I – Diagnóstico situacional de la gestión operativa de Eleval

Esta fase se inicio con la descripción general de la empresa para

posteriormente realizar un diagnóstico de la gestión operativa de la unidad de

distribución de Electricidad de Valencia, en la cual se determinan las fortalezas

oportunidades debilidades y amenazas del sistema actual de gestión de indicadores, y

45

por consiguiente se establecen las pautas para el desarrollo del sistema de gestión de

indicadores, que faciliten las labores de ingeniería relacionado al tema de control y

monitoreo de la calidad de energía, utilizando como herramienta los equipos

registradores de potencia eléctrica. Fue necesario realizar el inventario de los

elementos y equipos de medición instalados en la red eléctrica para la creación de la

estructura de las bases de datos, definición de criterios y parámetros mínimos en el

desarrollo del software.

3.6.2 Fase II – Creación de la estructura de la base de datos del sistema

Desarrolló de una metodología que permita organizar y almacenar la

información de los registros de los equipos de medición, a una multitud de usuarios

con la finalidad de homologar y normalizar la estructura de las base de datos. Se

empleará una función de utilidad que admita la lectura directa de registros, a partir de

los reportes generados por los equipos de medición, considerando la segregación total

o parcial de los parámetros eléctricos sin alterar el formato fuente del archivo de

medición.

El sistema ha de contar con una base de datos centralizada de la información

con capacidad de almacenar grandes volúmenes de información para los reportes de

cargas mensual del sistema de distribución, asociados a las variables eléctricas de:

corriente, factor de potencia, factor de carga, energía activa, energía reactiva, energía

aparente, tensión máxima, mínima por barra en cada subestación. Igualmente el

sistema gestor de base de datos tiene la accesibilidad de almacenaje de los datos

utilizados en la generación de informes de estudios de calidad de energía, elaborados

en la atención de reclamos.

46

46

3.6.3 Fase III – Desarrollo del software de gestión de indicadores

En esta fase se presentan las estrategias a seguir para el desarrollo del medio

informático, así como también las herramientas y selección del entorno de

programación en el paquete distribuidle de Visual Estudio NET (Visual C++, Visual

J# y Visual Basic). Igualmente para la evaluación y selección del manejador de las

bases de datos (SQL, Access, Visual Fox Prox, Excel, ASCII).

Del mismo modo se definió la estructura de los formatos de los reportes del

sistema de distribución, correspondientes a los períodos de medición: diario, semanal

y mensual; bajo un ambiente de trabajo automatizado e interactivo para la

presentación de los resultados, utilizando técnicas de filtrado por fecha y esquema de

la red.

Se desarrolla un módulo para la automatización y gestión de los informes de

calidad de producto técnico realizados en la atención de reclamos de clientes de alto

consumo. Se elabora un algoritmo de serie de tiempo que permitió analizar

estadísticamente el comportamiento sistemático de una variable en el tiempo y así

predecir la evolución futura del mismo.

3.6.4 Fase IV - Valides de la implementación software

Se presentó un informe final de los resultados preliminares producto de la

implementación del software de gestión de indicadores, indicando una descripción de

la metodología desarrollada, correspondiente al procesamiento de las mediciones

realizadas en la distribuidora Electricidad de Valencia, así como también se presentan

las oportunidades a considerar por la organización en función de redefinición de los

procesos de las unidades departamentales: planificación, mantenimiento, operación,

gestión de energía, subestación, calidad de producto, obras de inversión y protección

de ventas.

47

CAPÍTULO IV

DIAGNÓSTICO SITUACIONAL DE LA UNIDAD DE DISTRIBUCIÓN

CASO ELECTRICIDAD DE VALENCIA

En este capítulo se presentan los resultados obtenidos del diagnóstico

situacional de la unidad de distribución de Electricidad de Valencia, haciendo énfasis

en las fortalezas, oportunidades, debilidades y amenazas, relacionado a la gestión del

control y seguimiento de indicadores de la calidad del producto técnico suministrado

por la distribuidora, con la finalidad de obtener los insumos mínimos necesario para

la definición de criterios y estrategias a seguir en el desarrollo del medio informático.

4.1 La Empresa

La Electricidad de Valencia (ELEVAL), fundada en 1908, es una empresa que

presta servicio eléctrico abarcando desde la generación, transmisión, distribución y

comercialización de la energía eléctrica, buscando llevar electricidad a todo el

municipio de Valencia y sus alrededores, donde presta sus servicios a cinco (5)

municipios tal y como se muestra en la figura 4.1. ELEVAL brinda servicio a más de

135 mil clientes en un área aproximada de 170 km2 en gran parte del área

metropolitana de Valencia.

48

48

Guacara

San

DiegoNaguanagua

Valencia

Guayos

Guacara

San

DiegoNaguanagua

Valencia

Guacara

San

DiegoNaguanagua

Guacara

San

Diego GuacaraGuacara

San

Diego

San

DiegoNaguanaguaNaguanagua

ValenciaValencia

GuayosGuayos

Figura 4.1 Áreas servidas por ELEVAL


Actualmente poseen dos (2) plantas generadoras, quince (15) subestaciones y

trece (13) oficinas comerciales, para satisfacer la demanda de energía eléctrica, el

sistema de generación esta conformado por dos (2) plantas termoeléctricas: Planta del

Este y Planta Castillito. Dichas plantas poseen una capacidad instalada de doscientos

cuarenta y tres (243) MW y están interconectadas con las subestaciones que

distribuyen la electricidad a los suscriptores.

4.2 Misión y Visión de la Electricidad de Valencia

La estrategia de la empresa Electricidad de Valencia se orienta a ser la

empresa líder en servicios públicos en la región central del país, mediante el uso de

49

recursos de calidad, orientada a la excelencia y a la satisfacción de los clientes; de

acuerdo al enunciado de misión y visión publicado en su portal [16].

El estudio se realizó en la Unidad de Planificación Operativa adscrito a la

Unidad de Negocios de Distribución, ubicada en la sede de los Colorados de

Electricidad de Valencia, en la figura 4.2 se muestra la estructura organizativa de la

Unidad de Negocios de Distribución de ELEVAL.

Figura 4.2 Estructura organizativa de la Electricidad de Valencia

Fuente: Unidad de Recursos humanos – Eleval (2008)

4.3 Descripción operativa del sistema de distribución

Antes de la presentación de los resultados del diagnóstico se presenta la

descripción de las características principales de operación del sistema de distribución

de la C.A. Electricidad de Valencia (ELEVAL).

La empresa ELEVAL cuenta con dos (2) plantas termoeléctricas y doce (12)

subestaciones de distribución, cada una tiene un Sistema Eléctrico de Potencia (SEP)

conformado por equipos eléctricos de tele medición instalados. En la figura 4.3 se

muestra un esquema típico de un diagrama unifilar simplificado del sistema eléctrico

UNIDAD NEGOCIOS DE

DISTRIBUCIÓN

DISEÑO Y PLANIF

DE REDES

DESARROLLO Y

OBRAS

MANTENIMIENTO

DE REDES

OPERACIÓN DEL

SISTEMA

PLANIFICACIÓN Y

CONTROL

PLANIFICACIÓN

OPERATIVA

SOPORTE

ADMINISTRATIVO

50

50

de potencia (SEP), el cual tiene como función la administración de la calidad de

potencia en tiempo real de los puntos principales de la red eléctrica, tal como: la

generación, transmisión, transformador de subestación y alimentador en media

tensión.

Figura 4.3 Sistema de telegestión Fuente: Eleval (2008)

El sistema de tele medición está compuesto por una serie de equipos, que en

conjunto realizan las funciones de recolección de datos, auditoria y control de una red

eléctrica. Estos están ubicados en diferentes niveles de tensión, donde cada uno

guarda un estilo de reporte pre-configurado al igual que la estructura de base de datos,

que luego es almacenada en el servidor local de la distribuidora, para posteriormente

analizarla en forma independiente con las aplicaciones fuentes particulares.

En la tabla 4.1 se muestran fotografías típicas representativas del equipo

eléctrico instalado en un Sistema Eléctrico de Potencia (SEP).

51

Tabla 4.1 Equipo eléctrico típico instalado en un SEP

Generadores Subestaciones Tableros

Circuitos de fuerza Transformadores Tele-medición

Fuente: Urbina, J. (2008)

Los equipos registradores actuales instalados en las subestaciones de

Electricidad de Valencia, a la salida de los alimentadores son los ION: 7300, 7330,

7700, entre otros, y están programados para almacenar las variables de tensión,

corriente, demanda, energía con extensión en la medición de armónicos (tensión,

corriente) y captación de perturbación de tensión (SAG y SWELL), configurado en

períodos de cada 15 minutos (ver figura 4.4).

52

52

Figura 4.4 Diagrama unifilar y equipamiento típico en subestación


La red integrada de objeto abarca una variedad de unidades discretas llamadas

módulos ION, el software ION en su sistema de supervisión de energía en tiempo

real, el cual pueden tomar medidas, almacenar datos de variables eléctricas, y

responder a comandos por tele medición [17]. Los medidores están en la línea

delantera, recopilando datos y realizando continuamente instrucciones. Los

medidores ION logran las tareas de los dispositivos electrónicos de relays, PLCs,

RTUs; el cual reduce el costo de materiales, equipo y comisionando el tiempo

requerido para construir un sistema de EEM (en español, Gerencia de la Energía de la

Empresa).

La información almacenada por los registradores de energía son enviados a

través del lazo interno de comunicación al servidor local del centro de operaciones, el

cual es capaz de concentrar la información histórica. En el caso de los registradores

Ethernet

WAN

CANOPI

Modbus / Ethergate

53

portátiles (MEMOBOX 300, ver figura 4.5), es necesario descargar primero los datos

con ayuda de la aplicación CODAM PLUS [18]; de igual manera para obtener los

datos de los equipos de medición puede hacerse en campo usando un laptop y

almacenarlo en el repositorio común del servidor local (en casos donde no exista un

lazo de comunicación), estos datos generalmente son utilizados por los usuarios

interesados en el análisis y estudio de calidad de la energía eléctrica.

Figura 4.5 Equipo registrador de variables eléctricas (LEM)


Los equipos registradores Memobox están diseñado para los siguientes niveles

de tensión: 120, 208, 240, 480 V, e instalados en los siguientes puntos de red:

transformadores monofásicos tipo postes ubicados en postes y casetas,

transformadores monofásico y trifásico Padmounted tipo pedestal intemperie,

transformadores trifásico aceite ubicados en casetas e intemperie, transformadores

trifásico seco ubicados en casetas y también los transformadores Sub-Way

(Sumergibles) ubicados en sótanos. Así mismo la instalación de los equipos

registradores es realizada en los puntos de conexión común, es decir, en regleta de

medición de suscriptores en media o baja tensión; es importante resaltar que el

personal encargado en realizar los estudios de calidad de productos técnicos, no

cuentan con una herramienta auxiliar que le permitan agilizar el proceso de

elaboración de informes, a través de los equipos registradores de calidad de potencia

eléctrica instalados.

54

54

De acuerdo a las entrevistas realizadas al personal encargado en procesar los

datos históricos de medición, correspondiente a las unidades de Operación,

Mantenimiento, Planificación y Calidad de Servicio de la Gerencia de Distribución.

Cuando se le consultó acerca de la funcionalidad de la hoja de cálculo como

herramienta para la generación de reportes, manifestaron estar de acuerdo que la hoja

de cálculo no cumplía con la funcionalidad de consultar y modificar la información

de manera eficiente; por ejemplo, en la edición de la sección del despacho de carga

horaria en generadores y sistemas, el usuario responsable de actualizar la hoja de

cálculo no era la misma persona que modificaba la sección de transformadores y

alimentadores, generando así duplicidad e inconsistencia de archivos.

Durante la validación de los documentos se observó que la información

procesada presentaba inconsistencia, ambigüedad y duplicidad. La validación dio

como resultado el refuerzo de la idea de desarrollar un sistema informático, con la

posibilidad de optimizar el control de la información.

Ahora bien, para mejorar y optimizar el manejo de la información, los

usuarios coincidieron en el desarrollo y diseño de un sistema informático que

administre la información del levantamiento en campo de forma automática y

eficiente, el cual trae como consecuencia el desarrollo de una base de datos única,

instalada en un servidor local y con posibilidad de accederla mediante la red interna

de ELEVAL, con la finalidad de mejorar las actividades relacionado al:

• Monitoreo y control de la operatividad de condensadores instalados en

media tensión (13.8 kV), a través del seguimiento de las variables del

factor de potencia, energía reactiva y demanda aparente.

• Evaluación y administración de la calidad de producto técnico para los

estudios realizados en circuitos y clientes conectados a la red eléctrica

55

en media y baja tensión, adjunto a la distorsión armónica de corriente,

eventos de tensión, “flicker” entre otros.

• Programación de maniobras y análisis de contingencia asociado a las

actividades diarias de la unidad de operaciones.

• Visualización y caracterización del perfil de carga horaria mensual, día

típico, días de la semana y periodo del rango de medición, por cada

elemento con tele medición instalada asociadas a las variables

eléctricas (Amp, Fp, kV, Fc, kVA, kW, kVAR).

• Automatización del despacho diario, semanal y mensual por elemento

de la red y compatibilidad en la elaboración de los reportes del

sistema, demanda máxima y pérdidas en transmisión.

• Exportación de datos al Programa de Análisis de Distribución de

Energía Eléctrica (denominado PADEE), el cual utiliza la demanda

máxima para determinar las pérdidas técnicas en media tensión del

sistema, a través de la simulación de los flujos de cargas por cada

alimentador (caída de tensión, cargabilidad en tramos) .

• Evolución de la demanda por segmento de la red eléctrica, regulación

de tensión y control de carga en transformadores de las subestaciones.

Derivado del levantamiento de la información obtenida en campo de los datos

técnicos de los equipos de medición instalados en las subestación de ELEVAL, se

obtuvo datos fidedignos de 64 circuitos de media tensión, 17 transformadores de

subestación, 11 turbinas eléctricas, 11 líneas de transmisión, 122 archivos de

medición registrados por los equipos portátiles MemoBox 300 instalados en

subestación y 443 mediciones realizadas en clientes de alto consumo.

56

56

4.4 Resultados del diagnóstico situacional de la unidad de distribución

La necesidad de abordar sistemáticamente el control de la calidad de servicio

en empresas de distribución, a través de un diagnóstico situacional basada en una

herramienta objetiva, práctica y viable para efectos evolutivo de la gestión de la

calidad de servicio eléctrico, ameritó la aplicación de la herramienta de análisis

Matriz FODA (Fortalezas, Oportunidades, Debilidades y Amenazas), la cual es

considerada útil en la determinación de necesidades, identificación de recursos

existentes y estrategia a seguir para el desarrollo de los objetivos planteados [19], esta

herramienta permitió realizar una evaluación sistemática de las fortalezas y

debilidades de la situación interna de la organización Electricidad de Valencia, así

como la evaluación externa; es decir, las oportunidades y amenazas.

De los resultados obtenidos del diagnóstico situacional de la unidad de

distribución de ELEVAL (ver tabla 4.2), se plantea la necesidad de desarrollar un

sistema de gestión de indicadores para el control y monitoreo de la calidad de energía,

a través de los equipos de medición de variables eléctricas con capacidad de

integración y automatización en la elaboración de informes y reportes de carga

mensual emanados por los elementos con tele medición de la empresa eléctrica; es

decir, discretización en la lectura de los equipos de medición de los parámetros

eléctricos, ya sea en turbinas, líneas, transformador de potencia en las subestación,

despacho por cada alimentador, así como el cálculo de los índices de calidad en

mediciones realizadas a los suscriptores instalados en la red eléctrica.

57

Tabla 4.2 Resultados del diagnóstico situacional de la unidad de distribución caso

Electricidad de Valencia (Análisis FODA)

FORTALEZAS DEBILIDADES

1. Históricos detallados de registros de

medición en tiempo real de las redes

eléctricas.

2. Amplia variedad en equipos de medición de

potencia eléctrica.

3. Amplia experiencia en la instalación de

condensadores fijos y controlables en la red

de media tensión.

4. Licencias varias y paquetes de

programación para el desarrollo de

soluciones de ingeniería de software.

1. Atraso en la entrega de informes y reportes.

2. Falta de indicadores en la gestión de la

calidad de producto técnico.

3. Problemas internos tanto de logística y

operatividad de la red eléctrica de

distribución.

4. Brechas de integración efectiva de las

distintas áreas de planificación,

mantenimiento, operaciones y calidad de

energía.

OPORTUNIDADES AMENAZAS

1. Atender a grupos adicionales de clientes

tanto interno y externo a la organización.

2. Expandir la línea de productos para

satisfacer una gama mayor de necesidades

de los clientes internos y externos.

3. Exportar a las filiales de la corporación

eléctrica de Venezuela, la buena práctica

desarrollada en la tele-gestión de la Calidad

del Producto Técnico.

4. Personal calificado para diseñar un sistema

de gestión de control y monitoreo de la

calidad de energía, a través de los equipos

de medición de potencia eléctrica.

1. Multas por incumplir en caso de entrada en

vigencia de la "Norma de calidad del

servicio de distribución de electricidad”.

2. Cambio en las necesidades de los clientes y

productos sustitutos.

3. Deterioro de la calidad de servicio por

efecto de sobrecargas o redimensionamiento

de la red.

4. Decline en la imagen corporativa de la

empresa eléctrica.


58

58

En este mismo orden de ideas, se plantea los requerimientos básicos

necesarios en el desarrollo del sistema de gestión de indicadores para el control y

monitoreo de la calidad de servicio, a través de los equipos registradores de variables

eléctrica.

La herramienta computacional en el manejo de la información tiene que ser

capaz de consolidar los registros de medición al día de cierre del mes de la fecha

actual del sistema. Las características principales que ha de tener este sistema son:

• Que esté disponible para los departamentos relacionado con la operación,

mantenimiento, compras de energía, subestación, diseño y planificación de la

red eléctrica de distribución.

• Que la información almacenada se actualice continua y oportunamente.

• Que tome en cuenta los valores establecidos en las normas de calidad de

servicio.

• Que las mediciones de calidad de producto técnico sean de alguna manera

incluidas en el software para que los cálculos para el ajuste y planificación de

la red consideren valores reales.

• Que los parámetros que se almacenen en la base de datos del producto técnico

de cada transformador sean pertinentes a cada una de las áreas, por ejemplo:

niveles de tensión, potencia aparente, corrientes por fase, consumo de energía,

armónicos, flicker y valores de sags y swell; de tal manera que se cumplan

con los criterios de una base de datos normalizada.

• Generación de los informes de calidad producto técnico desatendidos, el cual

bloquee la intervención directa del usuario con los registros fuentes del

archivo de medición.

59

Por consiguiente, la unidad de negocios de distribución de la empresa

Electricidad de Valencia, requiere que la información relacionada a la tele medición

de la red eléctrica de ELEVAL, tales como: registros de medición, características

técnicas, bitácora virtual, entre otros, la cual faciliten las labores de ingeniería a los

usuarios responsables en la elaboración de los indicadores de gestión de calidad de

producto técnico y plantear estratégicamente una futura modernización en el manejo

de la información, con datos de registros de medición fidedigna.

La ausencia de un sistema capaz de gestionar la información de los equipos

eléctricos instalados en la empresa eléctrica, es un problema por resolver. De allí

surge la necesidad de elaborar un sistema informático que permita dar seguimiento

eficiente a los equipos eléctricos instalados en la empresa, que sea utilizable en el

futuro para agregar nuevos equipos y modificar las características técnicas de los ya

existentes.

61

CAPÍTULO V

PROPUESTA DE INGENIERÍA

DESARROLLO DEL SOFTWARE DE GESTIÓN DE INDICADORES

Con el objetivo de desarrollar un sistema informático en la gestión de

indicadores para el control y monitoreo de la calidad de energía a través de los

equipos de medición de variables eléctricas, se tomó como base la ingeniería de

software, que consiste en diferentes métodos del ciclo de vida para el desarrollo de

sistemas. Uno de ellos es el modelo en cascada, el cual utiliza un enfoque

metodológico donde cada una de las etapas está ordenada de manera estratégica: a)

análisis de requerimientos, b) diseño del sistema, c) diseño del programa, d)

codificación y pruebas, e) implantación [20].

A continuación se describen las etapas que se consideraron para desarrollar el

sistema informático, según el modelo en cascada.

5.1 Análisis de requerimientos del sistema informático

Se requiere de un sistema automatizado que proporcione la información de los

equipos de medición instalados en el sistema eléctrico de potencia, desde cualquier

computadora que tenga acceso a la red interna de la empresa. Para representar el

modelado del sistema, se decidió incluir una lista de requerimientos en cada etapa del

modelo en cascada:

62

62

5.1.1 Requerimientos de funcionalidad del sistema informático

El sistema informático fue planteado con los siguientes criterios:

• Ser capaz de consultar, crear, editar la información relevante

almacenadas en la bases de datos, y disponible para los departamentos

relacionado con la operación, mantenimiento, compras de energía,

subestación, diseño y planificación de la red eléctrica de distribución.

• Ser utilizado como un sistema de información, con las últimas

novedades en tecnología de información, y que tome en cuenta los valores

establecidos en las normas de calidad de servicio.

• Contener las características técnicas por cada alimentador, tales

como: relación de corriente, tensión (Tc, Tp), capacidad nominal y nivel

de cortocircuito.

• Permitir el acceso a tres (3) niveles de sesión:

–invitado, usuario que realiza consulta;

–registrado, usuario que tiene privilegios para: modificar, agregar,

eliminar y consulta datos técnicos;

–administrador, además de los privilegios del usuario registrado,

también modifica el código fuentes de la aplicación.

5.1.2 Requerimientos de arquitectura del sistema informático

• Ser una tecnología cliente/servidor o comúnmente conocida como

arquitectura de dos capas.

• Contener una base de datos (BD) centralizada, que almacene y actualice en

forma permanente la información técnica.

• Permitir la consulta de los datos técnicos y ubicación física en los planos

AutoCad, a todos los niveles de sesión.

63

• Crear nuevos registros para la inserción de nuevos estudios de calidad de

energía.

• Eliminar información que ya no sea requerida.

• Modificar datos de los registros que hayan sido alterados.

• Desplegar tablas y gráficas correspondientes al periodo de medición, para las

diferentes variables eléctricas registradas por los equipos de medición.

• Permitir exportar los datos a una hoja de cálculo Excel.

• Generación de los informes de calidad producto técnico desatendidos, el cual

bloquee la intervención directa del usuario con los registros fuentes del

archivo de medición.

• Permitir exportar el informe de calidad de producto técnico, al formato de

hoja de cálculo Excel.

5.1.3 Requerimientos de software

Para la creación del sistema, se documentó y se especificaron los criterios de

funcionalidad y arquitectura, describiendo esquemáticamente los modelos. También

se utilizó un sistema gestor de base de datos BD (bd_Visoreport.mdb) diseñado en

Microsoft Access®; una aplicación desarrollada en Visual Estudio Net® (Visual

Basic .Net®), para el manejo interno y consultas de datos (Visoreport.exe), utilizando

el diseñador DataSet, el cual proporciona herramientas visuales de creación y edición

de tablas, por tipo y elementos individuales que constituyen los conjuntos de datos.

En la representación de tablas y gráficas dinámicas fue utilizado el control Microsoft

Office Web Components versión 10.0. Para el diseño gráfico fue utilizado la

aplicación Corel Draw versión 14.0. Además la aplicación permite manejar la base de

datos mediante un archivo ejecutable que administra la interactividad, edición y

consulta de los datos entre las aplicaciones de Autocad, Excel, Access y archivos

planos ASCII.

64

64

5.2 Diseño del sistema de gestión de indicadores

Para el diseño del sistema se utilizó como herramienta de modelado el UML

(Unified Modeling Languaje), ya que forma la estructura global del diseño del

sistema, es un lenguaje para visualizar, especificar, construir y documentar los

elementos de un sistema informático. El modelado UML trabaja con orientación a

objetos abriendo así las expectativas y necesidades de la arquitectura del sistema. Este

lenguaje también considera la elaboración de una “tabla de requerimientos”, que

contempla los siguientes criterios: a) Consultas y reportes, b) almacenamiento y c)

procedimientos [21]. En el modelado de la tabla de requerimientos se elaboraron

diagramas de casos de uso. En la tabla 5.1 se muestran los requerimientos del sistema.

Tabla 5.1 Requerimientos del sistema utilizando UML Clave Descripción CONSULTAS E INFORMES

R1 Consulta en tabla por criterio de selección

R2 Análisis orientado a la aplicación

R3 Estadística de Gráficas de Gestión

R4 Consulta de ubicación en Plano AutoCad

ALMACENAMIENTO

R5 Datos de Clientes, Personal y Conductores

R6 Datos de Listas, Reportes y Gestión de Indicadores

R7 Datos de Alimentadores y Barras

R8 Datos históricos de Tensión, Demanda y Fp

PROCESAMIENTOS

R9 Generación de Informes en Pantalla y Exportación a Excel

R10 Simulación de Compensación Reactiva y Cambio de TAP

R11 Simulación de Transferencia de Cargas y Crecimiento

R12 Visualización y Caracterización del Perfil de Carga horaria


65

5.2.1 Base de datos del sistema de gestión

El sistema ha de contar con una base de datos (BD) centralizada de la

información del SEP, con la capacidad para almacenar grandes volúmenes de

información, que permita un desarrollo estratégico. Para el diseño de la BD, se le dio

seguimiento a las tres etapas del modelado en análisis y diseño de sistemas de

información [20].

5.2.1.1 Diseño conceptual de la base de datos del sistema de gestión

El diagrama general de la Base de Datos del Sistema de Gestión se diseñó

bajo los requerimientos funcionales (figura 5.1). También se utilizó un diagrama

particular para cada uno de los tres niveles de sesión. Por ejemplo, en la figura 5.2 se

muestra el diseño conceptual de la sesión de usuario registrado.

Figura 5.1 Diagrama conceptual general de la base de datos del Sistema

Fuente: Urbina J. (2008)

Modelo conceptual del sistema

USUARIOS

Administrador

Registrado

ACCIONES

Consulta

Reportes

bd_Visoreport.

mdb

66

66

El diseño conceptual se basó en el diagrama general del caso de uso, mostrado

en la figura 5.3, el cual especifica los requerimientos del cliente y las funciones

básicas de la aplicación. Este diagrama únicamente considera aquéllas técnicas que

cubren los requerimientos planteados por el cliente y las acciones futuras que podrá

realizar. En el diagrama se utilizan elementos gráficos de fácil comprensión por parte

del cliente.

Figura 5.2 Diagrama conceptual del nivel de sección “usuario registrado”


En base a dos de los criterios marcados por UML, se plantearon las

funcionalidades consideradas en el sistema a desarrollar:

• Requerimientos de consultas e informes que contienen:

a) Consulta de Reportes e informes de Calidad Producto Técnico,

b) Estadística en la Gestión de Informes de Producto Técnico,

c) Visualización de Reportes de Perfil Tensión, Corriente, Armónicos,

Eventos, Potencia, entre otros.

Sección de usuario registrado

Acciones:

• Consulta • Modificaciones • Reportes

Información de:

• Estudios de Calidad de Producto. • Gráficas y Tablas Estadísticas. • Reporte de Tensión, Demanda y Fp.

67

ACTORES

Administrador - Codifica. - Modifica. - Consulta. - Elimina.

Registrado - Modifica. - Consulta. - Elimina.

Invitado

- Consulta.

Datos técnicos y

Listas en BD

Usuarios

Reportes e Informes

Simulación y Cálculos

VisoReport

Caso de estudio 1

• Almacenamiento, que guarda las características típicas de los alimentadores,

conductores, lista de clientes, niveles de cortocircuito por barra, entre otros.

En el modelado UML se representan funciones específicas denominadas “sub-

casos de uso”.

Figura 5.3 Diagrama general de casos de uso para los niveles de sección Fuente: Urbina J. (2008)

5.2.1.2 Diseño lógico de la Base de Datos del Sistema de Gestión

Mediante una abstracción del funcionamiento real del sistema de Gestión de

Indicadores se elaboró el diseño lógico y se plantearon los siguientes pasos: a)

obtención de esquemas lógicos locales; b) validación de dichos esquemas; c)

derivación de un conjunto de tablas; d) validación de tablas con normalización; e)

validación de tablas contra transacción del usuario y g) creación del diagrama

entidad-relación.

68

68

El diseño lógico de la base de datos del sistema de gestión fue elaborado con

el uso del modelo de entidad-relación, debido a que proporciona un enfoque

semántico de la información, es decir, genera una correspondencia entre expresiones

de símbolos o palabras y situaciones o conjuntos de cosas existentes en el mundo

físico o abstracto. Para el caso del sistema desarrollado, el diagrama entidad-relación

representa la arquitectura de la base de datos del sistema automatizado de Gestión de

Informe de Calidad Producto Técnico de la Electricidad de Valencia, tal como se

muestra en la figura 5.4.

Figura 5.4 Diseño lógico (entidad-relación) del sistema


5.2.1.3 Diseño físico de la Base de Datos del Sistema de Gestión

El diseño físico representa de manera esquemática, la integración de la

información de la base de datos mediante tablas, campos y las relaciones. Al sistema

informático se le dio el nombre de Visor de Reportes para la gestión de la Calidad de

Servicio y se definió para su comprensión con el acrónimo de las siglas

“VisoReport”.

Correlativo Tiene

Clasifica

Pertenece

Datos Generales

Empresa

Motivo

Tipo

Estatus

Equipo

Instalación

Archivos varios

Tiene

Eventos

Registros

Informe

Fotos

Pertenece

Datos Empresa

Municipio

Actividad

Pertenece

Clasifica

Archivos Medici,

69

La base de datos fue denominada “bd_Visoreport” y está compuesta por un

conjunto de catorce (14) tablas y ocho (8) subsiguientes consultas derivadas de las

tablas principales (ver figuras 5.5 y 5.6). El diseño físico de la base de datos del

sistema de gestión fue desarrollado con el sistema gestor de base de datos Access®,

que permite realizar manipulaciones de la base de datos, tales como actualizaciones,

exportaciones e importaciones, manejo de gráficos dinámicos, determinación de

tablas dinámicas y establecimiento de usuarios.

Figura 5.5 Conjunto de catorce (14) tablas principales del sistema


Figura 5.6 Conjunto de ocho (8) consultas de la base de datos del sistema


70

70

Por tratarse de una base de datos relacional, se utilizaron técnicas de

normalización en el diseño físico. Asimismo, se validaron las tablas y las relaciones

para que no generen información redundante (ver figura 5.7).

Figura 5.7 Conjunto de relaciones entre las tablas del sistema Visoreport Fuente: Urbina J. (2008)

Uno de los conceptos que se relacionan con el diseño físico es la arquitectura

del sistema de información, que incluye aspectos estáticos y dinámicos significativos.

En el inciso de “requerimientos de arquitectura” se mencionó que la arquitectura ha

71

de situar físicamente los componentes lógicos, es decir, situar el software en el

hardware que lo contiene.

En la figura 5.8 se muestra un esquema descriptivo del diagrama de

despliegue del VisoReport, donde el hardware se representa como un nodo y

representa conceptualmente el modelo de implementación originado por el diseño,

donde interviene el término de “desambiguación” o conocido como ADO*. (* ADO

(ActiveX Data Objects) mecanismos que usan los programas de computación para

comunicarse con las bases de datos.

Figura 5.8 Esquema descriptivo del diseño físico del sistema


La información almacenada por los registradores portátiles (MEMOBOX 300)

de calidad de energía, son descargados con ayuda de la aplicación CODAM PLUS

[18], igualmente enviados a través del lazo interno de comunicación al servidor local

del centro de operaciones, el cual es capaz de concentrar la información histórica,

estos datos generalmente son utilizados por los usuarios interesados en el análisis y

estudio de calidad de la energía eléctrica.

BD

Base de Datos Access

Servidor Consola

Equipo de Medición

72

72

5.2.2 Diseño de interfaces de usuario

El sistema muestra una interfaz con términos comunes para los usuarios del

área de distribución, mensajes de advertencia, una sección de ayuda rápida, colores

agradables y sencillez en la identidad gráfica (ver figuras 5.9 y 5.10). Además, el

funcionamiento es de fácil comprensión con los siguientes procedimientos [20]:

• Optimización de tiempos al navegar por la aplicación.

• Títulos que proporcionen indicaciones del proceso que se está realizando.

• Íconos representativos comunes para la ilustración de funcionalidades.

• Distribución estratégica de menúes.

• Visualización en gráficas y tablas dinámica.

• Secuencia estratégica del uso.

• Efectos del “mouseover” de los vínculos.

Figura 5.9 Ventana principal y descripción de funciones en los iconos Fuente: Urbina, J. (2009)

Visor del perfil de carga horaria

Lector de los equipos Memobox

Lector de eventos de los equipos Memobox

Gestión de indicador por alimentador

Despacho de carga Generación/Importación

Reporte mensual del sistema

Gestión de condensadores instalados

Gestión de Estudios de Calidad de Producto

Informe de Calidad Producto Técnico

Salir de la aplicación

Acerca de...

Manual de usuario

Configuración de valores límites

Visor de tablas y bases de datos

73

Figura 5.10 Diseño típico de una ventana de interfaz de usuario del sistema


5.2.2.1 Seguridad del sistema

Los usuarios de la aplicación son creados en base al rol que desempeñan, para

acceder al sistema, se habilitaron tres sesiones (invitado, registrado y administrador).

Asimismo, se consideró seguridad en lo siguiente:

• Autenticación de sesiones.

• Validación de nombre de sesión para evitar duplicidad de usuarios.

74

74

• Protección del servidor con software de anti-ataques en línea como virus,

intrusos (usuarios externos), troyanos, etc.

• Protección de la base de datos mediante técnicas de encapsulamiento y

encriptación de datos.

• Respaldo manual de la base de datos.

Al iniciar la aplicación es necesario ingresar el nombre y clave del usuario, el

cual permitirá habilitar los módulos asociados en función al rol que desempeñan,

previamente definidos por el administrador en la base de datos centralizada del

sistema de gestión de indicadores (ver figura 5.11).

Figura 5.11 Ventana de identificación de usuario y clave de acceso


5.3 Diseño del programa Visor de Reportes de Gestión de Indicadores

Es la etapa donde se desarrollaron los algoritmos de acuerdo a los

requerimientos de los usuarios y que son de utilidad en la codificación del sistema.

Para el diseño del programa se recurrió a la modelación en UML, utilizándose “los

diagramas de actividades” que son una herramienta enfocada al auxilio visual del

programador, pues muestra la secuencia lógica de una forma detallada y gráfica de

75

cada uno de los procesos que realiza el sistema. Este diagrama de actividades hace

referencia a procedimientos automáticos que realiza el software del sistema. Cabe

mencionar que se diseñó un diagrama por cada uno de los módulos de la aplicación

VISOREPORT (ver tabla 5.2).

Tabla 5.2 Módulos de la aplicación VISOREPORT

Número Módulos Principales Módulos de la aplicación EDITOR DE REGISTROS

1 Visor de perfil de carga horaria

Esquema de la Red, Análisis orientada a la aplicación, filtro por mes, día, exportación y edición de datos sistema Scada.

2 Lectura de los equipos Memobox

Visualización en tablas y gráficas por archivo almacenado del equipo de medición Memobox 300, análisis y filtro de selección.

3 Lectura eventos equipo Memobox

Visualización en tablas y gráficas por archivo de eventos almacenado por equipo de medición Memobox 300.

VISUALIZACIÓN DE REPORTES

4 Gestión de indicadores por alimentador

Datos y gráficas de históricos mensuales en: Amp, Fp, kV, kVAR, kVA, kWh, Fc, Fu. Pronóstico de una variable, Estatus de los condensadores y perfil de tensión por elemento seleccionado.

5 Reporte mensual del sistema eléctrico de distribución

Datos, reporte de tensión, crecimiento por carga, crecimiento por sector, plano del sector, gráfica dinámica, tabla dinámica.

SISTEMA DE GESTIÓN

6 Gestión de condensadores instalados

Tabla de lista de condensadores filtrado por Estatus, actualización e incidencia por condensador, estadística y gráfica por alimentador vs fecha de última incidencia e instalación.

7 Gestión de informes de calidad producto técnico

Tabla de edición y consulta de estudios realizados de calidad de producto técnico con auto-filtro por selección, estadística general de los estudios realizados.

INFORMES

8 Informe automatizado de estudios de calidad

Portada, datos de la medición, perfil de tensión, perfil de corriente, perfil demanda, distorsión de armónica de tensión y corriente (THDI, THDV), fluctuación de tensión, “flicker”, conclusiones y anexos.

TABLAS

9 Valores límites tablas de configuración

Valores establecidos en norma nacionales e internacionales correspondiente a la calidad de producto técnico (% Sag, % Swell, desbalance de tensión, corriente, frecuencia THDV, THDI y Pst.

AYUDA

10 Manual de usuario y ayuda de la aplicación

Documento de la aplicación VisoReport, Manual de Usuario y acerca de VisoReport.


76

76

5.4 Codificación y pruebas de la aplicación Visoreport

La codificación para desarrollar el “VisoReport”, se codificó mediante

VISUAL ESTUDIO NET® para crear la relación entre cliente y servidor con accesos

a Access®. En la interfaz se codificaron las pantallas de la aplicación con Visual

Basic .NET.

Los archivos de código fuente se identificaron siguiendo la metodología del

diseño y un orden establecido de acuerdo a los requerimientos planteados,

considerando los espacios determinados entre bloques de código de acuerdo a la

función que representan, la identificación de código y la declaración de variables

globales y bibliotecas al inicio (véase tabla 5.3).

Tabla 5.3 Codificación típica de la aplicación VISOREPORT Private Sub CrearNodosDelPadre(ByVal indicePadre As Integer, ByVal nodePadre As TreeNode) Dim dataViewHijos As DataView ' Crear un DataView con los Nodos que dependen del Nodo padre pasado como parámetro. dataViewHijos = New DataView(DataSetArbol.Tables("TablaArbol")) dataViewHijos.RowFilter = DataSetArbol.Tables("TablaArbol").Columns("IdentificadorPadre").ColumnName + " = " + indicePadre.ToString() ' Agregar al TreeView los nodos Hijos que se han obtenido en el DataView. For Each dataRowCurrent As DataRowView In dataViewHijos Dim nuevoNodo As New TreeNode nuevoNodo.Text = dataRowCurrent("NombreNodo").ToString().Trim() nuevoNodo.Name = nuevoNodo.Text nuevoNodo.ImageIndex = CInt(dataRowCurrent("Nivel").ToString().Trim()) ' si el parámetro nodoPadre es nulo es porque es la primera llamada, son los Nodos ' del primer nivel que no dependen de otro nodo. If nodePadre Is Nothing Then TreeView1.Nodes.Add(nuevoNodo) Else ' se añade el nuevo nodo al nodo padre. nodePadre.Nodes.Add(nuevoNodo) End If ' Llamada recurrente al mismo método para agregar los Hijos del Nodo recién agregado. CrearNodosDelPadre(Int32.Parse(dataRowCurrent("IdentificadorNodo").ToString()), nuevoNodo) Next dataRowCurrent

End Sub


77

5.5 Implantación del sistema visor de reportes

Durante la fase del desarrollo del sistema se elaboró un disco de instalación,

que permite al usuario final en la unidad distribución de la empresa Electricidad de

Valencia, instalar las aplicaciones necesarias para la puesta en marcha del Software

de Gestión denominado Visoreport.

Durante la puesta en servicio de la aplicación VISOREPORT surgieron

algunos detalles de instalación, tales como: 1) problemas de compatibilidad entre las

diferentes versiones del Office, para lo cual se decidió normalizar a la versión Office

2003. Existía una incompatibilidad del software comercial de Autocad® para

visualizar los planos geográficos que tienen extensión *.dwg, por lo que se realizó el

cambio de la versión Autocad 2004 al 2007; 2) fue necesario crear una ruta estática

en el servidor, que tuvieron que ser modificadas por las del nuevo servidor (

\\LosColorados\Control de Cargas\ ).

5.6 Administración y mantenimiento del sitio en el sistema Visoreport

En esta sección se requiere una autentificación del usuario como

administrador, que le otorga privilegios dentro del sistema. Este nivel de sesión

permite la edición en la tabla de la base de datos de los usuarios y permite la

formulación y actualización de nuevos códigos en la fuente de la aplicación

VisoReport.

79

CAPÍTULO VI

RESULTADOS DEL SOFTWARE APLICADO A LA UNIDAD

DE DISTRIBUCIÓN DE ELECTRICIDAD DE VALENCIA

A continuación se presentan los resultados obtenidos del Visor de Reportes

para la gestión de la calidad de Servicio en empresa de distribución (VISOREPORT),

aplicado a la unidad de calidad de servicio de la Electricidad de Valencia

6.1 Gestión del despacho de carga

Los reportes obtenidos en el módulo del despacho de carga son los listados a

continuación: a) Energía por alimentador (kWh. kVARh), b) Demanda máxima por

alimentador (Amp, Fp, kV, kW, kVAR y kVA), c) Factor de carga diario y mensual

(Fc), d) Visualización de transferencia de carga, e) Curvas típicas del perfil de carga,

f) Regulación de tensión, g) Corrección del factor de potencia, h) Desbalance de

tensión, corriente, i) Frecuencia equivalente por distorsión de tensión.

En esta sección de la ventana de aplicación se muestra el esquema de árbol de

la red eléctrica, para los diferentes puntos de medición, ya sea por: turbinas, líneas o

transformadores de las subestación, hasta llegar a la medición de las salidas en los

circuitos de media tensión 13.8 y 2.4 kV, donde la diferencia totaliza las pérdidas

técnicas real del despacho en líneas de transmisión y transformadores de las

subestaciones (ver figura 6.1).

80

80

Figura 6.1 Pérdidas técnicas en el sistema transmisión y subestación de Eleval Fuente: Eleval (2008)

La herramienta permite seleccionar el periodo de medición por: mes, día, días

típicos de semana, rango de fecha, hora, minutos, en cada elemento adjunto a la base

de datos. Al explorar cada elemento de la red, desde la ventana gestión del despacho

de carga de la aplicación (ver figura 6.2), es factible evaluar el comportamiento

horario de las variables asociadas a la medición, estructurando en su conjunto el

reporte mensual del sistema de distribución, generación y transmisión de la red

eléctrica.

81

Figura 6.2 Esquema de la red eléctrica y datos en equipos de medición Fuente: Urbina, J. (2008)

La visualización en tablas y gráficas de la demanda máxima, a través de la

selección predefinida para el análisis perfil potencia (variables kVA, kW y kVAR),

permite evaluar sobrecargas en alimentadores, transformadores, líneas de transmisión

y turbinas del Sistema Eléctrico de Potencia (SEP), en la figura 6.3 se muestra un

reporte del sistema típico asociado a los transformadores de las subestaciones de

Eleval. Proporcionando de este modo a la aplicación desarrollada, herramientas

tangibles para la planificación de maniobras operativas, a fin de evitar sobrecargas

que comprometan la calidad de suministro a los usuarios conectados aguas abajo de la

red eléctrica.

82

82

Figura 6.3 Reporte mensual del SEP filtrado por transformador


83

En la figura 6.4 se evidencia el impacto en el perfil demanda, producto del

traslado ocasional de un segmento de la red de distribución en media tensión 13.8 kV,

entre dos (2) alimentadores subyacentes; Por consiguiente, conocer las curvas

horarias día a día en los alimentadores, mejoran la gestión operativa de la red de

distribución, minimizando las perturbaciones en la regulación de tensión ocasionadas

por las transferencias de bloques de carga entre circuitos, que típicamente se traducen

en problemas por bajos niveles de tensión en la prestación del servicio.

Figura 6.4 Transferencia ocasional de carga entre circuitos de distribución Fuente: Urbina, J. (2008)

Generalmente las empresas distribuidoras de energía eléctrica, cuentan con un

software de análisis de redes, que simulan el comportamiento de la red eléctrica para

diferentes escenarios y condiciones operativas. Acarreando la necesidad de obtener

múltiples valores de entrada; como lo es la corriente máxima en concordancia a la

tensión y el factor de potencia. Generalmente la información matriz requerida se

84

84

encuentra encriptada en los reportes fuentes del sistema Scada. A objeto de solucionar

la problemática fue necesario incluir en el medio informático diseñado, el módulo de

exportación de datos para el sistema PADEE (Programa de Análisis de Distribución

Energía Eléctrica), el cual es utilizado por Eleval y otras empresas filiales de

CORPOELEC, tales como: CADELA, ELECENTRO, ELEORIENTE, SEMDA,

CALIFE, ELEBOL, EDELCA y PDVSA [22], la exportación de datos es realizada a

través de un archivo plano ASCII (extensión .CSV). En la figura 6.5 se muestra la

ventana exportación al sistema PADEE.

Figura 6.5 Ventana exportación del despacho al sistema PADEE Fuente: Urbina, J. (2008)

De igual modo los datos son depurados y almacenados mensualmente para el

seguimiento histórico de las variables principales utilizadas en la simulación de flujos

de carga en alimentadores, tal como se muestra en la figura 6.6; de la misma manera

son depurados los registros de tensión, clasificados mensualmente por tensión

máximo, promedio y mínimo con su respectiva fecha de ocurrencia (ver figuras 6.7 y

6.8).

85

Figura 6.6 Ventana para exportar datos de variables de flujo de carga


Figura 6.7 Ventana históricos de tensión máximo, promedio y mínimo mensual


86

86

Figura 6.8 Ventana de tensión máximo, promedio y mínimo por barra en SS/EE


Debido a la diversidad de carga Residencial (R), Comercial (C) e Industrial

(I), el cual están sujeto los alimentadores, fue necesario agruparlos por tipo de carga

en función a la energía despachada (kWh) de los alimentadores; de acuerdo a la carga

predominante observadas en la curvas de carga diaria. Por consiguiente, se

clasificaron los siguientes tipos: carga Comercial predominante versus la carga

Residencial (C-R), Industrial versus Residencial (I-R) y Residencial versus Comercial

(R-C), ver figura 6.9. En la figura 6.10 se muestra el mismo concepto aplicado a los

sectores correspondientes a los Municipios: Naguanagua, Valencia, San Diego,

Guayos y Guacara.

87

Figura 6.9 Crecimiento de carga por carga residencial, comercial e industrial


Al analizar las tendencias de las curvas de cargas representadas en la figura

6.9, se determina que la carga con mayor nivel crecimiento compete a la carga del

tipo comercial, seguida del residencial e industrial correspondiente a los años 2007 y

2008. Del mismo modo se aprecia en la figura 6.10, la curva del sector Centro (

parroquia San José del municipio Valencia), una mayor pendiente en el consumo de

energía y tendencia al crecimiento interanual entre el 2007 y 2008.

88

88

Figura 6.10 Ventana crecimiento de carga por sector


En la figura 6.11 se observa la distribución del despacho de carga entre la

generación e importación para suplir la demanda, donde se visualiza gráficamente el

incremento sostenido de las compras de energía a CADAFE en el transcurso del año

2008.

89

Figura 6.11 Ventana despacho de carga generación e importación total (2007-2008) Fuente: Urbina, J. (2008)

6.2 Gestión de los condensadores instalados

El análisis del factor de potencia permite evaluar la operatividad de los

condensadores instalados por alimentador en media tensión desde el despacho de

carga, a través de las variables factor de potencia y los kVA en demanda. Mejorando

la búsqueda del condensador fuera de servicio, de acuerdo a lo señalado en el

indicador del factor de potencia por alimentador degradado (ver figuras 6.12 y 6.13).

90

90

Figura 6.12 Ventana gestión de indicador por alimentador Fuente: Urbina, J. (2008)

La puesta en producción de la aplicación desarrollada, ha permitido gestionar

adecuadamente la operatividad de los condensadores instalados, donde la

inoperatividad de los condensadores es causada por la fusión de los fusibles, debido a

fallas en la red eléctrica, acarreando en la mayoría de los casos la interrupción parcial

o total del mismo.

91

Figura 6.13 Ventana gestión del factor de potencia por alimentador


A continuación se presenta un caso real producto del uso de VisoReport (ver

figuras 6.12 y 6.13), en el mismo se aprecia el decremento evidente de la variable fp

tras un leve aumento en la demanda kVA del alimentador afectado, aumentando los

kVAR de 1.000 a 3.000 kVAR, al revisar en campo se pudo constatar el daño en las

laminas del porta-fusibles de la protección de los dos grupos 3x300 kVAR. En este

92

92

caso el grupo de condensadores tuvo una duración de dos (2) meses, para ser

restablecido; sin la utilización de la herramienta VisoReport, para la gestión del fp de

los alimentadores, el tiempo de recuperación de este banco dependería de las jornadas

anual de mantenimiento programadas.

Figura 6.14 Ventana gestión de condensadores instalados


Con el uso de esta aplicación, se pueden generar indicadores de gestión (ver

figuras 6.14 y 6.15), y cuantificar los beneficios que representan el buen

funcionamiento de los condensadores en la red eléctrica; lo cual representa ahorros

capitalizables por concepto de reducción de las pérdidas técnicas y caída de tensión

en alimentadores con condensadores instalados.

93

Figura 6.15 Ventana gestión de indicadores de condensadores instalados Fuente: Urbina, J. (2008)

94

94

Adicionalmente, el medio informático desarrollado mejora la administración

de las cuadrillas de mantenimiento de la unidad de redes de la Electricidad de

Valencia (ver figura 6.16); ya que se reducen el tiempo utilizado por estas, en la

localización de condensadores desconectados por concepto de fusibles quemados o

condensadores dañados. Anteriormente era necesario la inspección total de los

condensadores instalados en la red eléctrica, ahora simplemente el recorrido se reduce

a la revisión indicada por software de aplicación, tomando acciones oportunas y

mejorando la efectividad operativa de funcionamiento continua de la compensación

reactiva actual instalada.

Figura 6.16 Estatus mensual de los condensadores instalados


95

6.3 Gestión de los informes de calidad de producto técnico

Los reportes del perfil de carga obtenidos en el módulo de calidad producto

técnico son los listados a continuación: a) Perfil tensión, b) Perfil corriente, c) Perfil

demanda, d) Factor de potencia, e) Distorsión armónica de tensión THDV, f)

Distorsión armónica de corriente THDI, g) Fluctuación rápida de tensión (Flicker) y

h) Eventos de tensión y corriente.

Pantalla principal: Está dividida en dos áreas: a) La barra de vínculos o acceso

al sistema, declarados como “Tabla de datos” y b) “Gráficas de Gestión” (ver figura

6.15). El cual presenta la estadística actual en la gestión de los estudios realizados, ya

sea por: Tipo de Estudio, Unidad Solicitante, Motivo del Estudio y Estatus.

La barra de vínculo permite al usuario, editar, consultar, modificar, los datos

por estudio almacenados en la tabla, a través de la utilización de auto-filtros por celda

seleccionada, en función a la clasificación por: Empresa, Estatus, Tipo, Sección,

Plano, Alimentador, Serial o fecha; permitiendo al usuario registrado la opción de

actualización por registro editado (ver figura 6.17).

96

96

Figura 6.17 Ventana tabla y gráficas de datos para la gestión de informes


97

Figura 6.18 Formulario arista “Diagnóstico” y “Punto de Medición”


98

98

El sistema es capaz de generar informes de forma automática (ver figura

6.19), a través de la información recopilada en campo y registrada en la base de datos,

tales como: ubicación del archivo de medición, motivo del estudio y diagnóstico

reportado. A partir de allí, el sistema es capaz de transcribir las conclusiones y

recomendaciones al estudio elaborado.

Figura 6.19 Informe en pantalla de un estudio calidad de energía


El informe generado por el módulo de evaluación del producto técnico, es

visualizado en la pantalla del software y puede ser exportado a la aplicación de

Microsoft Excel, ofreciendo una mejor presentación y distribución de los resultados,

aplicable a los estudio de calidad de energía (ver figura 6.20).

99

Figura 6.20 Reporte en Excel de la venta perfil tensión Fuente: Urbina, J. (2008)

Con VisoReport es posible simular el efecto logrado en el perfil de tensión,

tras un cambio en la posición del TAP, en el primario de los transformadores MT/BT

y recalcular los nuevos índices de tensión. Igualmente, es factible la simulación y

corrección del factor de potencia, sobre los registros bases almacenados en el período

de medición, observándose en la gráfica del perfil demanda, el efecto logrado a

consecuencia de la incorporación de la compensación reactiva.

101

CONCLUSIONES

La norma de Calidad de Servicio [1] establece en el artículo 18, referente a

reclamos por baja Calidad del Producto Técnico, un plazo de tres (3) días para

realizar un diagnóstico del problema e informar al usuario. Por ello, el visor de

reporte (VISOREPORT) dispone de un módulo de evaluación de la Calidad del

Producto Técnico, enfocado en la búsqueda de soluciones. La herramienta facilita

indagar información a través del tiempo y determinar la fecha origen del problema

que ha afectado la calidad del suministro.

El visor de reporte es una herramienta computacional concebida para el

control del despacho de carga en diferentes puntos de la red eléctrica, permite evaluar

sistemáticamente los índices de calidad y la evolución en el tiempo de la variable

estudiada, dada la compatibilidad entre el sistema SCADA y reportes generados por

los equipos portátiles de calidad de servicio.

Visualizar de forma integrada los diferentes reportes generados por los

distintos equipos instalados en una red de distribución, facilitando la exploración

espacial y temporal, el monitoreo horario, la consulta directa por esquema visual de la

red, y cálculo de los índices de calidad.

Facilitar el manejo y análisis de las variables eléctricas registradas por los

equipos de medición, y así visualizar los datos en reportes y gráficos en intervalo de

tiempo mensual, semanal o diario, que hacen amigables la interacción con el usuario,

de forma precisa y confiable, tanto en subestaciones como en mediciones de usuarios

finales conectado a la red eléctrica.

102

102

El conocimiento tabular del perfil de carga por alimentador ayuda a realizar

estudios para las variables utilizadas en la estimación de pérdidas técnicas, pronóstico

de la demanda eléctrica, compensación reactiva y cambio de TAP en transformadores

de la red de eléctrica.

La reposición oportuna de un banco de condensador, permite garantizar los

indicadores de: regulación de tensión, desbalance de corriente, sobrecargas en líneas

y transformadores de subestaciones, pérdidas técnicas, calidad de producto técnico.

Adicionalmente, se mejora la administración de las cuadrillas de mantenimiento; ya

que se reduce el tiempo utilizado por estas, para la localización de condensadores

desconectados.

Por consiguiente, la aplicación VISOREPORT representa una herramienta de

análisis adaptada al sector Eléctrico Venezolano; dada la función integradora del

universo de equipos registradores de potencia utilizados en las distintas filiales de la

Corporación Eléctrica, el cual permite disminuir los costos asociados a las horas

hombre dedicadas en los estudio de calidad de potencia, mejorando el rendimiento del

recurso humano.

103

RECOMENDACIONES

• Desarrollar un algoritmo para determinar en tiempo real, la salida de un

banco de condensador instalado en los alimentadores de media tensión 13.8

kV, el cual pueda ser utilizado por el personal del centro de operaciones de

la Electricidad de Valencia (CODE).

• Desarrollar un módulo para pronosticar demanda eléctrica, en función a

intervalos de tiempo horario, diario y por día típico de la semana, con la

finalidad de mejorar la planificación operativa en las redes de distribución de

ELEVAL.

• Desarrollar un módulo que permita consultar en tiempo real la base de datos

del sistema SCADA, así como también la secuencia de eventos por fecha y

hora de ocurrencia, con el fin de identificar la fuente de perturbación y por

ende, proponer estrategias de adecuación de la red eléctrica.

• Agregar al sistema VISOREPORT un módulo que permita llevar el control y

seguimiento del despacho de carga económico, con la finalidad de reducir el

indicador de cesta de energía de generación e importación de ELEVAL.

• Emigrar la aplicación VISOREPORT a una plataforma de programación de

código abierto (C, C++, Java, entre otros.). Igualmente es recomendable a

futuras versiones de la aplicación, convertir la base de datos del sistema a

una estructura de difusión libre, tal como SQL Express, OpenOffice.org

Base. Con la finalidad de reducir los costos asociados a la actualización de

las licencias de los lenguaje de programación.

105

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] Normas de Calidad del Servicio de Distribución de Electricidad. Caracas, Gaceta

Oficial de la República Bolivariana de Venezuela, Número 38.006 de fecha 23 de

agosto de 2004.

[2] Reglamento de Servicio. Gaceta Oficial de la República Bolivariana de

Venezuela, Número 37.825 de fecha 25 de noviembre de 2003.

[3] IEEE Std. 1346-1998, IEEE Recommended Practice for Evaluating Power System

Compatibility with Electronic Process Equipment, Fecha: 1998.

[4] MSDN, Visual Studio NET, Tutorial de Visual Estudio .NET.

http://forums.microsoft.com/MSDN-ES/ShowForum .aspx? ForumID = 297 & Site

ID = 11, fecha de consulta: 20/03/2008.

[5] Coraspe J. (2007). “MODELO DE GERENCIA EFICAZ DE LA CALIDAD DEL

PRODUCTO TÉCNICO PARA EL MANTENIMIENTO Y PLANIFICACIÓN EN

REDES DE DISTRIBUCIÓN”, trabajo de maestría en ingeniería eléctrica.

[6] Lárez A, Universidad de Carabobo (2005), “EVALUACIÓN DE LA CALIDAD

DEL SERVICIO ELÉCTRICO, A TRAVÉS DEL PROCESAMIENTO DE DATOS,

MEDIANTE UN SISTEMA DE INFORMACIÓN CONFIABLE, PARA

CONTROLAR LOS INDICADORES DE CALIDAD DE ENERGÍA ELÉCTRICA

(VOLTAJE, FLICKER Y ARMÓNICAS) EN C.A. ELECTRICIDAD DE

VALENCIA”, trabajo de maestría en ingeniería eléctrica.

106

106

[7] Seminario Internacional sobre Planificación y Calidad en Sistema de Distribución

(2001). “El Control de la Calidad de Servicio Eléctrico como Herramienta en la

Planificación de Inversiones”. Caracas.

[8] Martínez J, Santana F, José A, de la unidad Gestión de Energía de la Electricidad

de Caracas (2005), “DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DEL REPORTE DE

MEDICIÓN AUTOMATIZADO PARA REGISTROS DE CARGA”, artículo

elaborado por la unidad de gestión de energía de ELECAR.

[9] Lamas L, Universidad de Carabobo (2004), “ESTRATEGIAS PARA

OPTIMIZAR EL DESPACHO DE CARGA DE C.A. ELECTRICIDAD DE

VALENCIA”, trabajo de maestría en ingeniería industrial.

[10] Naranjo, Alberto (1974). “Apuntes de Sistemas de Distribución”. Universidad

Simón Bolívar, Caracas- Venezuela. Capítulo I y II.

[11] Berenson, M. & Levine, D.(1996) Estadística Básica para Administración (6ª

Edición). Editorial Prentice Hall.

[12] KENDALL & Kendall. (1998). "Análisis y Diseño de Sistemas de Información".

Mc Graw Hill. Tercera Edición.

[13] Villalobos R. (1998) “Pronósticos de Demanda Eléctrica: Comparación de

Técnicas y una Metodología de Combinación”, trabajo maestría ingeniería eléctrica.

[14] Selltiz y Jahoda (1997) Metodología de la Investigación. México: Mcgraw-Hill.

[15] Universidad Pedagógica Experimental Libertador. (2003). “Manual de Trabajos

de Grado de Especialización y Maestría y Tesis Doctorales”. (3ra. Ed.). Caracas:

107

Fondo Editorial de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Caracas-

Venezuela.

[16] Misión y Visión C.A. Electricidad de valencia. Consultado el 18 de Mayo de

2008. Tomado en red mundial: http://www.eleval.com/elevalweb/mision.asp?sec=1.

[17] ION Enterprise, “Guía de Productos”, WebMeter, EtherGate, ModemGate, fecha

de revisión 12-08-08, Impreso en Canadá 70100 – 0142, www.pwrm.com.

[18] CODAMPLUS, “Analizador de calidad de redes MEMOBOX 300”, Fluke

Corporation, Everett, WA 98206, U.S.A. (consultado en marzo de 2008), httpp://

www.fluke.com.

[19] Ponce Talancón, H. “La matriz FODA: una alternativa para realizar diagnósticos

y determinar estrategias de intervención en las organizaciones productivas y

sociales", fecha de consulta: agosto 2008. Texto completo en

http://www.eumed.net/ce/

[20] Eric J. Braude, INGENIERÍA DE SOFTWARE – Una perspectiva orientada a

objetos, Boston University, Alfaomega Grupo Editor, S.A. de C.V, México marzo

2005.

[21] Ruiz L, Cortés J., Ingeniería de Software: Automatización de los Procesos de un

Laboratorio de Equipos Eléctricos. Parte I: Planteamiento del Problema y Análisis de

Requerimientos, ROC&C de la IEEE, México, 2006.

[22] PADEE (2008), “Programas de Análisis de Distribución de Energía Eléctrica”,

MatMor C.A. Ingeniería y Construcciones, 6242-11487 © Copyrigth 2006.

http://www.matmor.com/padee.html.

109

ANEXOS

111

ANEXO A

DVD DEL SOFTWARE VISOREPORT

VISOR DE REPORTE PARA LA GESTIÓN DE LA CALIDAD DE

ENERGÍA EN EMPRESAS DE DISTRIBUCIÓN

113

ANEXO B

MANUAL DE INSTALACIÓN DEL SOFTWARE VISOREPORT

VISOR DE REPORTE PARA LA GESTIÓN DE LA CALIDAD

DE ENERGÍA EN EMPRESAS DE DISTRIBUCIÓN

115

B.1 Instalación del Software VISOREPORT

La aplicación VISOREPORT funciona sobre el ambiente Windows XP®,

Microsoft Office 2003® y Autocad 2007 ®. La aplicación consta de varias carpetas

compuesta por archivos de extensión: xls, 30p, ASC, dwg, jpg, pdf y base de datos

Access (mdb). Estos archivos son esenciales para el funcionamiento de la aplicación

(ver figuras B.1 y B.2). Igualmente, se requiere instalar el software Visual Estudio

.NET ® 2005 versión completa, con la finalidad de editar y compilar el archivo

fuente del lenguaje de programación. En la tabla B.1 se presenta el nombre y ruta de

acceso a referencias utilizadas en la fuente del lenguaje de programación.

Figura B.1 Ubicación de los reportes generados por el Sistema SACADA


Para que la aplicación trabaje sin problemas se requiere seguir los siguientes

pasos a la hora de instalarlo. Es necesario ejecutar los archivos: Base de Datos.exe,

SetupVR.exe, ambos ubicados en el DVD de instalación y seguir las instrucciones

116

116

preseleccionada en la ventana de instalación (ver figura B.3), donde el primero

contiene la estructura de la base de datos, así como también los archivos soporte para

el funcionamiento del Software. El ejecutable SetupVR.exe contiene el medio

informático denominado Visor de Reportes para la gestión de la calidad de servicio

en empresas eléctricas de distribución.

Figura B.2 Ubicación de los archivos utilizados en estudios de calidad de energía Fuente: Urbina, J. (2009)

Figura B.3. Ventana de Instalación


117

Tabla B.1 Nombre y ruta de acceso a referencias utilizadas en la fuente del lenguaje

de programación


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