Artículo Académico / Academic Paper
Recibido: 31-10-2022 Aprobado tras revisión: 12-01-2023
Forma sugerida de citación: Vargas, S.; Gavela, X.; Moncada, L. (2022). “Análisis de Indicadores de Calidad para la Actualización
de la Regulación No. CONELEC – 003/08 Calidad del Transporte de Electricidad y del Servicio de Transmisión y Conexión en el
Sistema Nacional Interconectado”. Revista Técnica “energía”. No. 19, Issue II, Pp. 22-31
ISSN On-line: 2602-8492 - ISSN Impreso: 1390-5074
Doi: https://doi.org/10.37116/revistaenergia.v19.n2.2023.551
© 2023 Operador Nacional de Electricidad, CENACE
Analysis of Quality Indicators for the Update of Regulation No. CONELEC -
003/08 Quality of Electricity Transport and Transmission and Connection
Service in the National Interconnected System
Análisis de Indicadores de Calidad para la Actualización de la Regulación No.
CONELEC – 003/08 Calidad del Transporte de Electricidad y del Servicio de
Transmisión y Conexión en el Sistema Nacional Interconectado
S.D. Vargas1 X.P. Gavela2 L.S. Moncada3
1Escuela Politécnica Nacional, Quito, Ecuador
E-mail: sergio.vargas@epn.edu.ec
2 Escuela Politécnica Nacional, Quito, Ecuador
E-mail: ximena.gavela@epn.edu.ec
3GENSUR, Loja, Ecuador
E-mail: leonardo.moncada@celec.gob.ec
Abstract
This article presents a diagnosis of the transmission
service quality situation in Ecuador based on the
analysis of the statistical information of the National
Transmission System (SNT) and the evolution of the
quality parameters and indicators established in the
Regulation No. CONELEC – 003/08 Quality of
Electricity Transportation and Transmission and
Connection Service in the National Interconnected
System. In addition to this, considering that the
aforementioned regulation has not been modified
since its approval in 2008 and that today there is a
different network topology, even with new voltage
levels for the SNT, based on results obtained, new
criteria are proposed that allow the updating or
reform of the Regulation; For this purpose, IEEE
standards and international transmission quality
regulations were examined to identify the indices
and limits used for their control.
Resumen
En este artículo se presenta el diagnóstico de la
situación de la calidad del servicio de la Transmisión
en el Ecuador a partir del análisis de la información
estadística del Sistema Nacional de Transmisión
(SNT) y la evolución de los parámetros e indicadores
de calidad establecidos en la regulación No.
CONELEC – 003/08 Calidad del Transporte de
Electricidad y del Servicio de Transmisión y Conexión
en el Sistema Nacional Interconectado. Además de
esto, bajo la consideración de que la regulación en
referencia no ha sido modificada desde su
aprobación en el año 2008 y que hoy en día se cuenta
con una topología de red distinta, incluso con nuevos
niveles de voltaje para el SNT, con base a los
resultados obtenidos, se analizan aspectos que
podrían considerarse para la actualización o
reforma de la referida regulación. Para el efecto se
estudiaron las normas IEEE y regulaciones
internacionales de calidad de transmisión para
identificar los índices y límites utilizados para su
control a nivel mundial.
Index terms product quality, service quality,
event, index, regulation, transmission.
Palabras clave calidad de producto, calidad del
servicio, evento, indicador, regulación, transmisión.
22
Edición No. 19, Issue II, Enero 2023
1. INTRODUCCIÓN
La regulación No. CONELEC – 003/08 Calidad del
Transporte de Electricidad y del Servicio de Transmisión
y Conexión en el Sistema Nacional Interconectado, se
aprobó en el año 2008. El contexto o escenario técnico y
normativo bajo el cual se elaboró y aprobó la referida
regulación fue distinto al actual, con un sistema eléctrico
diferente. Al año 2022, el sistema eléctrico ecuatoriano
ha evolucionado; se han incorporado proyectos
emblemáticos como el nivel de voltaje de 500kV para el
Sistema Nacional de Transmisión, y sistemas de
monitoreo y control del Sistema Nacional Interconectado
por parte del operador y del transmisor como los
Sistemas de monitoreo de área extendida (WAMS) que
utilizan Unidades de Medición Fasorial (PMU) para
medición fasorial, con el fin de adquirir, transmitir y
manejar datos de la red, mejorando la confiabilidad del
sistema.
Bajo estos antecedentes, y tomando en consideración
además que existe nueva información estadística de la
operación del sistema de transmisión, se torna factible el
estudio de la evolución de los índices de calidad a nivel
de transmisión, así como la revisión de los aspectos
normativos relacionados con su control. Dentro de este
contexto, se desarrolla el presente trabajo, con un análisis
de los criterios y aspectos que podrían considerarse para
la actualización normativa.
Para el efecto, se desarrolló un proceso sistemático de
estudio de los indicadores de calidad del servicio de
transmisión en el Ecuador; el estudio inició con una
completa revisión bibliográfica de las normas
internacionales, así como del marco regulatorio aplicado
a nivel local y en otros países para el control de la calidad
del producto y del servicio de la transmisión;
posteriormente, se realizó el análisis de la información
estadística sobre interrupciones del servicio en el Sistema
Nacional de Transmisión ecuatoriano (SNT) para
conocer la evolución y cumplimiento de los parámetros
de calidad en el país, para finalmente plantear
recomendaciones que permitan la actualización de
índices que evalúan la calidad del producto y servicio
para el actual sistema de transmisión ecuatoriano.
2. ASPECTOS NORMATIVOS DE CALIDAD DE
LA TRANSMISIÓN
2.1. Normativa Internacional Para la Evaluación de
la Calidad de Transmisión
A nivel internacional se han establecido normas,
regulaciones y recomendaciones para el control de las
perturbaciones que perjudican la calidad de los sistemas
de energía eléctrica, a través de índices medidos o
calculados, que establecen los límites permisibles de tales
perturbaciones para los sistemas. Sin embargo, dentro de
toda la normativa, los estándares IEEE generalmente son
los más empleados porque se revisan y actualizan
constantemente. En las tablas 1 y 2 se presenta una
recopilación de la normativa internacional sobre la
calidad del servicio y de producto [1]- [7], con un
resumen del tipo de perturbación considerada, los índices
que emplean para calcular o medir tales perturbaciones,
así como el nivel de voltaje en el que se pueden aplicar.
Tabla 1: Normas de Calidad del Servicio
Norma
Perturbación
Índice
Voltaje
IEEE
1366
Interrupción
momentánea
Interrupción
sostenida
Índices de interrupción
sostenida (SAIFI, SAIDI
, CAIDI, CTAIDI,
CAIFI, ASAI, CMEIn)
Índices de interrupción
momentánea (MAIFI,
MAIFIE, CEMSMIn)
Índices basados en
carga (ASIFI, ASIDI)
Aplicable
a varios
niveles de
un
sistema
eléctrico
IEEE
1159
Interrupción
momentánea
Interrupción
sostenida
No establece índices
Aplicable
a varios
niveles de
un
sistema
eléctrico
Tabla 2: Normas de Calidad de Producto
Norma
Índice
IEEE
1159
No establece índices
Hundimiento
Incremento
Armónico
Desbalance de voltaje
Fluctuación de voltaje
IEEE
519
Armónico de voltaje:
Distorsión armónica individual
Distorsión armónica total
Armónico de Corriente:
Distorsión de corriente armónica
en porcentaje de la corriente de
carga
Distorsión de la demanda total
IEEE
1453
Parpadeo:
Severidad de corto plazo
Severidad de largo plazo
IEEE
1250
Desbalance de voltaje:
Desbalance
Regulación de voltaje
Frecuencia
Distorsión de voltaje:
Distorsión armónica total
Parpadeo:
Severidades de corto y largo
plazo
Huecos de voltaje:
Índice de frecuencia RMS
promedio del sistema (SARFI)
23
Vargas et al. / Análisis de Indicadores de Calidad para la Actualización de la Regulación de Calidad de Transmisión
IEEE
1564
Huecos de voltaje:
Índice de frecuencia RMS
promedio del sistema (SARFI)
Índice de energía de hundimiento
(SEI)
Índice de energía de hundimiento
promedio (ASEI)
EN
50160
Parpadeo:
Severidad de largo plazo
Desbalance:
Factor de desbalance de voltaje
de secuencia negativa
Armónicos de voltaje
2.2. Situación Local
2.2.1. Topología [8]
El Sistema Nacional de Transmisión (SNT)
ecuatoriano está conformado por subestaciones y líneas
de transmisión a nivel de 138 kV, 230 kV y 500 kV. Las
líneas de transmisión a 230 kV forman un anillo troncal
y junto con las líneas de transmisión a 500 kV conforman
el sistema troncal de transmisión, al cual se vinculan
centros de generación y distribución mediante las líneas
de transmisión a 138 kV.
Las subestaciones son de reducción o
seccionamiento. Los patios de maniobras de las
subestaciones a 230 kV y 500 kV son de sistema de doble
barra principal, mientras que las subestaciones de 138 kV
tienen sistema de barra principal-transferencia. El SNT
posee transformadores monofásicos y trifásicos, cuenta
con compensación de potencia reactiva y su sistema de
medición lo conforma el sistema de monitoreo de área
extendida (WAMS) y la unidad de medición fasorial
(PMU).
2.2.2. Regulación [9]
La Regulación No. CONELEC – 003/08 Calidad del
Transporte de Electricidad y del Servicio de Transmisión
y Conexión en el Sistema Nacional Interconectado
establece los aspectos para la evaluación de calidad del
servicio de la transmisión y del producto (potencia) en el
Ecuador; en términos generales, los aspectos que se
controlan son los que se presentan en la Fig. 1.
Por regulación, el control de calidad del servicio se
debe realizar de forma semestral, considerando para el
cálculo y evaluación de indicadores, las siguientes
instalaciones: campos de conexión, circuitos de
transmisión 138 kV y 230 kV, transformadores,
capacitores y reactores. Por otro lado, los indicadores que
se utilizan son los siguientes: horas de indisponibilidad
(HI) semestrales, número de desconexiones (ND)
semestral y factor de calidad del servicio (FCS), de
manera que, se establece el límite de horas de
indisponibilidad semestrales (LHI) y el límite del número
de desconexiones semestral (NDP) presentados en la
Tabla 3.
Figura 1: Aspectos de Calidad de Transmisión
Tabla 3: Límites de LHI y NDP
Instalación
LHI
NDP
Campo de conexión
2
1
Circuito transmisión 230 kV
4
2
Circuito transmisión 138 kV
4
2
Capacitor y reactor
2
1
Transformador
4
1
2.3. Normativa Internacional
Del estudio realizado se determina que la calidad de
la transmisión a nivel internacional se controla en base a
indicadores propios adoptados por cada regulador local,
tal como se resume en las tablas 4 y 5 [10]-[14].
Tabla 4: Indicadores de Calidad del Servicio
País
Indicador
Control
Ecuador
Número de interrupciones
Duración de interrupciones
Factor de Calidad de Servicio
Semestral
Perú
Número de interrupciones por cliente
Duración de interrupciones por cliente
Semestral
Colombia
Indisponibilidad
Mensual
Argentina
Indisponibilidad
Número de salidas forzadas de líneas
por 100 km por 1 año
Mensual
Europa
Energía no planificada no
suministrada
Tiempo de interrupción promedio no
planificado
-
Tabla 5: Indicadores de Calidad del producto
País
Indicador
Ecuador
Voltaje:
Nivel de voltaje, contenido armónico individual,
distorsión armónica total, factor de desbalance de
voltaje de secuencia negativa
Corriente: Contenido armónico individual,
distorsión total de la demanda y factor de
desbalance de corriente de carga de secuencia
negativa
24
Edición No. 19, Issue II, Enero 2023
Potencia: factor de potencia de la carga
Perú
Voltaje: Variación de voltaje
Frecuencia: Variación sostenida, variación súbita y
variación diaria
Parpadeo: severidad de corta duración
Voltaje Armónico: voltaje armónico individual y
distorsión armónica total
Colombia
Voltaje: desviación estacionaria del voltaje eficaz,
relación de voltaje de secuencia negativa y
positiva, distorsión armónica total
Frecuencia: desviación
Parpadeo: severidad de corta duración
Corriente: distorsión armónica total, distorsión
total de demanda
Europa
Voltaje: variación de voltaje, parpadeo, desbalance
de voltaje, armónico de voltaje, cambio de voltaje
rápido único, huecos de voltaje, incrementos
breves de voltaje
3. DIAGNÓSTICO: SITUACIÓN DE LA
CALIDAD DE LA TRASMISIÓN EN EL
ECUADOR
Para este diagnóstico se realizó un análisis de la
información estadística de la calidad del servicio de la
transmisión proporcionada por la Agencia de Regulación
y Control de Energía y Recursos Naturales no
Renovables (ARCERNNR) en base a la información del
Operador Nacional de Electricidad (CENACE) entre
enero del 2012 y diciembre del 2020.
La información estadística incluye: HI, ND y sus
causas. Además, el diagnóstico abarca las instalaciones
del SNT indicadas en la tabla 6 y la metodología para el
análisis de la información estadística se describe en la
Fig. 2.
Figura 2: Metodología para el desarrollo del diagnóstico
1
No existen registros de la información estadística de los circuitos
de transmisión a 500 kV sobre el ND y HI en el año 2012, debido a que
3.1. Análisis Evolutivo de los Índices de Calidad del
Servicio
Para conocer los cambios en el nivel de calidad del
servicio del SNT debido a los cambios en su topología,
se toma como referencia el año 2012 y el año 2020. En
las tablas 6, 7 y 8 se presentan las comparaciones.
Tabla 6: ND de Instalaciones
Instalación
ND
Número
Incumplimientos
2012
2020
2012
2020
Campo de conexión
12
26
4
1
Circuito Transmisión
500 kV1
-
14
-
-
Circuito Transmisión
230 kV
16
66
0
6
Circuito Transmisión
138 kV
82
60
10
4
Capacitor y reactor
0
0
0
0
Transformador
20
33
4
5
Total
130
199
18
16
Tabla 7: HI de Instalaciones
Instalación
HI
2012
2020
2012
2020
Campo de conexión
8,3
27,7
1
2
Circuito Transmisión
500 kV
-
93,2
-
-
Circuito Transmisión
230 kV
26,3
100,1
3
2
Circuito Transmisión
138 kV
518,1
56,6
5
4
Capacitor y reactor
0
0
0
0
Transformador
17,2
152,6
1
5
Total
569,9
430,2
10
13
Tabla 8: FCS de Instalaciones
Instalación
Mayor a 1
Mayor a 10
2012
2020
2012
2020
Campo de conexión
5
2
0
0
Circuito Transmisión 500 kV
-
-
-
-
Circuito Transmisión 230 kV
3
5
0
0
Circuito Transmisión 138 kV
13
6
1
0
Capacitor y reactor
0
0
0
0
Transformador
5
8
0
1
Total
26
21
1
1
De la comparación realizada, se puede observar que
el número de incumplimientos del NDP ha disminuido al
año 2020. Del mismo modo, las HI y los FSC distintos de
cero son menores en el año 2020.
3.2. Análisis de Resultados
Del análisis de la información estadística, se tomó el
período más representativo a la actualidad del SNT,
periodo comprendido entre los años 2017 y 2020, del cual
se pudo conocer lo siguiente: ND y HI que registraron las
instalaciones del SNT durante este periodo de tiempo,
número de incumplimientos del NDP y LHI, porcentaje
de instalaciones que presentaron al menos un
la construcción del sistema a 500 kV inicio en julio del 2013 y finalizó
al 100% en febrero del 2022.
25
Vargas et al. / Análisis de Indicadores de Calidad para la Actualización de la Regulación de Calidad de Transmisión
incumplimiento de los límites en los 4 años y el FCS.
Estos valores se presentan a continuación:
Tabla 9: ND de Instalaciones
Instalación
ND
Número
Incumplimiento
s
Porcentaje
incumplimiento
Campo de conexión
110
18
14,9
Circuito Transmisión 500 kV
53
-
-
Circuito Transmisión 230 kV
212
18
19,7
Circuito Transmisión 138 kV
274
26
12,7
Capacitor y reactor
1
0
0
Transformador
152
29
16,3
Tabla 10: HI de Instalaciones
Instalación
HI
Número
Incumplimiento
s
Porcentaje
incumplimiento
Campo de conexión
513,6
10
8,9
Circuito Transmisión 500 kV
1357,3
-
-
Circuito Transmisión 230 kV
1265,4
11
14,1
Circuito Transmisión 138 kV
413,3
17
10,8
Capacitor y reactor
0
0
0
Transformador
795,2
22
11,3
Tabla 11: FCS de Instalaciones
Instalación
Mayor
a 1
Mayor
a 10
Mayor
a 100
Campo de conexión
26
3
1
Circuito Transmisión 500 kV
-
-
-
Circuito Transmisión 230 kV
24
4
1
Circuito Transmisión 138 kV
33
3
0
Capacitor y reactor
0
0
0
Transformador
42
4
1
El número de eventos que incumplen los límites de
los indicadores de calidad de servicio en el año 2018
disminuyó, de ahí alcanza su valor máximo en el año
2019, para finalmente llegar a su valor mínimo en el año
2020, esto se puede evidenciar en la Fig. 3.
Figura 3: Número de Incumplimientos del NDP y LHI
De la información analizada, se puede concluir que,
durante el periodo de diagnóstico el porcentaje de las
instalaciones que presentaron por lo menos un
incumplimiento del NDP y LHI es bajo, así mismo el
número de incumplimientos de estos límites alcanzó el
menor valor en el año 2020, y en comparación al año
2017 el número de incumplimientos del NDP y los FCS
distinto de cero son menores.
4. CÁLCULO DE LOS VALORES DE
REFERENCIA
Los límites de los indicadores de calidad de
transmisión se emplean para la evaluación y control de
los parámetros de calidad, por lo cual estos valores deben
estar acorde a la situación actual del SNT, considerando
cambios en su topología como el ingreso en operación de
las líneas de transmisión a 500 kV y mejoras en los
sistemas de monitoreo y control que evidencian una
mejora en su confiabilidad.
Estos valores de referencia no han sido revisados
desde que se establecieron en la regulación de calidad de
transmisión en el 2008. La metodología propuesta abarca
únicamente los indicadores de calidad del servicio debido
no se cuenta con información estadística de calidad del
producto. Como parte de este trabajo, se propone la
metodología descrita en la Fig. 4, misma que contempla
los pasos que deberían seguirse para la actualización de
los índices establecidos en la regulación.
Figura 4: Metodología de Cálculo de Valores de Referencia
4.1. Etapa 1: Topología Actual del SNT
La topología actual del SNT fue descrita en la sección
2.2.1 Topología de la segunda sección de este artículo.
4.2. Etapa 2: Instalaciones Consideradas
Bajo el estudio de la topología actual del SNT y los
resultados del diagnóstico, se recomienda considerar la
incorporación de los circuitos de transmisión a 500 kV en
la actualización de la regulación para el control de
calidad del servicio y por ende en el establecimiento del
NDP y LHI para esta parte de la red.
26
Edición No. 19, Issue II, Enero 2023
4.3. Etapa 3: Evaluación del Cumplimiento
Normativo
La evaluación del cumplimiento normativo de los
índices de calidad del servicio de la transmisión permitirá
conocer el estado de la calidad del servicio en las
instalaciones del SNT y su evolución con la expansión
del sistema en los últimos años.
Las tablas 12 y 13 presentan los valores relevantes
para la evaluación en el período comprendido entre 2017
al 2020: valor máximo, numero de eventos en los que se
incumplen los límites, porcentaje de instalaciones que
nunca incumplieron los límites y valores mayores a 10 y
100 horas.
Tabla 12: ND de Instalaciones
Instalación
Valor máximo
Número
incumplimientos
Porcentaje
cumplimiento
Campo de conexión
3
18
85,1
Circuito Transmisión 500 kV
7
-
-
Circuito Transmisión 230 kV
7
18
80,3
Circuito Transmisión 138 kV
6
26
87,3
Capacitor y reactor
0
0
0
Transformador
5
29
83,7
Tabla 13: HI de Instalaciones
Instalación
Valor máximo
Número
incumplimientos
Porcentaje
cumplimiento
Mayor a 10 horas
Mayor a 100 horas
Campo de conexión
243,6
10
91,1
6
2
Circuito
transmisión 500 kV
911
-
-
8
2
Circuito
transmisión 230 kV
600,7
11
85,9
7
4
Circuito
transmisión 138 kV
75,2
17
89,2
9
0
Capacitor y reactor
0
0
0
0
0
Transformador
358,2
22
88,7
11
1
Los valores máximos del ND semestral de las
instalaciones son bajos y cercanos a los límites de este
indicador. Asimismo, el número de incumplimientos del
NDP es bajo, además, el porcentaje de instalaciones que
no presentaron ningún incumplimiento durante el periodo
de diagnóstico es elevado.
Por otro lado, los valores máximos de HI semestrales
de las instalaciones son elevados y se presentaron valores
que superaron las 10 y 100 horas, sin embargo, el número
de incumplimientos del LHI es bajo y el porcentaje de
instalaciones que no presentaron ningún incumplimiento
durante el periodo de diagnóstico es alto.
4.4. Etapa 4: Fijación de Límites
De la etapa anterior, se pudo evidenciar que hubo
pocos incumplimientos de los límites de los indicadores
en las instalaciones del SNT a lo largo de los 4 años y los
resultados de la metodología del cálculo de los valores de
referencia se detallan en la tabla 14. Asimismo, es
necesario que el regulador analice estas horas de
indisponibilidad elevadas.
Tabla 14: Actualización de Límites de Indicadores
Instalación
Límite
Actualización
Campo de conexión
NDP
Debe mantenerse
LHI
Debe mantenerse
Circuito Transmisión 500 kV
NDP
Requiere definición
LHI
Requiere definición
Circuito Transmisión 230 kV
NDP
Debe mantenerse
LHI
Debe mantenerse
Circuito Transmisión 138 kV
NDP
Debe mantenerse
LHI
Debe mantenerse
Capacitor y reactor
NDP
Debe mantenerse
LHI
Debe mantenerse
Transformador
NDP
Debe mantenerse
LHI
Debe mantenerse
5. ASPECTOS DE CONTROL DE CALIDAD
5.1. Control de Datos
El control del ND y HI es semestral [9], en la
información estadística se encontró que ciertos
incumplimientos del NDP y LHI se produjeron en un solo
mes. En la tabla 15 se presenta el número de
incumplimientos durante los 4 años y se detallan cuantos
sobrepasaron los límites en un solo mes.
Tabla 15: Número de Incumplimientos en Instalaciones
Instalación
Número
Incumplimientos
(semestral)
Número
Incumplimientos
(Mensual)
LHI
NDP
LHI
NDP
Campo de conexión
18
10
13
10
Circuito Transmisión
230 kV
18
11
6
11
Circuito Transmisión
138 kV
26
17
6
17
Capacitor y reactor
0
0
0
0
Transformador
29
22
16
21
Para evitar que el ND y HI sigan incrementándose una
vez se haya superado el límite semestral, puede crearse
un régimen sancionatorio en base al artículo 73
‘‘Procedimiento sancionatorio’’ de la LOSPEE [15] que
dependa del valor del incumplimiento y de su reiteración.
La clasificación propuesta se indica a continuación:
Tabla 16: Clasificación de Sanción del Incumplimiento
Rango de incumplimiento
Tipo de sanción
De 1.1 a 1.9 veces del límite permitido
Leve
De 2 a 2.9 del límite permitido
Mediana
Mayor a 3 veces el límite permitido
Grave
6. ARTICULACIÓN
Las regulaciones de calidad de transmisión y
distribución especifican claramente los responsables
27
Vargas et al. / Análisis de Indicadores de Calidad para la Actualización de la Regulación de Calidad de Transmisión
en la supervisión y cumplimiento de calidad del
producto y del servicio, y no existen contradicciones
entre las mismas, esto se puede evidenciar en la tabla
17. Además, en el cálculo de indicadores globales de
calidad del servicio de distribución no se consideran
las interrupciones originadas por el transmisor que se
calculen individualmente mayores o iguales a 25
minutos [9], [16].
Tabla 17: Supervisión y Cumplimiento de Calidad
Aspecto
Transmisión
Distribución
Ámbito
Transmisor
Agente
Empresa
Distribuidora
Grande consumidor
del SNT
Empresa
distribuidora
Consumidor regulado
y no regulado de la
empresa distribuidora
Supervisión
Calidad de
potencia
CENACE
Transmisor
ARCONEL
Empresa
distribuidora
Cumplimiento
Calidad de
potencia
Transmisor
Agente
Distribuidora
Consumidor
Supervisión
Calidad de
servicio
CENACE
ARCONEL
Cumplimiento
Calidad de
servicio
Transmisor
Agente
Propietario de
instalaciones de
transmisión
Empresa
distribuidora
Interrupción
-
Interrupción
originada por el
transmisor excluida
7. PROPUESTAS DE REFORMAS
7.1. Calidad del Producto
En esta sección se realiza un análisis comparativo de
los indicadores de calidad del producto actualmente
establecidos en la regulación nacional, versus otras
normas relacionadas con la calidad del servicio de
transmisión. Además de esto, se proponen indicadores
nuevos en base a normativas y regulaciones
internacionales.
7.1.1. Índices actuales
Nivel de voltaje
Los límites se obtienen del procedimiento definido en
la regulación Nro. ARCERNNR 004/20 ‘‘Planificación
operativa, despacho y operación del sistema eléctrico de
potencia’’, según lo indica la regulación actual y se
especifican en la tabla 18 [17].
Tabla 18: Índice de Nivel de Voltaje
Nivel de
voltaje
[kV]
Índice
Normal
Emergencia
Límite
inferior
Límite
superior
Límite
inferior
Límite
superior
138
Nivel
de
voltaje
-5%
5%
-10%
6%
230
-5%
5%
-7%
6%
500
-5%
5%
-8%
7%
La norma ANSI C84.1 ‘‘Sistemas de energía eléctrica
y clasificaciones de voltaje de equipos (60 Hercios)’’
determina que los sistemas a estos niveles de voltaje
ajustan su valor de operación, lo que evita que se definan
límites [18], por lo tanto, estos valores de la tabla 18
podrían ser incluidos en la actualización de regulación.
Contenido armónico de voltaje
La distorsión armónica individual y total se evalúan
por medio de la norma IEEE 519 a nivel local, para lo
cual define los límites que se presentan en la tabla 19.
Tabla 19: Límites Contenido Armónico de Voltaje IEEE 519
Voltaje [kV]
Armónico
individual [%]
Distorsión armónica
total, THD [%]
69 kV<V≤161 kV
1,5
2,5
161 kV < V
1
1,5
Del mismo modo, internacionalmente se emplea esta
norma para el control de esta perturbación, por lo tanto,
pueden mantenerse estos índices con los límites.
Balance de voltaje
El balance de voltaje es medido por medio del factor
de desbalance de voltaje de secuencia negativa en la
regulación local [9]. De igual manera, el factor es
utilizado en otros países y los límites en las regiones de
Colombia y Europa están en un rango entre el 1% y 2%.
Debido a que la perturbación se calcula del mismo
modo internacionalmente con un límite mayor, se pude
mantener el mismo factor con su límite
Contenido armónico de corriente
El contenido armónico individual y la distorsión total
de la demanda (TDD) se evalúan según la norma IEEE
519 con los límites de las tablas 20 y 21 [3].
Tabla 20: Límites Contenido Armónico (69kV<V≤161kV)
SCR
Orden Armónico Individual
TDD
3≤h<11
11≤h<17
17≤h<23
23≤h<35
35≤h<50
< 20
2
1
0,75
0,3
0,15
2,5
20< 50
3,5
1,75
1,25
0,5
0,25
4
50< 100
5
2,25
2
0,75
0,35
6
100< 1000
6
2,75
2,5
1
0,5
7,5
>1000
7,5
3,5
3
1,25
0,7
10
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Edición No. 19, Issue II, Enero 2023
Tabla 21: Límites Contenido Armónico (V>161kV)
SCR
Orden Armónico Individual
TDD
3≤h<11
11≤h<17
17≤h<23
23≤h<35
35≤h<50
< 25
1
0,5
0,38
0,15
0,1
1,5
25< 50
2
1
0,75
0,3
0,15
2,5
≥50
3
1,5
0,15
0,45
0,22
3,75
Donde:
SCR: Distorsión máxima de corriente armónica en
porcentaje de IL
La norma se emplea en regulaciones internacionales,
por lo cual pueden mantenerse los mismos indicadores y
límites.
Factor de potencia de la carga
Se evalúa de acuerdo con sus variaciones respecto a
los límites establecidos por CONELEC mediante la
regulación CONELEC Nro. 004/02 ‘‘Transacciones de
Potencia Reactiva del MEM’’ [9].
A los grandes consumidores conectados al SNT se les
controla este factor, por lo cual debe mantenerse al igual
que sus límites.
Balance de corriente
Se evalúa en la regulación actual de calidad de
transmisión por medio del factor de desbalance de
corrientes de carga de secuencia negativa (MV2) [9].
Por el contrario, no se encontró que este parámetro
sea regulado en otros países ni normas que abarquen este
tema a nivel de transmisión, por lo tanto, se sugiere que
se revise la necesidad de considerar este parámetro en la
actualización de la regulación.
7.1.2. Índices Nuevos
Parpadeo
El parpadeo es un aspecto de calidad del producto que
se considera internacionalmente y se define como la
impresión subjetiva de luminancia fluctuante causada por
fluctuaciones de voltaje [4]. Las normas IEEE 1453 e
IEEE 1250 abarcan este parámetro a niveles de alto y
extra alto voltaje definiendo índices y niveles de
planificación que son la base para establecer límites, lo
cual se muestra en la tabla 22 [4], [6].
Tabla 22. Índice de Parpadeo.
Nivel de
voltaje [kV]
Índice
Nivel de planificación
LPst
LPlt
138
Severidad de corto y
largo plazo
0.8
0.6
230
500
Frecuencia
La frecuencia es un aspecto de calidad que se emplea
en países como Colombia y Perú y se define como el
número de ciclos por segundo de la onda sinusoidal de
corriente o voltaje [20]. De la frecuencia se mide su
variación como se presenta en la tabla 23.
Tabla 23. Índice de Frecuencia
Nivel de voltaje
Índice
Alto voltaje
Variación de frecuencia
7.2. Calidad del Servicio
En esta sección se proponen reformas considerando
la evolución del SNT, límites y aspectos de control de
calidad del servicio, mediante el análisis de la
información estadística del SNT, los resultados del
diagnóstico y la metodología de cálculo de valores de
referencia.
Instalaciones
La regulación de calidad de transmisión considera en
el control de calidad del servicio a los circuitos de
transmisión que operan a voltajes mayores a 90 kV, por
lo tanto, es necesario que se incluyan los circuitos de
transmisión a 500 kV en la regulación actualizada.
Límites de indicadores de circuitos transmisión 500 kV
Al incorporarse estos circuitos en la regulación
actualizada, se deben fijar su NDP y LHI de los
indicadores de calidad del servicio.
Esta instalación alcanzo un valor máximo de ND
cercano al NDP de los otros circuitos, mientras que su
valor máximo de HI fue elevado y ciertas HI superaron
las 10 y 100 horas, las cuales deberían ser analizadas
detalladamente, sin embargo, el NDP y el LHI de esta
instalación podrían ser los mismos valores que de los
circuitos de transmisión a 138 kV y 230 kV.
Límites de indicadores de las instalaciones consideradas
en la regulación actual
Los valores máximos del ND de las instalaciones no
sobrepasaron las 7 desconexiones, asimismo, el número
de incumplimientos del NDP en el periodo de diagnóstico
fue bajo, por la tanto los NDP de las instalaciones pueden
mantenerse iguales.
Del mismo modo, hubo pocos incumplimientos del
LHI durante el periodo de diagnóstico, por lo cual los
LHI de las instalaciones pueden mantenerse iguales.
Excepción sobre indisponibilidades
Las indisponibilidades menores o iguales a 1 minuto
y las que se excluyen en la regulación actual no se
deberían considerar en el cálculo de los indicadores.
Factor de calidad de servicio
El factor permite conocer rápidamente si se
incumplieron los límites de los indicadores, por lo cual
puede mantenerse este factor en la regulación.
29
Vargas et al. / Análisis de Indicadores de Calidad para la Actualización de la Regulación de Calidad de Transmisión
Control de calidad
Existieron ND y HI mensuales que sobrepasaron el
NDP y LHI respectivamente. En este contexto, con el fin
de mejorar el control de calidad del servicio se
recomienda que se tomen acciones al momento que se
identifiquen estos incumplimientos para evitar que las
instalaciones del SNT se vean afectadas. Un medio para
disminuir este tipo de indisponibilidades es la
implementación de penalizaciones que se categoricen en
función de los incumplimientos, de acuerdo con su valor
y reiteración, tal como se indica en la tabla 16.
Informes
En el mismo sentido, existieron eventos que con una
sola indisponibilidad superaron el LHI, al ser valores
muy atípicos se podrían categorizar como graves para
priorizar la entrega y análisis de su informe para evitar
que las HI sigan incrementándose.
Articulación
Las regulaciones de calidad de distribución y
transmisión establecen los responsables en la supervisión
y cumplimiento de calidad, con lo que no existen
contradicciones; de igual manera, los indicadores en
distribución excluyen las interrupciones del transmisor.
8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
8.1. Conclusiones
En este artículo, se presentó un análisis de la
evolución de los índices de calidad del servicio de la
transmisión en el Ecuador, con el fin de realizar un
diagnóstico de la situación de la calidad de la transmisión
en el país, y proponer recomendaciones para la
actualización de la Regulación actualmente vigente. De
la evaluación a la normativa, se concluye que los
indicadores de calidad del servicio considerados en la
Regulación No. CONELEC- 003/08, guardan coherencia
con los que aplican otros reguladores a nivel de
Latinoamérica; sin embargo, sería factible la
incorporación de nuevos índices de calidad relacionados
con la calidad producto técnico del SNT en la
actualización de la regulación.
Para el análisis de los indicadores que deben ser
objeto de control y monitoreo para el tema de la calidad,
se estudiaron las siguientes normas: IEEE 1366, IEEE
1159, IEEE 519, IEEE 1453, IEEE 1564, IEEE 1250 y
EN 50160; y con base a este análisis normativo y
evaluación regulatoria se identificó que los siguientes
indicadores deberían ser incluidos en la actualización de
la regulación: interrupción (horas de indisponibilidad,
número de desconexiones y factor de calidad de
servicio), nivel de voltaje, contenido armónico de voltaje
(distorsión armónica individual y total), balance de
voltaje (factor de desbalance de voltaje de secuencia
negativa), contenido armónico de corriente (contenido
armónico individual y distorsión total de la demanda),
balance de corriente (factor de desbalance de corrientes
de carga de secuencia negativa), factor de potencia,
parpadeo (severidad de corto y largo plazo), y frecuencia
(variación).
Se verificó que la evolución en los niveles de los
indicadores actuales de calidad del servicio: número de
desconexiones, horas de indisponibilidad y factor de
calidad de servicio, ha sido acorde con la evolución del
Sistema Nacional de Transmisión, dado que en el año
2020 se alcanzó el menor número de incumplimientos de
los límites frente a lo que se tenía en años anteriores y en
comparación al año 2012, las horas de indisponibilidad y
los incumplimientos disminuyeron. Es decir que a
medida que se ha expandido en SNT y ha mejorado su
confiablidad, los índices de calidad también han
mejorado.
Por otra parte, se verificó que los límites para los
índices número de desconexiones y horas de
indisponibilidad semestrales de las instalaciones
consideradas en la regulación actual deben permanecer
igual, puesto que si bien, el número de incumplimientos
de estos valores fue bajo, aún se mantienen ciertos
eventos de interrupciones con duración alta, por lo tanto,
no sería del todo recomendable limitar estos índices aún,
pero si su categorización para un control más adecuado.
La categorización de los incumplimientos de los
límites en los indicadores de calidad, así como de las
fallas excesivas, en función a su valor y reiteración para
su sanción, reducirá indisponibilidades elevadas.
Asimismo, del estudio realizado se recomienda que
los circuitos de transmisión a 500 kV se incorporen a la
nueva regulación, para lo cual, en base a los resultados
del análisis estadístico de interrupciones, se recomienda
que los límites para número de desconexiones y horas de
indisponibilidad semestrales como punto de partida, sean
los mismos valores que de los circuitos a 138 kV y 230
kV.
Finalmente, de la revisión y comparación entre las
regulaciones de calidad de distribución y transmisión se
estableció que no hay contradicciones, dado que los
indicadores de distribución excluyen las interrupciones
del transmisor, por lo cual, la articulación es adecuada.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Reliability Indices, IEEE Standard 1366, 2003.
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Power Quality, IEEE Standard 1159, 1995.
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Harmonic Control in Electric Power Systems, IEEE
Standard 519, 2014.
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Fluctuating Installations on Power Systems, IEEE
Standard 1453, 2015.
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Edición No. 19, Issue II, Enero 2023
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for Voltage Sag Indices, 2015.
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Identifying and Improving Voltage Quality in Power
Systems, 2017.
[7] CENELEC – EN 50160 Voltage Characteristics of
electricity supplied by public electricity networks
[Online]. Available:
https://standards.globalspec.com/std/13493775/EN
%2050160
[8] Agencia de Regulación y Control de Energía y
Recursos Naturales no Renovables, Atlas del Sector
Eléctrico Ecuatoriano, 2018.
[9] Regulación No. CONELEC – 003/08 Calidad del
Transporte de Electricidad y del Servicio de
Transmisión y Conexión en el Sistema Nacional
Interconectado, Ecuador, 2008.
[10] Norma Técnica de Calidad de los Servicios
Eléctricos, Perú, 2010.
[11] Contrato de concesión TRANSPA S.A, Argentina.
[12] Metodología y Fórmulas Tarifarias para la
Remuneración de la Actividad de Transmisión de
Energía Eléctrica en el Sistema de Transmisión
Nacional, Colombia, 2009.
[13] Normas de calidad de la potencia eléctrica aplicables
en el Sistema Interconectado Nacional, Colombia,
2012.
[14] Council of European Energy Regulators, 6TH CEER
Benchmarking Report on the Quality of Electricity
and Gas supply, 2016.
[15] Ley Orgánica del Servicio Público de Energía
Eléctrica, 2015.
[16] Regulación No. ARCONEL – 005/18 Calidad del
servicio de distribución y comercialización de
energía eléctrica, Ecuador, 2018.
[17] Agencia de Regulación y Control de Energía y
Recursos Naturales no Renovables, Estadística
Anual y Multianual del Sector Eléctrico
Ecuatoriano, 2020.
[18] American National Standard Electric Power
Systems and Equipment- Voltage Ratings, ANSI
Standard C84.1-2011.
[19] Australian Power Quality and Reliability Centre,
Rapid Voltage Changes, Australia, 2021, pp.4.
[20] S. Gallardo, Prevención de riesgos eléctricos,
España, 2016, pp.4.
Sergio David Vargas. - Nació en
Machachi, Ecuador en 1996.
Recibió su título de Bachiller en
Ciencias Generales del Colegio
Nacional Amazonas en 2015.
Actualmente es estudiante
egresado de Ingeniería Eléctrica en
la Escuela Politécnica Nacional.
Ximena Patricia Gavela. –
Doctora en ingeniería eléctrica. Ha
trabajado en las áreas de regulación
y control de la Agencia de
Regulación y Control de
Electricidad y dentro del sector
privado. Actualmente se
desempeña como docente e
investigadora en la Escuela Politécnica Nacional. Sus
áreas de interés son las técnicas de optimización
aplicables a sistemas de potencia, energías renovables,
mercados energéticos y aspectos normativos y
regulatorios del sector eléctrico.
Leonardo Santiago Moncada C.
– Nació en Loja en 1985. Recibió
el título de Ingeniero Eléctrico de
la Escuela Politécnica Nacional en
2011. En el año 2013, obtuvo un
Diplomado en Economía de la
Regulación de la Universidad de
San Andrés – Argentina, y en el
2022 el Master en Gestión Ambiental y Energética de las
Organizaciones en la Universidad Internacional de La
Rioja – UNIR. Actualmente trabaja en CELEC EP
GENSUR como Subgerente de Producción. Sus áreas de
interés incluyen la asignación de costos del Servicio
Público de Energía Eléctrica, tarifas eléctricas, energías
renovables, eficiencia energética y minería de datos.
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