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a単o 1

agosto 2006


02. EDITORIAL

STAFF

Director Editorial Estudios Electricos

Escriben

Ing. Otto Sollberger Ing. Jorge Gurmendi Ing. Andrés Capalbo Ing. Fernando Libonati Ing. Sebastián Rebord

PRÓXIMO NÚMERO

Desde nuestros comienzos, hace más de una década, el grupo de profesionales que integramos Estudios Eléctricos® hemos invertido gran parte de nuestro esfuerzo en lograr la satisfacción total de nuestros clientes. Excelencia, agilidad, transparencia, transferencia de know-how, presencia y compromiso fueron y son valores que nos permitieron un crecimiento sostenido. Gracias a la pasión que diariamente ponemos en la tarea que desempeñamos logramos: triplicar la cartera de clientes, alcanzar un 200% de crecimiento en los últimos ejercicios y, por sobre todo, llegar al 100% de satisfacción en todos los proyectos realizados.

Software Plot capability 4.0 Cerficaciones Operativas Estudios Electricos en la Comunidad Económica AGC

En este escenario, y manteniendo nuestro norte estratégico, diseñamos este nuevo medio de comunicación que hoy nos permite mantenerlo informarlo. Se llama “2E News” y llegará a sus manos puntualmente cada seis meses. Ahora nos será más fácil presentarle, con detenimiento y detalle, nuestros antecedentes y las nuevas soluciones que periódicamente diseñamos y lanzamos al mercado. Este no será un News Letter más, nos hemos propuesto que sea una verdadera herramienta de consulta técnica y comercial que le permita conocer virtualmente de proyectos en diferentes países, enterarse sobre fortalezas y debilidades de los proyectos realizados y mantenerse al tanto de nuevos productos y servicios que cumplan sus expectativas de fiscalización y control, o en software ad-hoc. Estamos seguros que “2E News” junto con el área comercial de Estudios Eléctricos® formarán el equipo perfecto para mantenerlo al tanto de lo que pasa, lo que puede pasar y lo que pasará en el mercado eléctrico internacional. Porque entendemos que para dar soluciones hay que estar. Estar en las presentaciones, en los seminarios y en su escritorio. Este es el primer ejemplar de algo que siempre fue necesario, estar sin límite de tiempo contestando sus preguntas o entendiendo sus necesidades. Por esto lo invitamos a participar leyendo, preguntando, sugiriendo notas o, más aún, escribiéndolas con nosotros; para que otros como usted tengan la posibilidad única de globalizar soluciones, desmitificar y optimizar recursos. Gracias por haber confiado en Estudios Eléctricos®, y esperamos que adopte a “2E News” como una valiosa fuente de información y contacto. Hasta el próximo número. Editorial > Ing. Otto Sollberger


.03 INDICE

Servicios de Consultoría

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en Auditoría Transaccional de Generadores. Contralor de valores físicos y económicos; verificaciones; informes mensuales de resultados; estudios de sensibilidad por valores físicos asignados; valoración de los efectos; cálculos de spread; simulaciones; y un gran paquete de servicios para garantizar óptimos índices de rentabilidad y funcionamiento. Todo basado en la amplia experiencia internacional de estudios eléctricos de argentina.

Saturn FK 100

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Fiscalizacion de servicios complemetarios. El nuevo Saturn FK100 permite monitorear on-line el comportamiento de reguladores de velocidad de turbinas destinadas a generación eléctrica en sistemas interconectados.

FreeSim++.

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Simulación para medir resultados. Es una herramienta de código abierto para la simulación de sistemas “inespecíficos”. una nueva solución, adaptable a todas las necesidades, para analizar variaciones internamente de manera simple, rápida y efectiva.

Regulación de frecuencia con turbinas de vapor de ciclos combinados. Este novedoso sistema de control de la turbina de vapor en ciclos combinados permite mejorar significativamente la ecuación económica en los mercados desregulados.

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04. MERCADOS DE ENERGÍA Nota > Ing. Jorge Gurmendi

Servicios de Consultoría en Auditoría Transaccional de Generadores. CONTRALOR DE VALORES FÍSICOS Y ECONÓMICOS; VERIFICACIONES; INFORMES MENSUALES DE RESULTADOS; ESTUDIOS DE SENSIBILIDAD POR VALORES FÍSICOS ASIGNADOS; VALORACIÓN DE LOS EFECTOS; CÁLCULOS DE SPREAD; SIMULACIONES; Y UN GRAN PAQUETE DE SERVICIOS PARA GARANTIZAR ÓPTIMOS ÍNDICES DE RENTABILIDAD Y FUNCIONAMIENTO. TODO BASADO EN LA AMPLIA EXPERIENCIA INTERNACIONAL DE ESTUDIOS ELÉCTRICOS.

E

n los mercados eléctricos competitivos participan múltiples actores, entre ellos quienes producen bienes y servicios, y por supuesto aquellos que los consumen. Esta operatoria requiere la intervención de empresas generadoras, transportistas, distribuidoras, comercializadoras y grandes usuarios, y la organización de todas ellas se debe ajustar a las reglas definidas en el mercado, que son aplicadas por un Organismo Regidor del Mercado (ORM). Los productos y servicios del mercado son: energía, potencia, transmisión, distribución y servicios auxiliares tales como: regulación de frecuencia, regulación de tensión, etc. En la cadena de actores involucrados con la distribución y consumo de energía, el caso del Generador es el más complejo ya que actúa e influye en la mayoría de estos “productos y servicios”. Por esta razón y por los importantes montos de facturación resultantes, es clave un seguimiento exhaustivo en tiempo real de sus transacciones a los efectos de poder objetar y/o reclamar al ORM en tiempo y forma, de acuerdo a lo establecido por cada país en particular. Para optimizar la rentabilidad de las empresas Generadoras, Estudios Eléctricos desarrolló el servicio de Auditorias Operativas en el formato de suscripción. Este formato permite acotar y minimizar la inversión en este servicio y obtener una tasa de recupero altamente viable. A modo de ejemplo, un caso reciente: un error de imputación de la potencia disponi-

ble de un día de un generador de 300 MW representó un monto en el orden del 1% de su transacción mensual, por lo que para la suscripción al servicio de auditoría, el error de imputación representó el costo del servicio durante casi un año. Las Auditorías Operativas de Estudios eléctricos se prestan a partir de la amplia experiencia internacional de la consultora y de la idoneidad de su cuerpo de ingenieros, profesionales altamente capacitados y actualizados. El servicio incluye: Contralor de valores físicos y económicos resultantes por energía, potencia y servicios. Ejecución, en tiempo real, del mecanismo de reclamo en los casos de detección de errores de administración. Verificación de la asignación de la energía producida y potencia disponible a los potenciales mercados de participación del Generador. Estudios de sensibilidad por valores físicos asignados y precios en tales mercados. Elaboración de informes mensuales de resultados y, si se detectara tal situación, de las recomendaciones para mejorar la transacción del período. Simulación y evaluación de resultados para diferentes hipótesis de operación. Estudios de sensibilidad por valores físicos asignados, modificación de períodos de mantenimiento, y/o variaciones de precios en los

mercados de participación, entre otros. Valoración de los efectos derivados de alteraciones en los cronogramas y modalidades de trabajo: modificaciones de períodos de mantenimiento, tipo y precio de los combustibles utilizados por los generadores térmicos, declaración del valor del agua para los generadores hidráulicos, evolución del precio spot de la energía (en el llamado mercado ocasional o de oportunidad), cambios en los precios y formatos de cotización de abastecimientos en el mercado a término (o mercado de contratos), etc. Cálculos de spread por las ventas con compromisos a actores consumidores, en el mercado a término.

Este servicio de Auditorías Operativas de Estudios Eléctricos se caracteriza también por la celeridad de respuesta. Porque las consultas se responden de manera inmediata y a los pocos días un equipo de profesionales se hace presente en el lugar. La capacidad técnica y experiencia de Estudios Eléctricos es ahora su aliado para anticiparse y prevenir problemas, evitando costos extras y consecuencias negativas.


.05 MERCADOS DE ENERGÍA


06. NUEVAS TECNOLOGÍAS

Nota > Ing. Andrés Capalbo

Saturn FK100 Fiscalizacion de servicios complemetarios.

EL NUEVO SATURN FK100 PERMITE MONITOREAR ON-LINE EL COMPORTAMIENTO DE REGULADORES DE VELOCIDAD DE TURBINAS DESTINADAS A GENERACIÓN ELÉCTRICA EN SISTEMAS INTERCONECTADOS.

E

l área de investigación y desarrollo de Estudios Eléctricos ha de sarrollado el SATURN FK100 con el objeto de facilitar a los generadores, y a los organismos de auditoria y control, la fiscalización de la efectiva prestación del servicio de regulación primaria de frecuencia. El nuevo SATURN FK100 permite monitorear on-line el comportamiento de reguladores de velocidad de turbinas destinadas a generación eléctrica en sistemas interconectados. Complejos algorítmos internos de estimación le permiten calcular los parámetros típicos de performance como ser: estatismo, tiempo de establecimiento, banda muerta, etc. Todo con suficiente precisión como para detectar apartamientos respecto a los valores nominales esperados. Instalado en Centrales Eléctricas y en cada una de las unidades, el nuevo SATURN FK100 permite: • Al generador: chequear permanentemente el comportamiento dinámico de sus unidades con respecto a la Regulación Primaria de Frecuencia (RPF). • Al OED: fiscalizar rápidamente de cada unidad que participa de la RPF y consecuentemente la capacidad de redespacho para una operación segura. • Al los usuarios: verificar que los cargos por calidad de servicio sean prestados efectivamente.

Su inserción en el contexto: En los mercados eléctricos competitivos, el producto técnico (frecuencia y tensión) es un “bien” que necesita ser confiable y de la mejor calidad al menor costo posible. Para lograr este objetivo son necesarias diferentes prestaciones de todos los actores del mercado. Entre ellos los generadores cumplen un papel fundamental e irremplazable, sobre todo en relación a la frecuencia y sus variaciones aleatorias. Los organismos encargados del despacho (OED) invierten tiempo y recursos en la determinación de la reserva rotante “óptima” que permita minimizar el costo entre la energía no suministrada por cortes de carga y el exceso de reserva. Estos estudios por simulación definen porcentajes de reserva rotante considerando que los modelos de los sistemas de control de los generadores operan según lo informado por cada uno de ellos oportunamente, y desde ya asumen que todos los generadores que se ofrecieron o comprometieron a participar de este servicio lo hacen efectivamente. En caso que esto no ocurra debido a una deficiencia de los sistemas de regulación de velocidad, involuntaria en la mayoría de los casos, se incrementa el costo de la energía, se pierde significativamente la calidad del producto técnico y en muchos casos acarrea multas para los generadores. El SATURN FK100 fue diseñado para anticiparse a los problemas. Su nivel de eficiencia lo transforma en una herramienta clave para prever problemas.


.07 NUEVAS TECNOLOGÍAS

Versatilidad: Un completo modelo matemático interno permite que el SATURN FK100 pueda adaptarse a todo tipo de unidades, ya sean estas hidráulicas o térmicas, y a todo tipo de condiciones operativas. La solidez de los algorítmos matemáticos implementados sumados a la potencia del sistema microprocesado distribuido interno (tipo DSP) le brindan una excelente robustez y confiabilidad.

Simplicidad: Un display LCD permite un rápido e intuitivo acceso a los distintos parámetros monitoreados mediante el uso de su menú navegable. Sus salidas, en el conocido formato 4-20mA, posibilitan su directa inclusión en cualquier ámbito industrial. Además, gracias a la mínima cantidad de mediciones que se necesitan y a un sistema práctico de cableado los tiempos de instalación son minimizados.

Expandible: El SATURN FK100 presenta una serie de opciones para extender sus beneficios. • Comunicaciones, una interfaz MODBUS posibilita el envío on-line de resultados en forma segura a un sistema remoto. • Memoria Interna, para esos casos en los que resulta imprescindible contar con un registro histórico propio, el SATURN FK100 puede ser equipado con una memoria interna. La cual podrá consultarse vía MODBUS o bien por el panel frontal del equipo. • PQ Supervisor, el SATURN FK100 puede expandir sus funcionalidades hasta convertirse en el PQ Supervisor. Por calidad, eficacia y utilidad el nuevo sistema SATURN FK100 se proyecta como una herramienta insustituible en el complejo proceso de exigencias que enfrentan hoy las empresas generadoras de energía.

Características Técnicas de la versión estándar: Entradas

Analógicas 4-20mA / 0-10V

4

Digitales

4

Salidas

Analógicas 4-20 mA

8

Digitales

4

Alimentación

110 / 220 VAC

Display

LCD 16x2 backligth

Dimensiones

Rack 19’’ 1.5U


08. SOFTWARE Nota > Ing. Fernando Libonati

FreeSim++. Simulación para medir resultados. ES UNA HERRAMIENTA DE CÓDIGO ABIERTO PARA LA SIMULACIÓN DE SISTEMAS “INESPECÍFICOS”. UNA NUEVA SOLUCIÓN, ADAPTABLE A TODAS LAS NECESIDADES, PARA ANALIZAR VARIACIONES DE MANERA SIMPLE, RÁPIDA Y EFECTIVA.

I

niciar el desarrollo de un simulador de sistemas inespecíficos, dentro de Estudios Eléctricos, surge como consecuencia de la necesidad de generar soluciones de ingeniería para la representación y simulación de sistemas provenientes de diversos campos de la física, la ingeniería y la técnica. Para la solución de algunos problemas es común encontrar herramientas de simulación focalizadas en el campo de aplicación particular, por ejemplo analizadores de dinámica de fluidos, analizadores de transitorios de redes eléctricas, etc. En la mayoría de los casos este tipo de simuladores falla en una característica esencial para el ingeniero de diseño, la flexibilidad de adaptación. El nuevo FreeSim++ es un simulador que permite representar sistemas de ecuaciones diferenciales y algebraicas, lineales y no-lineales, y añadir funcionalidades de forma sencilla. Se adapta a “cualquier” campo de aplicación y le permite al ingeniero abordar problemas de diseño de sistemas de control, estudios de operación dinámica (respuesta a perturbaciones) etc., todo de manera simple, rápida y efectiva. El FreeSim++ es un software de código abierto que puede ser ampliado, adaptado, mejorado y corregido bajo el propio control del usuario, sin depender de la fuente. Esto además posibilita que una empresa pueda colaborar con el productor principal del software, compartiendo su conocimiento y ayudando a crear y optimizar la herramienta para beneficio de la comunidad de usuarios.

Simulación de sistemas: Cuando se analiza el comportamiento dinámico de los sistemas físicos, las variables se representan mediante ecuaciones diferenciales. Prescindiendo de alinealidades, límites, etc, el conjunto de ecuaciones diferenciales que representan la evolución temporal de las variables de estado, y en general del sistema, se puede resolver fácilmente mediante álgebra matricial. En el momento en que empiezan a tomarse en consideración las respuestas no lineales, los límites, las alternativas de operación (switches), la solución matricial carece de utilidad y es necesario recurrir a simuladores digitales, capaces de producir la resolución de las ecuaciones diferenciales, mediante la integración en el tiempo de las derivadas de las variables de estado (las entradas de los integradores). En el simulador FreeSim++ se identifican los “objetos” que se utilizan para representar el sistema, se cuenta con integradores, ganancias, sumadores, multiplicadores y llaves controladas, por nombrar algunos. Dado que se pueden identificar estos “objetos” como elementos individuales que poseen características particulares y comportamientos también particulares, resulta óptimo el enfoque de programación orientada a objetos (POO) que C++ (y otros lenguajes) implementa.

Por ejemplo un objeto de clase “integrador” tiene la siguiente descripción: class Integrator : public Block { public: double x; // state variable double xdot; Int(char *name, Block* parent, double x0); void update(); void output(); void deriva(); }; Donde se observa que un “integrador” es originalmente un “Block” con ciertas especificidades, como la de mantener una variable de estado, y su derivada. El método update() se implementa como: void Int::update(){ x = x + xdot*dt; } El FreeSim++ posee varios métodos de resolución: Euler, Heun, ... Trapezoidal. Las variables de estado se actualizan, según alguno de estos métodos. El valor del paso de integración viene heredado de la definición de Block: class Block { public: static double t; static double dt; int _number; char *_name; Block *_parent; int ninp; int nout; Connection *inports; double *outports; Block(char *name, Block *parent,int n_inports, int n_outports); virtual ~Block(); // funciones virtuales virtual void output()=0; virtual void deriva()=0; virtual void update()=0; };


.09 SOFTWARE

Todos los bloques que maneja el simulador son especificaciones (entendido como más específicos) de Block. Todos comparten características básicas comunes, deben conocer acerca del paso de integración, del tiempo actual de simulación, poseen un nombre y se les asigna un número y pueden estar relacionados a un bloque “parent” que contenga una serie de bloques agrupados, formando un “sub-sistema”. Bajo este esquema se cuenta con un objeto “system” que permite agrupar bloques y realizar la simulación. Este objeto presenta una interfaz como la siguiente: class System { public: char *_name; int numberOfBlocks; double t; double dt; Block *blockList[MAXBLOCKLIST]; // lista de bloques Block *simuList[MAXBLOCKLIST]; // la misma lista pero ordenada System(const char *name); ~System(); void add(Block *block); // agregar un bloque a la lista de bloques void init(double _t=0.0,double _dt=0.001); // inicializar la simulación void run(double tend=10.0); // correr la simulación hasta el tiempo tend };

El objeto que representa al sistema en su conjunto mantiene una lista de bloques (blockList) que debe estar ordenada, dado que en un simulador digital es de vital importancia el orden en que se ejecutan las llamas a los métodos de los bloques elementales. Por ejemplo si se tiene un sistema como el siguiente:

Es necesario calcular la salida del bloque que representa la resta u – y antes de calcular la salida del bloque que representa la ganancia K. Si se calcula primero la salida de la ganancia, como K * (salida de la suma) y luego se calcula la derivada de y como este valor, la simulación no representará correctamente el sistema de ecuaciones que pretende modelar.

FreeSim++, el valor de la experiencia compartida: El CEO de Apple, Steve Jobs, se refería a las computadoras como “bicicletas para la mente”, porque según su análisis deben servir como herramientas para que las mentes creativas lleguen más lejos, más fácilmente, pero no sin esfuerzo (no decía “automóviles para la mente”). Pero claro, no sirven de nada sin la mente que las conduce. El usuario es quien finalmente mueve los pedales para que un producto de software produzca resultados valiosos. El objetivo de la producción de ciertas herramientas sin restricciones de licencia, excepto el respeto de la propiedad intelectual, es el de generar una nueva cultura de colaboración sin fronteras y en ese paradigma se inscribe el software FreeSim++. Es la herramienta que en un futuro inmediato nos permitirá crecer sobre una sólida base de conocimiento compartido.


10. NUEVO MÉTODO DE CONTROL Nota > Ing. Sebastián Rebord

Regulación de frecuencia con turbinas de vapor de ciclos combinados. ESTE NOVEDOSO SISTEMA DE CONTROL DE LA TURBINA DE VAPOR EN CICLOS COMBINADOS PERMITE MEJORAR SIGNIFICATIVAMENTE LA ECUACIÓN ECONÓMICA EN LOS MERCADOS DESREGULADOS.

asta hoy la gran mayoría de las Turbinas H de Vapor (TV) operando en Ciclo Combinado (CC) con Turbinas de Gas (TG) no realizaban la prestación del servicio de Regulación Primaria de Frecuencia (RPF). El motivo es simplemente que estos equipamientos son pensados y fueron construidos en países donde no es necesaria esta característica y más aun, donde no es recompensada económicamente esta prestación. En la Argentina y en muchos países de América la RPF se remunera de acuerdo a reglas de mercado. Aquellos Generadores que tecnicamente no pueden participar deben contratar este servicio a otro generador. En consecuencia se creó un mercado de servicios de RPF. Las reglas de este mercado y las señales económicas alentaron a los generadores a invertir y optimizar su participación.

La experiencia local: En la Argentina se instalaron muchos grandes Ciclos Combinados de los cuales ninguno podía participar de este mercado con la TV. En este escenario, Estudios Eléctricos desarrolló una nueva filosofía de control para este tipo unidades que les permite cumplimentar con todos los requerimientos exigidos por el Organismo Encargado del Despacho (CAMMESA) en cuanto a la prestación del servicio.

El proceso de implementación puede dividirse en 4 fases: FASE 1: Recopilación de información. Previo al inicio de los ensayos, tendientes a verificar la factibilidad técnica, es necesario realizar un relevamiento completo de los componentes que integran el CC:

• Heat balance. • Valores de diseño de los HRSG (recupera dores de calor). • Seteo de válvulas de seguridad y venteo. • Seteo By-pass. • Lógica de control de RPF en la/s TG. • Lógica actual de control de la TV. • Procedimientos operativos. Con esta información se realiza una estimación de las posibilidades técnicas y se definen los ensayos de la fase 2. La duración de esta fase puede estimarse en 1 semana.

FASE 2: Ensayos de factibilidad técnica. En esta fase se realizan ensayos sobre los componentes del ciclo combinado. Los mismos tienen por objeto obtener información para el modelado de los componentes, los cuales serán empleados posteriormente en el diseño y ajuste del nuevo lazo de control de RPF de la TV. Los ensayos a realizar no interfieren significativamente con el funcionamiento normal de la planta. La duración de los ensayos se estima en 2 días, mientras que el período necesario para la identificación de los modelos de los componentes ronda las 2 semanas.

FASE 3: Diseño de la lógica. Con los modelos obtenidos en la fase previa, se realiza el diseño y ajuste de los lazos de control utilizando un simulador específico. La duración de esta fase se estima en 2 semanas.

FASE 4: Implementación. Luego de cargados los lazos en los controladores en planta, se requiere hacer los ensayos de verificación y ajuste final en campo. En todos los casos se ha diseñado en conjunto con los encargados de los despachos de las

centrales el perfil de carga requerido a tal fin. La duración de esta fase puede se estima en 1 semana.

Una solución con energía: El sistema de regulación de frecuencia con turbinas de vapor de ciclos combinados le ha permitido a muchas empresas generadoras adaptar sus controles, aumentar significativamente los beneficios obtenidos de la producción energética y recuperar muy rápidamente la inversión efectuada durante la implementación, manteniendo la operatividad y seguridad exigida.

Incluso permite: • Adaptarse a casi todas las TV de Ciclos Combinados. •Rápida y segura implementación. •Rápida amortización de la inversión realizada. •Ampliar el parque de RPF del sistema, mejorando los indicadores de calidad de servicio. •Incrementar la remuneración obtenida por las empresas generadoras => mejorar el rendimiento económico del ciclo combinado.

Se ha probado y aprobado en: •Central Térmica San Nicolás 845 MW – Argentina – 2TG (268 MW c/u) MITSUBISHI + TV (309 MW) MITSUBISHI •Central Térmica Mendoza 293 MW – Argentina – 1TG (201 MW) SIEMENS + TV (92 MW) SKODA •Central Térmica TermoAndes 630 MW – Argentina / Chile – 2TG (207 MW c/u) SIEMENS + TV (216 MW) SIEMENS •Central Térmica Tucumán 466 MW – Argentina – 2TG (152 MW c/u) SIEMENS + TV (162 MW) General Electric


.11 NUEVO MÉTODO DE CONTROL


Nuevas oficinas, más espacio para diseñar soluciones. Se encuentran en construcción las nuevas oficinas de Estudios Eléctricos, las cuales quedarán inauguradas en enero de 2007. La superficie alcanza los 600m2 y se divide en áreas diseñadas y equipadas con la última tecnología de comunicación entre las que se destacan: salas de capacitación para el dictado de cursos y conferencias, áreas de servicio técnico para nuestros productos y salas de desarrollo para software y hardware.

Las nuevas oficinas de Estudios Eléctricos están ubicadas estratégicamente, a sólo 5 minutos del aeropuerto de Rosario y en una de las zonas más exclusivas de la ciudad. Rodeadas por una generosa arboleda y en una ambientación natural, brindan el marco óptimo para optimizar el ambiente de trabajo y producción.


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