Caracterización de cargas residenciales

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(1)Caracterización de Cargas Residenciales Autor: Yoanni Noya Pérez Tutor: Dr. Leonardo Casas Fernández. Santa Clara 2009 "Año 51 de la Revolución".

(2) Caracterización de Cargas Residenciales Autor: Yoanni Noya Pérez E-mail: ynoya@uclv.edu.cu. Tutor: Dr. Leonardo Casas Fernández E-mail: lcasas@uclv.edu.cu. Consultante: Ing. Víctor Manuel Altuna Martínez E-mail: victor_manuel@uclv.edu.cu.

(3) Hago constar que el presente trabajo de diploma fue realizado en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas como parte de la culminación de estudios de la especialidad de Ingeniería Eléctrica, autorizando a que el mismo sea utilizado por la Institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial como total y que además no podrá ser presentado en eventos, ni publicados sin autorización de la Universidad.. Firma del Autor Los abajo firmantes certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según acuerdo de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.. Firma del Autor. Firma del Jefe de Departamento donde se defiende el trabajo. Firma del Responsable de Información Científico-Técnica.

(4) Pensamiento. Todos y cada uno de Nosotros paga puntualmente su cuota de Sacrificio consciente de recibir el premio En la satisfacción del deber cumplido, Conscientes de avanzar con todos hacia El Hombre Nuevo que se vislumbra en El horizonte. Che.

(5) i. DEDICATORIA.  A mi abuela en especial por hacerme el hombre que soy y a mi familia en general.  A mi padrino por estar siempre en los momentos más difíciles a mi lado, apoyándome en todo mis problemas.  A mis compañeros del aula con los cuales compartí estos largos cinco años.  A todas mis amistades que de una forma u otra siempre confiaron en mí.  En fin a todo aquel que me bridó su apoyo para que yo pudiera estar hoy donde estoy..

(6) ii. AGRADECIMIENTOS. La gratitud es el legítimo pago al esfuerzo ajeno, es reconocer que todo lo que somos es la suma del sudor de los demás, es tener conciencia de que un hombre solo no vale nada y la dependencia humana además de obligada es hermosa, por lo que les agradezco infinitamente a todas las personas que me brindaron su ayuda incondicional durante el desarrollo este trabajo.  Al tutor de esta investigación, Dr. Leonardo Casas, por su profesionalidad y sabiduría.  Al Máster en Ciencias Alberto Ramírez, por las molestias causadas y por su dedicación.  Al Consultante: Ing. Víctor Manuel Altuna, por su paciencia, esfuerzo, dedicación y largas horas de trabajo..

(7) iii. TAREA TÉCNICA. 1. Obtención de datos Recuperación de datos y resumen de la información anterior existente. 2. Diseño de experimento Selección de circuitos. Definición de épocas y plazos de medición. Analizar los circuitos típicos residenciales a estudiar. 3. Campaña de medición Descargar las mediciones de los NULEC de los circuitos seleccionados. Elaboración de los modelos de registro de datos. Selección del software de procesamiento. 4. Análisis de la carga Definición de curvas de cargas típicas. Comportamiento de la carga por período. Influencia. sobre. la. demanda. de. factores. externos,. períodos. vacacionales, estaciones del año, etc. Generar los gráficos horarios de las mediciones. Establecer comparaciones entre las actuales con las obtenidas en el 2007. Evaluar los resultados obtenidos..

(8) iv. Firma del Autor. Firma del Tutor.

(9) v. RESUMEN. Las cargas Residenciales es uno de los destinos más importantes de la energía eléctrica generada por los Sistemas Eléctricos, por razones evidentes ya que la calidad de vida de la población está tan estrechamente relacionada con el uso de la energía eléctrica en las viviendas. En el trabajo se realiza una caracterización de carga del sector residencial, para ello se enfocó el estudio en dos variables fundamentales: potencia activa (P), potencia reactiva (Q), de los días laborables y no laborables, con el fin de elaborar los gráficos horarios de cada una de ellas. Se obtienen resultados de gran interés como son: La curva característica de verano e invierno actual y los gráficos de carga de los circuitos residenciales rurales, la clasificación de estas para días laborables y fines de semana..

(10) vi. TABLA DE CONTENIDOS. DEDICATORIA ................................................................................................................. i AGRADECIMIENTOS ..................................................................................................... ii TAREA TÉCNICA ...........................................................................................................iii RESUMEN ....................................................................................................................... v INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 1 CAPÍTULO 1.. Cargas residenciales en Cuba y el mundo. ...................................... 3. 1.1. Generalidades.................................................................................................... 3. 1.2. Situación de la carga residencial en Cuba...................................................... 4. 1.2.1. Situación de los equipos electrodomésticos. ....................................... 4. 1.2.2. Consumo del Sector Residencial......................................................... 5. 1.2.3. Investigaciones realizadas con anterioridad en el país. ...................... 7. 1.3. Situación de la carga residencial en el mundo. ............................................ 11. 1.3.1. Características y Análisis de la carga Residencial en La Empresa. Eléctrica Quito S.A. ........................................................................................ 12 1.3.2. El Factor de Potencia en el sector Residencial. ................................ 14. CAPÍTULO 2.. Métodos y conceptos a tener en cuenta. ........................................ 18. 2.1. Generalidades.................................................................................................. 18. 2.2. Metodología para la evaluación de y caracterización de sector. ................ 19. 2.3. Selección de los circuitos. .............................................................................. 20.

(11) vii 2.4. Definición de épocas y plazos de medición .................................................. 21. 2.5. Mediciones. ...................................................................................................... 21. 2.6. Mediciones de los NULEC.............................................................................. 22. 2.7. Modelos horarios. ............................................................................................ 23. 2.8. Clasificación de los Modelos Horarios .......................................................... 24. CAPÍTULO 3.. Caracterización de las cargas residenciales en la actualidad. ..... 26. 3.1. Generalidades.................................................................................................. 26. 3.2. Obtención de los gráficos de carga. .............................................................. 27. 3.2.1 3.3. Comparación entre ambos circuitos. ................................................. 30. Comparaciones entre las curvas características .......................................... 35. 3.3.1. Comparación entre las curvas residenciales de invierno (2007/2009). 35. 3.3.2 3.4. Comparación entre las curvas de invierno y verano. ......................... 37. Comportamiento de las curvas en el sector residencial rural. .................... 39. 3.4.1. Comparación entre ambos circuitos rurales. ..................................... 42. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................. 44 Conclusiones .............................................................................................................. 44 Recomendaciones ..................................................................................................... 45 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................ 46 ANEXOS ......................................................................................................................... 48.

(12) Introducción.. 1. INTRODUCCIÓN. El consumo de energía eléctrica tiene gran relevancia en el mundo actual, ya que esta representa un elemento fundamental en todos los sectores de la sociedad. La demanda de electricidad ha aumentado continuamente a lo largo de las últimas décadas debido a la incorporación de nuevos equipos eléctricos con el desarrollo de la ciencia y la tecnología , su influencia en el nivel de vida de las sociedades está asociada a una mayor demanda de energía eléctrica en el sector residencial por constituir uno de los destinos más importantes de la energía eléctrica generada por los Sistemas Eléctricos, por razones evidentes ya que la calidad de vida de la población está tan estrechamente relacionada con el uso de la energía eléctrica en las viviendas que, internacionalmente se considera uno de los índices de mayor impacto en la evaluación de este importante aspecto. La elevación de la demanda eléctrica, generada por estos equipos, ha provocado cambios importantes en el sistema eléctrico nacional, lo que hace necesario determinar el comportamiento de las cargas eléctricas. El objetivo fundamental de las empresas suministradoras de energía eléctrica es satisfacer las necesidades energéticas de sus clientes tan económicamente como sea posible, con un nivel aceptable de calidad, fiabilidad y seguridad. La generación de electricidad debe satisfacer la demanda instantánea de los usuarios, ya que no es posible almacenar la energía en cantidades considerables. La caracterización de carga es una herramienta vital en el incesante cumplimiento de estos objetivos..

(13) Introducción.. 2. Los gráficos de carga del sector residencial se caracterizan por una elevada demanda en las primeras horas de la noche cuando la mayor parte de la familia regresa al hogar y se intensifica el uso de los equipos electrodomésticos. En los sistemas eléctricos donde el resto de las cargas tienen un peso reducido, los gráficos totales tienen formas horarias muy similares a los del sector residencial, sobre todo en el horario pico. La tendencia a la uniformidad del equipamiento doméstico de alto consumo ha tendido a establecer gráficos prácticamente semejantes en la mayor parte de los sectores de la población. Los resultados obtenidos de diferentes muestras indican que la probabilidad supuesta de la coincidencia de los gráficos, sobre todo en el horario de mayor demanda, son lo suficientemente confiables como para aceptarlos con pocas reservas. Es por ello que para determinar el impacto sobre la demanda y el consumo eléctrico se procedió a la realización de este trabajo, entre cuyos objetivos se destacan:  Objetivo general: Analizar el comportamiento de las nuevas cargas residenciales  Objetivo específico: Elaborar los gráficos horarios de las variables:  Potencia activa (P)  Potencia reactiva (Q)  Comparar los gráficos de carga de las mediciones de los NULEC de los circuitos 19 y 20 antes y después.  Analizar el comportamiento de la carga residencial rural.  Analizar los resultados obtenidos..

(14) CAPÍTULO 1. Cargas residenciales en Cuba y el mundo.. 3. CAPÍTULO 1. Cargas residenciales en Cuba y el mundo.. 1.1 Generalidades. El consumo de energía eléctrica es una característica relevante de las sociedades, representando un factor básico para la producción de diversos sectores, entre los que se encuentran el industrial, el comercial, y el residencial o doméstico. El creciente nivel de vida de las sociedades está asociado a una mayor demanda de energía eléctrica doméstica o residencial debido entre otras causas a la cada día mayor utilización de aparatos de calefacción y refrigeración. La proporción que la demanda doméstica o residencial, en un período determinado y en la zona geográfica servida por la compañía, representa respecto a la demanda eléctrica total depende, entre otros factores del porcentaje de la población rural frente a la urbana, de la renta de tales poblaciones, de las características climáticas de dicha zona, e incluso de la eventual celebración de los acontecimientos extraordinarios de mayor o menor duración de tiempo. (Ramírez González 2006) La generación de la electricidad debe satisfacer la demanda instantánea de los usuarios, ya que no es posible almacenar esta energía en cantidades considerables, lo que pone de relieve la complejidad de la predicción de la demanda eléctrica. Los métodos para la predicción de la demanda de energía eléctrica han sufrido una profunda modificación durante las tres últimas décadas. Uno de los propósitos de este estudio es la formulación de. modelos que. contribuyan a mejorar la predicción de la demanda de energía eléctrica en el sector residencial. (Gutiérrez Moya 2003).

(15) CAPÍTULO 1. Cargas residenciales en Cuba y el mundo.. 4. 1.2 Situación de la carga residencial en Cuba. En Cuba se han realizado varios trabajos importantes sobre caracterización de cargas residenciales. Una de las variables más difíciles de definir a la hora de llevar a cabo cualquier estudio en las redes de distribución, es sin dudas el comportamiento de las cargas, entre las que se encuentran las del sector residencial, que se compone de elementos de consumos moderados o reducidos (equipos electrónicos, iluminación eficiente, etc.) y de equipos con demandas elevadas, como los de calor empleados en la elaboración de los alimentos; estos últimos son los que lógicamente tienen mayor influencia en el gráfico de carga. La introducción de la energía eléctrica para la elaboración de los alimentos de la familia, actividad que se realiza en un intervalo de tiempo muy bien acotado, ha introducido drásticos cambios en la demanda, el consumo, factor de potencia y los gráficos horario de estos clientes. (Casas 2005; Casas 2007) . El país a través de estos años ha pasado por una serie de cambios con el objetivo de mejorar su eficiencia energética.. 1.2.1 Situación de los equipos electrodomésticos. Como programa de la Revolución Energética, se estableció la acción combinada de sustituir el combustible convencional doméstico por la energía eléctrica y eliminar los equipos altos consumidores, para lo cual se estableció un módulo familiar formado por los siguientes equipos: Módulos de equipos eléctricos para el hogar.. Equipos. Potencia en W. Hornilla eléctrica. 1200.

(16) CAPÍTULO 1. Cargas residenciales en Cuba y el mundo.. Olla arrocera. 700. Olla universal. 820. Calentador. 1000. Jarra para hervir agua. 1700. 5. De igual forma, y como parte de la estrategia de elevar la eficiencia de los equipos del hogar, se sustituyeron las obsoletas lámparas incandescentes por otras de alto rendimiento y los refrigeradores de gran tiempo de explotación por modelos modernos de menor consumo. A pesar de la disminución del consumo de los equipos gastadores, la demanda se ha incrementado por el equivalente del combustible fósil remplazado, aún teniendo en cuenta que todos estos equipos son de gran calidad en el aprovechamiento de la energía (aislamiento térmico, control energético, etc.). Dado que el equipamiento de calor, el de mayor demanda, de cada vivienda es el mismo para cada cliente, y que se utilizan a prácticamente las mismas horas, es evidente que su efecto sobre el gráfico de carga es el de mayor influencia. (Casas 2005; Ramírez González 2006; Casas 2007; Rodríguez 2007). 1.2.2 Consumo del Sector Residencial. Hoy en día el 80% de los núcleos familiares puede cocinar con electricidad, debido a la entrega de los módulos de cocción en sustitución de combustibles tradicionales de alto costo y nocivos para la salud como el keroseno. Actualmente el sector residencial en Cuba gasta el 45% de la electricidad que se consume, así que cualquier medida de carácter masivo para propiciar el ahorro en ese ámbito tiene elevada significación económica. (Casas 2005; Ramírez González 2006; Rodríguez 2007).

(17) CAPÍTULO 1. Cargas residenciales en Cuba y el mundo.. 6. En el siguiente diagrama de pastel se observa el consumo en porcentaje de los sectores Residencial y Estatal desglosado de la provincia hasta abril de 2007. Como puede apreciarse el sector residencial tiene 53 % de peso en el consumo total de la provincia, como ya se había mencionado.. Figura (1.0) Porcentaje del consumo por Sectores.(Rodríguez 2007). A lo largo de este período desde que se entregó el módulo de los equipo eléctricos para el hogar hasta la actualidad, este ha sufrido cambios debido a la pérdidas por roturas en la mayorías de los consumidores como lo es la jarra de hervir agua y el calentador, además de la sustitución de hornillas más eficientes y de mejor calidad. Estas pérdidas de los equipos han producido un cambio en la utilización del módulo entregado, puesto que se ha tenido que seguir utilizando para estas labores en ocasiones otros medios, como por ejemplo, se calienta el agua en las hornillas eléctricas. El comportamiento inusual de estos equipos en lugares fuera de la ciudad, como es por ejemplo el sector residencial rural, también es conveniente analizar como es el gráfico de carga en esta zona, ya que se manifiesta de otra manera la forma.

(18) CAPÍTULO 1. Cargas residenciales en Cuba y el mundo.. 7. de elaboración de los alimentos y el horario en que se realiza el uso de la electricidad.. 1.2.3 Investigaciones realizadas con anterioridad en el país. El Máster en Ciencias Alberto Ramírez González realizó un estudio titulado: “Evaluación preliminar de las nuevas cargas residenciales en el consumo y la demanda en Villa Clara”. En él se realiza una caracterización de carga del sector residencial así como la evaluación de medidas de control de la demanda aplicadas en la provincia Villa Clara, coma parte de un extenso programa que se desarrolla en el país. En el mismo se tratan temas generales relacionados con las cargas eléctricas. Se detalla la metodología utilizada para la elaboración de las curvas típicas domésticas, la cual cuenta con un método de encuestas a la población. Estas encuestas están realizadas principalmente para conocer los factores que pueden influir en la forma de la curva, tales como, cantidad de habitantes y su permanencia en el hogar, combustible con que se cocina, tipo de iluminación, equipos más importantes (refrigerador, hornillas, ollas arroceras, aires, TV ventilador, etc.), también se exige el control, ruta y folio para a través de bases de datos determinar los consumos mensuales de estos consumidores. Se obtienen resultados de gran interés como son: la incidencia de los electrodomésticos en la curva de carga, la clasificación de esta para días laborables y fines de semana así como para clientes con diferentes patrones de consumo, se demuestra tanto gráfica como matemáticamente la utilidad de la aplicación de los programas de administración. (Ramírez González 2006) En este estudio se recomienda utilizar las curvas siguientes, correspondientes al sector residencial, las cuales se muestran a continuación en las figuras (1.1 y 1.2).(Ramírez González 2006).

(19) CAPÍTULO 1. Cargas residenciales en Cuba y el mundo.. 8. Días laborables. Figura (1.1).. Días no laborables. Figura (1.2).. Por otra parte el Ing. Attius Rodríguez Peña realizó su trabajo diploma sobre el tema el mismo se titula: Características del Consumo y la Demanda de Energía Eléctrica en el Sector Residencial. En este estudio se realiza una caracterización de carga de dicho sector, detallándose la metodología utilizada para la elaboración esta cuenta de mediciones, lecturas y trabajo computacional. Los resultados obtenidos resultan de gran interés, entre ellos se destaca la forma de la curva, la demanda por consumidor y el comportamiento del reactivo..

(20) Cargas residenciales en Cuba y el mundo.. CAPÍTULO 1. 9. Además de lo antes mencionado se tratan temas generales relacionados con la energía, las necesidades de su uso por la humanidad actual, los tipos de energía que se conocen así como la forma de convertirlos en electricidad. Se comenta brevemente la situación actual del país dentro del curso de la Revolución Energética, mencionándose tres de los principales frentes en los que se está trabajando. La generación distribuida, la rehabilitación de redes y la introducción masiva de equipos electrodomésticos en busca de la eficiencia energética. En este trabajo se realiza un estudio estadístico a tres circuitos con más de un 90 por ciento de carga residencial, una de las formas de validar el método estadístico utilizado para determinar la forma de la curva, es comparando las gráficas promedios de los circuitos con las gráficas promedios de los bancos asociados a estos. Para lograr estas comparaciones es necesario que las curvas estén expresadas en p.u. (por unidad). De está forma se llega a la conclusión que: tanto para la Potencia Activa como reactiva el comportamiento es similar. En la figura (1.3) se observan las comparaciones de en uno de los circuitos. (Rodríguez 2007) Promedio Bancos Lab. 1.2. NULEC 19 Lab.. 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0. 2. 4. 6. 8. 10 12 14 16 18 20 22. Figura (1.3) Comparación de uno de los circuitos con sus transformadores asociados..

(21) CAPÍTULO 1. Cargas residenciales en Cuba y el mundo.. 10. Esto dio como resultado una curva característica para el sector residencial. Esta es obtenida en la época del año donde es mayor la demanda (invierno) .La misma se muestra en las figuras (1.4 y 1.5) los días laborables y no laborables para Potencia Activa y Reactiva.. Figura (1.4) Gráfico de la curva residencial en (p.u.) de Potencia Activa en Invierno..

(22) CAPÍTULO 1. Cargas residenciales en Cuba y el mundo.. 11. Figura (1.5) Gráfico de la curva residencial en (p.u.) de Potencia Reactiva en Invierno.. 1.3 Situación de la carga residencial en el mundo. No es fácil dar reglas generales de la época del año en la que las diversas compañías eléctricas alcanzan el máximo de potencia demandada o la máxima energía consumida. Entre los factores que dificultan esta generalización figuran las condiciones climáticas, socioeconómicas, política de demora de la facturación respecto al consumo, entre otras. Ni siquiera el comportamiento observado en el pasado por las mencionadas magnitudes garantiza, para una misma compañía eléctrica, la continuidad de sus características en el futuro. La demanda de energía eléctrica en el mundo está sujeta a alteraciones debido a un gran número de factores. El consumo de electricidad varía de acuerdo con la estación del año y la hora del día, ya que se consume más electricidad durante el invierno y el verano que en la primavera o el otoño, estas últimas en los que el clima es más moderado. Le(1993) realizó un estudio en el que, de forma experimental, se mostraba la fuerte relación existente entre la punta de carga neta.

(23) Cargas residenciales en Cuba y el mundo.. CAPÍTULO 1. 12. estival de varias compañías eléctricas, el nivel de renta de las zonas a las que prestaban servicio, las condiciones climáticas de dichas zonas y el nivel de penetración del aire acondicionado en los hogares. El consumo de energía eléctrica también varía según el día de la semana considerado, ya que la demanda suele ser mayor durante los días laborables que durante los fines de semana o los días festivos. (Gutiérrez Moya 2003). 1.3.1 Características y Análisis de la carga Residencial en La Empresa Eléctrica Quito S.A. En la ciudad de Quito debido a la ubicación y diversidad social de los clientes se ha observado la dificultad de localizar sectores consolidados de una sola clase social y consumos similares. Desde el punto de vista eléctrico y con base en análisis realizados por parte de ingenieros de la EEQSA que manejan el sistema de la empresa, se observa que en los valles cercanos y hacia el norte de la ciudad están ubicados los consumos medios altos y altos de clientes residenciales, en el centro y sur de la ciudad están situados usuarios con consumos medios bajos y bajos. El presente trabajo es aplicable para clientes residenciales debido que su patrón de consumo y su factor de carga es diferente a los que se presentan en otros sectores. “Un cliente residencial se caracteriza por hacer uso del servicio eléctrico exclusivamente para uso doméstico, es decir, dentro de la residencia de la unidad familiar independientemente del tamaño de la carga conectada. También se incluye a los Consumidores de escasos recursos y bajos consumos que tienen integrada a su vivienda una pequeña actividad comercial o artesanal”. Los clientes de. este. tipo. están. sujetos. a. la. Categoría. de. Tarifa. Residencial,. independientemente del tamaño de la carga conectada. En el caso de que el consumidor residencial sea atendido a través de un transformador de su propiedad y el registro de lectura sea en baja tensión, la empresa considerará un recargo por pérdidas de transformación equivalente a un 2% en el monto total de energía consumida..

(24) CAPÍTULO 1. Cargas residenciales en Cuba y el mundo.. 13. Curva de carga Residencial. Luego de realizar y procesar las lecturas se puede apreciar la forma, importancia y comportamiento de la curva de carga de los clientes residenciales, en la Figura (1.6) se observa que tiene la siguiente forma:. Figura (1.6). Carga tipo residencial.. En los clientes residenciales las actividades y hábitos evidencian bajo consumo desde las 00:00 hasta las 6:00, aproximadamente debido a que en este intervalo de tiempo no se hace uso de los equipos eléctricos, luego, hasta las 8:00 se observa un incremento de energía debido a que empiezan las laborales diarias, haciendo uso de los artefactos eléctricos (como es el caso de las duchas, calefones y calentadores eléctricos), este incremento no dura mucho tiempo, posteriormente tiende a disminuir hasta las 12:00, donde se tiene nuevamente un ligero incremento del consumo de energía por las horas de almuerzo. Luego, en el intervalo de 18:00 – 22:00 es notorio el crecimiento en demanda alcanzando su máximo valor, cuyo pico tiene su origen debido a que los usuarios residenciales inciden su consumo simultáneamente en equipos de iluminación y entretenimiento..

(25) CAPÍTULO 1. Cargas residenciales en Cuba y el mundo.. 14. 1.3.2 El Factor de Potencia en el sector Residencial. El Grupo Energía y Ambiente (GEA), Departamento de Electrotecnia Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires realizó un trabajo relacionado con el factor de potencia en el sector residencial, en el cual plantean tres tipos de cargas perfectamente diferenciadas: 1) Las que tienen un comportamiento lineal y factor de potencia unitario como las lámparas Incandescentes y además todo aparato cuyo funcionamiento se logre mediante resistencias calefactoras, tostadoras, secadores de pelo, estufas etc. 2) Aquellas con comportamiento lineal pero con un factor de potencia inductivo menor que la unidad. En este rubro se destaca la heladera cuya demanda de energía la ubica en los primeros lugares entre los artefactos del hogar (en algunos hogares representa más del 40% de la demanda total). Aquí deben mencionarse también la iluminación fluorescente con balasto magnético y los equipos de aire acondicionado los lavarropas, los ventiladores y todos aquellos equipos cuyo funcionamiento dependa de un motor de inducción monofásico, no provisto de compensación capacitiva. (Brugnoni 2006) 3) Aquellas cuyo comportamiento es alinear tales como televisores, computadoras, reproductores de audio y video, lámparas fluorescentes con balasto electrónico etc. El las figuras (1.7 y 1.8) se observan la forma de onda y los valores característicos para dos ejemplos representativos de las cargas mencionadas..

(26) CAPÍTULO 1. Cargas residenciales en Cuba y el mundo.. Figura. (1.7) Heladera familiar.. Figura (1.8) Televisor de 20 pulgadas.. 15.

(27) CAPÍTULO 1. Cargas residenciales en Cuba y el mundo.. 16. Un análisis de la curva de carga. La promoción de la eficiencia de la energía eléctrica en sector residencial argentino y la consecuente disminución del factor de potencia por debajo de los límites penalizadles, ha creado una controversia entre los distintos actores del sector. Así los usuarios opinan que se los premia por reducir el consumo y a su vez se los penaliza por bajo FP. Las distribuidoras se ven beneficiadas por la reducción de los picos de consumo, en sus centros de transformación, pero observan con preocupación la disminución del FP y la creciente proporción de usuarios de la zona metropolitana de Buenos Aires, cuyo FP promedio cae por debajo del 0,85. En la figura (1.9) se presenta una gráfica donde se han volcado las mediciones tomadas con intervalos horarios, durante un día hábil para un usuario residencial. En la misma se representa la variación de la corriente (en trazo grueso), el coseno fi (en punteado) y el factor de potencia (con línea llena). Las líneas gruesas horizontales representan los valores medios durante el día de coseno fi = 0,9 y FP = 0,82. Es posible analizar la gráfica por tramos para destacar algunos aspectos interesantes. El período de reposo nocturno se extiende aproximadamente desde la 1,30h hasta 8,30h. Allí se observa un consumo algo superior a 1A debido a alguna iluminación nocturna permanente a la que se le suma el consumo de los equipos en standby. El consumo de la lámpara desaparece en horarios diurnos (ver 13h). Se observa además, con notable simetría, el aumento del consumo debido a los períodos de funcionamiento de la heladera en coincidencia con una disminución del coseno fi y del factor de potencia. Un segundo tramo muestra alteraciones visibles en el consumo durante el comienzo de la actividad matutina. Durante este período se mantiene bajo el FP mientras que aumenta en forma notable el coseno FI, típico comportamiento del consumo debido a televisores, equipos de audio, PC y otros electrodomésticos con carga distorsiva pero con la fundamental prácticamente en fase con la tensión. Idéntico comportamiento pero con mayor consumo se observa en el tramo en el cual se registra el pico nocturno (tener en cuenta que las mediciones se han realizado durante la estación invernal). (Brugnoni 2006).

(28) CAPÍTULO 1. Cargas residenciales en Cuba y el mundo.. 17. Figura (1.9) curva de carga diaria para un día hábil de un consumo residencial..

(29) CAPÍTULO 2.. Métodos y conceptos a tener en cuenta.. 18. CAPÍTULO 2. Métodos y conceptos a tener en cuenta.. 2.1 Generalidades. Si bien las cargas eléctricas asociadas a los Sistemas Eléctricos de Potencia no forman parte del mismo de una forma estructural, pues pertenecen a diferentes propietarios, hay que tener presente que las mismas son la razón de ser de los Sistemas y su comportamiento determina de una forma decisiva su estado técnico y su modo de operación, ya que la magnitud de la demanda, su duración, así como la respuestas de las cargas ante las variaciones del voltaje y la frecuencia fijan las condiciones de trabajo de los generadores del Sistema y demás elementos asociados al mismo. De todos es conocido que la energía eléctrica, como cualquier otro servicio, se utiliza en la medida en que se necesita, y como ésta tiene además la característica de que no puede ser almacenada y tiene que ser consumida en el mismo instante de generarse, los operadores del Sistema deben conocer en cada instante la magnitud de la demanda para poder acomodar la generación a estas exigencias. Si bien los operadores de las redes de distribución encaran el problema de una forma más simplificada al no participar en la operación de las plantas de una forma directa, sí están involucrados en la tarea de proveer la energía eléctrica con la calidad necesaria a los usuarios y esto se alcanza, entre otras formas, teniendo un conocimiento profundo del comportamiento de las cargas para poder incidir tanto en las tareas de proyección, planeamiento y diseño, como en las de operación y mantenimiento. (Casas 2007).

(30) CAPÍTULO 2.. Métodos y conceptos a tener en cuenta.. 19. Existen diversos métodos para estimar la demanda eléctrica, con los que se suelen realizar los estudios a largo plazo. Sin embargo, para determinar el comportamiento horario es prácticamente obligatorio analizar mediciones en instalaciones ya existentes analizando, además, la composición de los receptores asociados. (Taro 1989; Gallardo 2004; Company 2006) La sustitución de los diversos tipos de combustibles domésticos por la energía eléctrica ha provocado una trasformación significativa en los gráficos de carga de este sector y por ende en todo el sistema, por lo que se requiere evaluar su impacto y características con el fin de realizar estudios más precisos y confiables. Los estudios realizados con anterioridad se han basado fundamentalmente en valores medios tomados de transformadores típicos, con los que se han instrumentado gráficos que se clasifican de acuerdo a los lugares de ubicación dentro de las áreas estudiadas (centro de las ciudades, periferias, zonas rurales, etc.) Esta forma de simplificar el problema ha dado resultados aceptables, si se tiene en cuenta que estudios de más rigor requieren mayor número de muestras y clasificarlas por estratos.(Casas 2005; Ramírez González 2006; Casas 2007; Rodríguez 2007) La fuerte tendencia a la uniformidad del equipamiento doméstico de alto consumo ha tendido a establecer gráficos prácticamente semejantes en la mayor parte de los sectores de la población.. 2.2 Metodología para la evaluación de y caracterización de sector. En una residencia típica es posible encontrar más de 10 ó 12 usos diferentes de la energía eléctrica para el bienestar, comodidad y confort de la familia. Estos equipos se utilizan en el momento en que se necesitan, y esta realidad hace que una vivienda sola pueda tener un gráfico de carga cualquiera, con su demanda máxima a cualquier hora del día, por lo que no puede tomarse como representativo para su generalización. La congregación de un grupo de clientes.

(31) CAPÍTULO 2.. Métodos y conceptos a tener en cuenta.. 20. residenciales, sin embargo, ofrece una vista panorámica mucho más real en cuanto a la posible identificación de los patrones de consumo medio. El procedimiento consistió en reunir información técnica y comercial de varias subestaciones y transformadores de distribución las cuales conforman el universo de trabajo. (Ramírez González 2006; Casas 2007; Rodríguez 2007). 2.3 Selección de los circuitos. Dado que es posible identificar sectores bien definidos dentro del consumo residencial, entiéndase: Zona rural, Zona Urbana (centro y periferia) y que por la naturaleza y composición poblacional tienden a tener patrones de consumo características. Con el fin de tener una idea lo más representativa posible es recomendable realizar los levantamientos y mediciones en cada uno estos sectores. Para la selección de los circuitos deben tenerse en cuenta las características antes mencionadas u otras que por la naturaleza de la zona deban incluirse. Para el levantamiento seguir los siguientes pasos: - Diagrama monolineal del circuito. La selección se hizo sobre la base de los criterios de especialistas de la OBE Santa Clara. Para el estudio de las carga se analizan las mediciones de los NULEC de los circuitos 19 y 20, que presentan un peso residencial mayor que el 95 %, y estos nuevos valores después de ser procesados se comparan con los resultados obtenidos en estudios anteriores. En los anexos (1 y 2) se muestran parcialmente el monolineal de ambos, en ellos se aprecia que la mayoría de los bancos de transformadores son de una sola unidad (monofásicos) lo que demuestra el porcentaje residencial. Estos circuitos cuentan además con la particularidad de estar protegidos con recerradores NULEC con posibilidades de medición..

(32) CAPÍTULO 2.. Métodos y conceptos a tener en cuenta.. 21. 2.4 Definición de épocas y plazos de medición En Cuba existen solo dos épocas del año, verano e invierno, esto es vital tenerlo en cuenta a la hora de realizar un estudio relacionado con caracterizar curvas de cargas eléctricas, Es necesario realizar mediciones durante la temporada de vacaciones (verano) y el invierno, según estudios realizados con anterioridad (Ramírez González 2006; Casas 2007) la forma de la curva de carga varía con la época del año y el día de la semana. Por ello se requiere medir al menos 15 días en cada subestación de distribución y en diferentes temporadas. Los registros de energía se deben almacenar cada 15 ó 30 minutos como se establece para los niveles de distribución (Saadat 1999; Karady 2000; Casas 2007; Rodríguez 2007). 2.5 Mediciones. Se realizaron campañas de medición periódicas en varias subestaciones de distribución durante varios meses que caracterizan épocas del año, con la finalidad de mantener el control y evaluación del sistema eléctrico ante las variaciones a que este se sometía. Para las mediciones de los circuitos se utilizaron los recerradores NULEC que conjuntamente con sus funciones de protección realizan y almacenan mediciones de: fecha y hora, potencia activa, reactiva y aparente, corriente por las fases en intervalos de 15 minutos. (Un tiempo menor provoca dificultades en el procesamiento y no introduce cambios significativos) entre otras. - Se toman los registros de un día completo. Hay que tener en cuenta que las mencionadas barras de baja tensión reparten energía a través de alimentadores, que suministran a usuarios residenciales, comerciales, industriales pequeños, alumbrado público y otros; y por tanto en ocasiones las mediciones están contaminadas con cargas no residenciales..

(33) CAPÍTULO 2.. Métodos y conceptos a tener en cuenta.. 22. 2.6 Mediciones de los NULEC. En la figura (2.1) se observa una foto del recerrador NULEC junto a su gabinete de control y comunicaciones, y un esquema de la posición que ocupa después de instalado.. Figura (2.1) Recerradores NULEC.. Los NULEC permiten descargar los datos almacenados en de las mediciones en documentos Excel. (Company 2006; Rodríguez 2007; Altuna Martínez 2008) Estos valores son procesados por una función creada en el matlab que nos permite organizar los dados en una nueva tabla de Excel elaborada para este tipo de función. Este software es muy potente para el trabajo con tablas y gráficos, en el se pueden manejar muy satisfactoriamente datos tipo fecha y hora. Lo que es de gran utilidad de acuerdo con requerimientos del trabajo. Con sus poderosos filtros, se pueden discriminar resultados atípicos a la hora del cálculo de promedios y de conformar las gráficas características. Por ejemplo, gracias a estos filtros se pueden eliminar días con apagones, con límites extremos de temperatura. En el.

(34) CAPÍTULO 2.. Métodos y conceptos a tener en cuenta.. 23. anexo (3) se observa una ventana con una porción de las tablas en Excel que se diseñaron para la obtención de curvas y valores promedios. 2.7 Modelos horarios. La última meta que idealmente pretende conseguir el sistema de planificación de una compañía eléctrica es la predicción adecuada de la demanda para cada una de las horas del día (objeto de los habitualmente denominados modelos horarios), ya que si se contase con un modelo de este tipo que fuera suficientemente fiable, resultaría muy útil en la planificación no sólo para adoptar la decisión de adicionar o sustraer capacidad generadora, sino también para considerar la adecuada mezcla de capacidad generadora y elaborar el calendario detallado de mantenimiento preventivo.(Gutiérrez Moya 2003) Los gráficos de carga eléctrica caracterizan el consumo de receptores individuales, grupos de receptores, un taller o la empresa en su conjunto. Corrientemente se emplean tres tipos fundamentales de gráficos: 1) Potencia activa (P). 2) Potencia reactiva (Q). 3) Potencia aparente (S) o corriente (I). En este caso se trabaja mediante los gráficos de potencia activa y reactiva por ser los de mayor importancia y representatividad para la determinación de la demanda eléctrica de una entidad o carga en particular. La carga puede ser medida mediante instrumentos instantáneos o registradores, obteniéndose de esta forma gráficos continuos o escalonados según el caso. La duración de los escalones puede ser normalmente de 15, 30 0 60 min. Considerando su duración, los gráficos pueden ser diarios o anuales.(Gutiérrez Moya 2003) Las mediciones en los puntos de interés deben de realizarse con la mayor precisión, determinando en todos los casos los gráficos de carga característicos de potencia activa y reactiva. En el caso de las cargas de menor importancia, los.

(35) CAPÍTULO 2.. Métodos y conceptos a tener en cuenta.. 24. consumos de energía pueden caracterizarse mediante mediciones instantáneas y una descripción del ciclo de trabajo de las mismas. Normalmente se emplea como base el día de trabajo característico en que la entidad consume una energía promedio, aunque instalaciones o talleres con régimen muy cambiante de un día a otro, pueden requerir más de un gráfico para la caracterización de su consumo. Para determinar el gráfico de carga de un día característico, deben realizarse mediciones en un número (n > 1) de días de trabajo, lo que permite determinar el gráfico de carga característico (promedio), así como evaluar los posibles valores máximos y mínimos de la carga en cada caso.. 2.8 Clasificación de los Modelos Horarios Los modelos horarios que aparecen en la literatura especializada pueden clasificarse generalmente en dos categorías: la primera categoría se compone de aquellos modelos cuyo propósito es analizar varios experimentos horarios de precios de la electricidad, realizados al nivel de clientes individuales, incluyendo en esta última expresión a los que posiblemente forman su grupo más numeroso: el formado por abonados-clientes que constituyen un colectivo determinado de consumidores, pertenezcan o no a la misma unidad. La segunda categoría de modelos horarios es la que se desarrolla, bien al nivel regional o bien al nivel de una empresa eléctrica. Una característica notable de la literatura especializada en este campo es su falta de profundidad y su tardía aparición debida, sobre todo a la falta de interés de la industria eléctrica en estos modelos ya que hasta mediada la década de 1970 no se disponía de un conjunto mínimo de datos históricos. En el sector comercial son factores relevantes la magnitud del espacio ocupado por las oficinas, el nivel de empleo en el sector servicios, el número de potenciales clientes en la proximidad del establecimiento comercial, el tamaño de la población escolar, los niveles de consumo de los ciudadanos. En el sector industrial se.

(36) CAPÍTULO 2.. Métodos y conceptos a tener en cuenta.. 25. suelen considerar factores influyentes en la demanda de energía eléctrica, el nivel de producción industrial, el nivel de empleo en este sector, la productividad de los distintos establecimientos industriales, la normativa medio ambiental. El consumo de energía eléctrica también varía según el día de la semana considerado, ya que la demanda suele ser mayor durante los días laborables que durante los fines de semana o los días festivos. Las cargas no son constantes sino que varían a lo largo del día de acuerdo con las necesidades de los usuarios, destacándose picos de demanda en las horas más críticas. De acuerdo con la presencia de diferentes tipos de cargas la forma de la curva horaria presenta distintos comportamientos.(Gutiérrez Moya 2003).

(37) CAPÍTULO 3.. Caracterizació de las cargas residenciales en la actualidad.. 26. CAPÍTULO 3. Caracterización de las cargas residenciales en la actualidad.. 3.1 Generalidades. A través de la caracterización de la carga se puede clasificar y tipificar el comportamiento de determinados grupos de consumidores y definir por tanto una curva estándar para cada uno de ellos. Las características de las cargas escapan al control de los especialistas en sistemas puesto que los medianos y pequeños consumidores toman de la red cuando necesitan sin realizar ningún análisis del estado en que esta se encuentra. En la UCLV se desarrolló un software (RADIAL) para el estudio de los circuitos de distribución, este es capaz de realizar flujos de carga monofásicos y trifásicos, estudios de cargabilidad de transformadores, estudio de protecciones, selección y ubicación de capacitores para disminuir pérdidas de potencia o energía. Este software requiere las curvas de carga de todos los consumidores del circuito sometido a estudio. Se conoce que existen disímiles variedades de consumidores y que es inoperable determinar las curvas de carga de cada uno de ellos. Con anterioridad en la UCLV se han realizado estudios de caracterización de carga pero la naturaleza cambiante de esta (principalmente en el sector residencial y comercial) en los últimos años ha demandado un nuevo estudio. Para este se cuenta con el apoyo de la Organización Básica Eléctrica (OBE) Santa Clara y la Unión Nacional Eléctrica (UNE). - En nuestro país existen dos temporadas fundamentales en que el consumo se comporta de forma diferente, ellas son el verano y el invierno..

(38) CAPÍTULO 3.. Caracterizació de las cargas residenciales en la actualidad.. 27. La causa fundamental es el clima, los períodos vacacionales, temporadas de alta y baja de turismo. También es presumible que el consumo de días entre semana difiere de los fines de semana para la mayoría de las cargas. En el sector residencial esto está evidenciado por los días laborales.. 3.2 Obtención de los gráficos de carga. Las gráficas que se muestran en las figuras(3.1, 3.2, 3.3, 3.4) nos dan una posible visión de la características de este tipo de carga residencial, se analizaron los siguientes promedios dando lugar los diferentes resultados en cada uno de los tipos de gráficos obtenidos, así como es la característica de los días laborables, y no laborables de los meses típicos en el año en que cada uno de estos gráficos varían de acuerdo a la estaciones, estas son invierno y verano, obteniéndose características diferentes para cada una. Se obtiene además la forma de la curva de carga horaria en p.u. Los gráficos muestran las Potencia Activa y Reactiva respectivamente. Para llegar a dicha característica se tomaron mediciones de los NULEC ubicados en cada uno de los circuitos seleccionados y se promediaron los días típicos en las estaciones del año en que se quería obtener la característica, esto dio como resultado una curva similar en cada uno de los casos..

(39) CAPÍTULO 3.. Caracterizació de las cargas residenciales en la actualidad.. Figura (3.1) Comportamiento de la curva de P (p.u.) en el circuito 19.. Figura (3.2) Comportamiento de la curva de Q (p.u.) en el circuito 19.. 28.

(40) CAPÍTULO 3.. Caracterizació de las cargas residenciales en la actualidad.. Figura (3.3) Comportamiento de la curva de P (p.u.) en el circuito 20.. Figura (3.4) Comportamiento de la curva de Q (p.u.) en el circuito 20.. 29.

(41) CAPÍTULO 3.. Caracterizació de las cargas residenciales en la actualidad.. 30. Los gráficos nos muestran el comportamiento de las curvas en los días laborables y no laborables para los circuitos 19 y 20 de Potencia Activa y Potencia Reactiva en cada uno de los casos. Como bien se ve en estas curvas características, para ambos circuitos se comporta de una forma típica los gráficos horarios.. 3.2.1 Comparación entre ambos circuitos. Luego de obtener los gráficos por separados se hace necesario verificar la similitud entre las curvas en ellos, para esto se hace necesario superponerlos en un mismo gráfico, en las figuras (3.5, 3.6) se muestran los mismos.. Figura (3.5) Comparación de P (p.u.) días laborables de los circuitos 19 y 20..

(42) CAPÍTULO 3.. Caracterizació de las cargas residenciales en la actualidad.. 31. Figura (3.6) Comparación de P (p.u.) días no laborables de los circuitos 19 y 20.. En las figuras puede observarse que ambos circuitos presentan una similitud en su curva de carga, con la particularidad de un ligero incremento en horas del día del circuito 20, sin embargo no se comete un error si se promedian estas curvas para de esta manera obtener la curva típica de invierno para días laborables y fin de semana, estas se muestran en la figura (3.7).

(43) CAPÍTULO 3.. Caracterizació de las cargas residenciales en la actualidad.. 32. Figura (3.7) Gráfico de la curva residencial de P (p.u.) de invierno.. De la misma manera se obtuvo la gráfica típica de invierno en (p.u.) de potencia reactiva para días laborables y fin de semana, las curvas se muestran en la figura (3.8)..

(44) CAPÍTULO 3.. Caracterizació de las cargas residenciales en la actualidad.. 33. Figura (3.8) Grafico de la curva residencial de Q (p.u.) de invierno.. Se puede apreciar con certeza en la figura como es el comportamiento de la curva para días laborables y fines de semana. La línea en rojo corresponde para los días en la semana en que el personal se encuentra en casa recesando el trabajo en la semana, y la azul representa los días laborables, se puede ver como varia el horario de elaboración de los alimentos en la mañana de 7:00 AM a 9:00 AM y el pico se mantiene estable hasta casi cerca de las 11:00 AM más alto que los días laborables , este pico llega hasta las 12:30 PM que comienza a disminuir y luego aumenta en el horario de las 7:00 PM es notorio el crecimiento en demanda alcanzando su máximo valor, cuyo pico tiene su origen debido a que los usuarios residenciales inciden su consumo simultáneamente en equipos de iluminación, donde se desempeña las labores por parte del personal, la elaboración de los alimentos, entretenimientos y aseo de los mismos, para todo esto se emplea mucho en los hogares los equipos de alto consumo, como lo es las hornillas, calentadores y otros equipos..

(45) CAPÍTULO 3.. Caracterizació de las cargas residenciales en la actualidad.. 34. De esta forma también se hizo la curva típica de verano mostrada en las figuras (3.9 y 3.10). En ellas se puede ver como el gráfico cambia en esta temporada del año, comportándose de otra manera sus características.. Figura (3.9) Comportamiento de la curva de P (p.u.). (Verano.).

(46) CAPÍTULO 3.. Caracterizació de las cargas residenciales en la actualidad.. 35. Figura (3.10) Comportamiento de la curva de Q (p.u.). (Verano.). 3.3 Comparaciones entre las curvas características En estudios anteriores se habían realizados unas curvas típicas para el sector residencial las cuales se retoman para hacer una comparación entre estas y las obtenidas en este estudio con el objetivo de ver si ha ocurrido algún cambio en estos años.. 3.3.1 Comparación entre las curvas residenciales de invierno (2007/2009). En esta se puede ver el comportamiento de las características de estas curvas como se mantienen invariable el gráfico, es decir, sigue siendo muy similar como se muestran en las figuras. (3.11 y 3.12)..

(47) CAPÍTULO 3.. Caracterizació de las cargas residenciales en la actualidad.. 36. Figura (3.11) Comportamiento de la curva de P (p.u.) invierno días laborables.. Figura (3.12) Comportamiento de la curva de P (p.u.) invierno fin de semana..

(48) CAPÍTULO 3.. Caracterizació de las cargas residenciales en la actualidad.. 37. Existe una similitud entre estas curvas tanto en los días laborables como fines de semana, sus picos se mantienen en su mismo nivel en cada uno de sus horarios habituales, solo encontramos un ligero cambio en el horario de la madrugada, producido por la influencia del cambio en la mayoría de las viviendas de los refrigeradores, ya que estos mantienen un consumo más eficiente.. 3.3.2 Comparación entre las curvas de invierno y verano. Las curvas de verano obtenidas (días laborables y no laborables) han sido de gran relevancia, pues estas permiten caracterizar el sector residencial en esta temporada del año, las mismas están en p.u. sobre la base de la curva de invierno respectivamente. Los gráficos muestran como estas divergen respecto a la típica de invierno. Esto se observa en las figuras (3.13 y3.14).. Figura (3.13) Comportamiento de la curva de P (p.u.) Invierno /Verano días laborables..

(49) CAPÍTULO 3.. Caracterizació de las cargas residenciales en la actualidad.. 38. Figura (3.14) Comportamiento de la curva de P (p.u.) Invierno/Verano días no laborables.. En las figuras se muestran las curvas de carga de Potencia Activa tanto días laborables como para fines de semana en las dos estaciones del año (verano e invierno). En las mismas se puede ver como varia una con respecto a la otra. Esta variación esta dada por la influencia que tiene en la curva de verano los usuarios, ya que estos en esta temporada se encuentran en sus casas disfrutando de sus vacaciones, consumiendo electricidad a lo largo del día de una forma más balanceada, es por ello que el pico disminuye y es distribuido a lo largo de la curva, ya que la mayoría de los usuarios están prácticamente en sus residencias y se dedican a las labores del hogar en el transcurso del día. En el horario de la madrugada también ocurre un gran cambio debido a que en la mayor parte de las personas se encuentran hasta altas horas de la madrugada disfrutando de los programas de televisión y otros en fiestas populares, además como todos conocemos en verano la temperatura es mas elevada que en invierno por lo que los equipos como aires acondicionados aumentan su consumo, en el resto de las viviendas tenemos los ventiladores que su uso aumenta considerablemente en el verano. Lo antes expuesto tiene gran repercusión en la curva característica, pues.

(50) CAPÍTULO 3.. Caracterizació de las cargas residenciales en la actualidad.. 39. estos aspectos son los que van a regir la curva típica residencial de verano en la provincia.. 3.4 Comportamiento de las curvas en el sector residencial rural. Para la selección de los circuitos rurales es válido aclarar que las mediciones fueron tomadas en localidades de pequeños asentamientos poblacionales y circuitos de municipios, se tuvieron en cuenta diferentes aspectos como la presencia de NULEC instalados en las subestaciones y el porciento de la carga residencial mayor que el 90 % de la carga instalada. Finalmente se seleccionaron ocho circuitos, de los cuales solo se obtuvieron dos mediciones. Las curvas son obtenidas en verano. Las figuras (3.15…3.18) muestran las curvas en p.u. de potencia activa y reactiva de los días laborables y fines de semana respectivamente para los circuitos de Villa Alegre y San Juan.. Figura (3.15) Comportamiento de la curva de P (p.u.) circuito San Juan..

(51) CAPÍTULO 3.. Caracterizació de las cargas residenciales en la actualidad.. Figura (3.16) Comportamiento de la curva de Q (p.u.) circuito San Juan.. Figura (3.17) Comportamiento de la curva de P (p.u.) circuito Villa Alegre.. 40.

(52) CAPÍTULO 3.. Caracterizació de las cargas residenciales en la actualidad.. 41. Figura (3.18) Comportamiento de la curva de Q (p.u.) circuito Villa Alegre.. Los gráficos nos dan una idea real de cómo es el comportamiento de la característica de carga del sector residencial rural. Se puede ver con claridad como se mantiene la diferencia de los días laborables con respecto a los no laborables de la misma manera que en las curvas típicas de sectores ya caracterizados anteriormente, lo cual podemos asegurar con certeza la gran diferencia que existe entre días laborables y fin de semana. Los mismos nos dan una caracterización del sector de la siguiente forma: Pico nocturno se establece entre las 18:00 y las 20 horas Pico de desayuno (6:00 y 8:00) y de almuerzo (11:30 y 13:30) En la madrugada la demanda está alrededor de 0.3 a 04 p.u..

(53) CAPÍTULO 3.. Caracterizació de las cargas residenciales en la actualidad.. 42. 3.4.1 Comparación entre ambos circuitos rurales. Para poder ver el comportamiento de un circuito con respecto al otro es necesario hacer una comparación de ambas curvas en una misma gráfica la cual se muestra en las figuras (3.19 y 3.20).. Figura (3.19) Comportamiento de la curva de P (p.u.) días laborables..

(54) CAPÍTULO 3.. Caracterizació de las cargas residenciales en la actualidad.. 43. Figura (3.20) Comportamiento de la curva de P (p.u.) días no laborables.. Las gráficas muestran las curvas en (p.u.) de ambos circuitos tanto días laborables como no laborables de potencia activa en cada uno. En las mismas se puede ver que no presentan las mismas características, tienen su diferencia entre ellas, existen unas ligeras variaciones en los picos del medio día y la tarde, pero si tienen además en común la forma de la curva residencial tanto para días laborables como fines de semana . Estas variaciones y diferencias entre ellas se deben dentro de otros factores, a la zona de residencia en que se encuentran ubicados los circuitos, de ahí dada por sus costumbres y labores de cada pueblo. Por eso podemos decir que el sector rural puede presentar diferentes características en cada en cada uno de los circuitos que se midan pero si describirán una curva típica residencial. No podemos dar conclusiones precipitadas, habría que seguir el estudio de este sector en trabajos posteriores, esto solo nos dio una idea de cómo estaba el comportamiento del mismo..

(55) CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. 44. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. Conclusiones. La profundización de temas relacionados con las cargas eléctricas, la evaluación de los programas de administración de carga desarrollados en el país, fundamentalmente la sustitución de equipos ineficientes en el sector residencial, así como la posterior caracterización de este han permitido arribar a las siguientes conclusiones.. 1. La curva de carga del sector residencial tiene una característica típica para cada época o estaciones del año (invierno y verano), estas no han variado en estos ultimos años. Los equipos de cocción, representan un alto por ciento en el consumo durante los horarios habituales de elaboración de alimentos.. 2. Un aspecto que contribuye a la precisión de los resultados es el hecho de que se han separado como elementos diferentes los gráficos de los días laborables de los de los fines de semana.. 3. La curva de carga residencial rural nos da una idea del comportamiento de la misma, esta puede variar de acuerdo con la posición que ocupe en el territorio, costumbres o hábitos en cada una.. 4. Las mediciones correctas y selección de los circuitos es de gran importancia para la obtencion de los gráfios horarios..

(56) CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. 45. Recomendaciones. 1. Realizar estudios en otras localidades del país y comparar los resultados con los obtenidos en este trabajo. 2. Se debe continuar el estudio relacionado con este tema, por el aporte que significa a la precisión de los cálculos de las redes de distribución. 3. Se debe coordinar una estrecha vinculación de las respuestas que se vayan obteniendo con el software RADIAL, para ir verificando en la práctica la precisión de los estudios..

(57) REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. 46. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. Altuna Martínez, V. M. (2008). "Caracterización de las cargas mixtas en las redes de distribución." Brugnoni, M. (2006). "El Factor de Potencia y el URE en el Sector residencial.". Casas, L. y. R., A. (2005). "Influencia de las nuevas cargas del sector residencial sobre la demanda máxima. Metodología de valuación y resultados preliminares." SIE. Casas, L. y. R., Alberto (2007). "Características de las cargas del sector residencial en Cuba." Company, I. S. (2006). "Manual Electrical Switchgear Engineers and Automation Specialists (NULEC)." Gallardo, J. (2004). "Estimación de la demanda agregada de electricidad." OSINERG. Gutiérrez Moya, E. (2003). "La demanda residencial de energía eléctrica en la Comunidad Autónoma de Andalucía: un análisis cuantitativo." Karady, G. (2000). "The Electrical Engineering Handbook." Chapman & Hall. Ramírez González, A. (2006). "Evaluación preliminar de las nuevas cargas residenciales en el consumo y la demanda en Villa Clara." Rodríguez, A. (2007). "Características del Consumo y la Demanda de Energía Eléctrica en el Sector Residencial." Saadat, H. (1999). "Power System Analysis." Mc Graw Hill Series in Electrical and Computer Engineering..

(58) REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. Taro, Y. (1989). "Elementary Sampling Theory.". 47.

(59) ANEXOS. ANEXOS. Anexo (3) Tabla en Excel para obtención de curvas.. 48.

(60) ANEXOS. Anexo (1) Porción de monolineal del circuito 20 de Sta. Clara.. 49.

(61) ANEXOS. Anexo (2) Porción de monolineal del circuito 19 de Santa Clara.. 50.

(62)