Análisis de riesgos climáticos adversos en sistemas eléctricos
Este estudio de 2019 evalúa el impacto de los eventos climáticos extremos en la confiabilidad del sistema eléctrico y si las empresas de servicios públicos deberían invertir en generación distribuida de respaldo.
Desafío
Los crecientes fenómenos meteorológicos extremos están provocando cortes de energía más frecuentes y prolongados , lo que aumenta las preocupaciones sobre la resiliencia de la red.
Enfoque (métodos y análisis)
1. Modelado de sistemas de potencia:
Se creó un modelo de sistema de energía pequeño que consta de un generador central, líneas de transmisión y cargas distribuidas para simular cortes de energía causados por condiciones climáticas adversas.
Se utilizaron datos de Bonneville Power Administration (BPA) para determinar la demanda de carga y las distancias de transmisión.
2. Condiciones de falla basadas en el clima:
Las condiciones climáticas se clasificaron en escenarios climáticos normales y adversos , con tasas de falla ajustadas en consecuencia.
Probabilidades definidas de falla de la línea de transmisión y del generador en función de la severidad del evento climático.
Se calcula la indisponibilidad, la tasa de fallas y la tasa de reparación de los componentes del sistema utilizando ecuaciones de evaluación de riesgos .
3. Índices de riesgo y métricas de rendimiento del sistema:
Se evaluó la confiabilidad del sistema de energía utilizando:
Índice de duración promedio de interrupción del sistema (SAIDI)
Índice de duración promedio de interrupción del cliente (CAIDI)
Índice de frecuencia promedio de interrupciones del sistema (SAIFI)
Demanda esperada no atendida (EDNS)
Se calcularon estos índices bajo cuatro escenarios:
Clima normal, 1 generador
Clima normal, 2 generadores
Clima adverso, 1 generador
Clima adverso, 2 generadores
4. Impacto de un segundo generador:
Se comparó el efecto de agregar un segundo generador en los tiempos de recuperación de cortes y la cobertura de la demanda de carga durante condiciones climáticas extremas.
Hallazgos y perspectivas clave
Cortes de carga severos en condiciones climáticas adversas
Cuando sólo se utilizó un generador , la demanda de energía insatisfecha aumentó significativamente en condiciones climáticas adversas.
El número de cortes de servicio por cliente superó los 300 al año , con interrupciones que duraron más de una hora en promedio.
La adición de un segundo generador redujo el impacto de las interrupciones, pero tuvo limitaciones
La introducción de un segundo generador redujo las interrupciones de energía a la mitad , pero grandes cargas permanecieron sin suministro durante condiciones extremas.
Si bien los valores de SAIDI y SAIFI mejoraron , todavía eran demasiado altos para una confiabilidad aceptable de la red .
La generación de respaldo no mejoró la confiabilidad en condiciones climáticas normales
En condiciones normales, agregar un segundo generador no redujo los riesgos de cortes de suministro .
SAIDI y SAIFI aumentaron , lo que indica que el nuevo generador introdujo riesgos operativos adicionales en lugar de mejorar la estabilidad de la red.
Se recomienda el despliegue estratégico de generación adicional
En lugar de una instalación permanente, el segundo generador debería utilizarse sólo durante emergencias para minimizar los costos.
La empresa de servicios públicos podría arrendar generación adicional antes de posibles períodos de crisis en lugar de mantener una costosa energía de respaldo durante todo el año.