Pronóstico de Carga – Ingeniería electromecánica (página 2)

Partes: 1, , 3, 4, 5, 6, 7, 8

6.5.7.3.- Factores de Preferencia y de
Proximidad

Como parte del proceso de
producir esta distribución del crecimiento, el FORESITE
computa las preferencias valores
ponderados o clasificación de la conveniencia para cada
una de las celdas de suelo vacante; en
otras palabras, dada un área de terreno que es
desarrollable, el FORESITE inspecciona un número de
criterios a fin de determinar el tipo de clase de
usuario que más se pareciera a las preferencias para
ubicarlo ahí. Las preferencias se determinan
principalmente a partir de dos elementos: factores de proximidad
y envolventes, y polos urbanos.

Los factores de proximidad y envolventes se relacionan a
cada clase de usuario, así como a otros aspectos
geográficos claves y usos de suelo en la región.
Específicamente estos factores son:

• Avenidas para Comerciales.
• Avenidas para Residenciales.
• Carreteras para Residenciales, Comerciales e
  Industriales.
• Intersecciones para Residenciales, Comerciales e
  Industriales.
• Vías de F.F.C.C. para Residenciales,
  Comerciales e Industriales.
• Presencia de la clase R1.
• Presencia de la clase R2.
• Presencia de la clase R3.
• Presencia de la clase R4.
• Presencia de la clase R5.
• Presencia de la clase C1.
• Presencia de la clase C2.
• Presencia de la clase C3.
• Presencia de la clase I2.
• Presencia de la clase I3.

El propósito de estos factores es descrito mejor
mediante algunos ejemplos:

• Los nuevos hogares tienden a ubicarse cerca de
  áreas residenciales existentes, pero no directamente
  sobre carreteras
• Los usuarios comerciales se localizan cerca de
  áreas residenciales (su mercado),
  pero también cerca de carreteras (que proporcionan un
  acceso más fácil para sus mercados)
• Los edificios industriales no son construidos
  justamente sobre el límite de áreas
  residenciales
• Los hogares de clase media tienden a ubicarse cerca
  de áreas residenciales pero a menudo se ubican cerca de
  oficinas y negocios
• Las vías de transporte y
  las otras industrias
  en el área representan aspectos básicos, los
  cuales son significativos para la ubicación de las
  nuevas industrias a causa de sus necesidades.

La relación entre estos factores es ajustable con
el propósito de afinar el comportamiento
del modelo, dadas
las condiciones de crecimiento observadas y/o estipuladas en el
área bajo estudio. Mediante el adecuado balance de estas
relaciones, las celdas recibirán los valores de
preferencia que dirigirán la conveniencia del terreno en
unísono con las características del crecimiento
urbano local del área.

Por ejemplo, el suelo disponible del centro de la ciudad
tiene un valor alto,
más adecuado para un desarrollo
comercial, una vez que se ajustaron las preferencias, no
sería probable que el FORESITE ubicara crecimiento
residencial en el centro de la ciudad. De esta manera, el modelo
simula la realidad de las características del desarrollo
urbano.

6.5.7.4.- Polos Urbanos

Los polos urbanos se usan para definir puntos
importantes de atracción, particularmente grandes centros
de empleo y otras
comodidades urbanas, conjuntamente con una influencia asociada de
las vías de comunicación. Típicamente estos
polos, que son cónicos en su forma, se centran sobre los
ejes de actividad y tienen una altura que es proporcional a un
atributo tal como el empleo y un radio que es
equivalente al tiempo de
traslado (P. ej. una hora).

Los polos urbanos se definen desde el punto de vista de
cada clase de usuario del FORESITE y son siempre localizados en
el centro de la ciudad y en lugares tales como centros
comerciales grandes, aeropuertos, oficinas importantes y parques
industriales. En la Figura 3.7 se muestran los mapas de polos
urbanos para los usos de suelo residencial, comercial e
industrial; los cuales fueron utilizados para la
realización del presente estudio.

Polos Residenciales

6.5.7.5.- Influencia de las Vías Terrestres de
Comunicación

El sistema de
transporte es también un factor importante para determinar
donde ocurrirá el crecimiento. La carga no se
desarrollará, ni se dará el crecimiento, a menos
que la que gente pueda trasladarse fácilmente a una parte
específica del área. La congestión del
tráfico, o una carencia total de caminos limitará
el crecimiento.

La expansión y los cambios en el sistema de
transporte influirán directamente en la
localización del crecimiento del sistema. El FORESITE
reconoce clasificaciones de avenidas; por lo tanto, el
crecimiento potencial se modela en proporción a la
capacidad disponible para llevar tráfico. En la Figura 3.8
se muestran los mapas de vías terrestres de
comunicación, utilizados para la realización del
presente estudio.

Mapa de avenidas calles y
carreteras—— Mapa de vías de
ferrocarril

Figura 3.8. Mapas de vías
terrestres de comunicación.

6.5.7.6.- Predicción de la Carga por Clase de
Usuario.

El patrón de uso de la carga eléctrica
para los próximos años representa una interacción compleja de numerosas fuerzas
econométricas y demográficas. Semejante complejidad
es capturada en el proceso de producir proyecciones de consumos y
demandas por clase de usuario, tal y como es reportada en el
pronóstico corporativo.

Esta complejidad es llevada al modelo del
pronóstico espacial e implementada como densidad de carga
por el FORESITE, en la forma de KVA/usuario. Este modelado se
realiza ajustando las curvas de carga de las clases de usuario en
el período del pronóstico.

La predicción de la carga eléctrica por
clase de usuario representa la segunda causa del crecimiento de
la carga cambios en el uso final de la energía, el
FORESITE utiliza un modelo horario de carga para cada clase del
día de la carga pico. Cada curva de carga de la clase de
usuario tiene un crecimiento en base por capita, otra vez
típicamente utilizando el pronóstico
corporativo.

El patrón de carga pronosticado para el futuro, o
mapa de carga de celdas, está determinado combinando la
localización y densidades del pronóstico de celdas
del crecimiento futuro de las clases de usuarios con las curvas
de carga apropiadas por clase.

El pronóstico de las cargas futuras es el paso
final en el pronóstico espacial e involucra producir las
proyecciones de las cargas futuras de las subestaciones. El
FORESITE se usó para aplicar las suposiciones y factores
de control acerca
del futuro a la base de datos
del año base, produciendo pronósticos para los años
futuros.

Los pronósticos se producen en forma iterativa,
un período de pronóstico a la vez, en este proceso
el resultado del período de pronóstico, constituye
la situación inicial de análisis de la iteración
subsecuente. Las suposiciones, la información de las vías de
comunicación y los datos de
crecimiento conocidos se configuraron específicamente para
cada iteración, aplicando solamente el control o
influencia del crecimiento en ese período.

Los escenarios alternativos del pronóstico por
sucesos potenciales se pueden producir en forma similar; por
ejemplo, la puesta en operación de un nuevo puente o la
ampliación de una carretera importante, probablemente
resultaría en una redistribución del crecimiento
proyectado del uso de suelo, si este escenario se compara con el
escenario sin la ocurrencia de tal suceso.

Una planeación
prudente se anticipa a la probabilidad de
ocurrencia de sucesos que puedan influir y por lo tanto cambiar
el tiempo y/o la dirección del crecimiento de la carga,
afectando el plan de
expansión del sistema. El FORESITE facilita el
pronóstico Multi-escenario y proporciona una idea de las
consecuencias de la incertidumbre.

6.5.8.- Análisis de
sensibilidad

El análisis de sensibilidad sobre posibles
sucesos futuros es un elemento importante de un buen
pronóstico de carga. Para la planeación de TyD,
esto significa prestar atención especial a los sucesos o cambios
en las condiciones futuras que controlan la ubicación del
crecimiento de la carga. La ubicación es en mucho una
función
de las vías de transporte, la disponibilidad de terrenos,
el uso de suelo permitido, los impuestos y otros
aspectos diversos de la cultura urbana
que pueden variar de una localidad a otra.

Un problema con el análisis de tales sucesos es
que muy frecuentemente ellos por sí mismos no son
pronosticables. Por ejemplo, una mejora a la infraestructura
urbana podría proponerse en la próxima
reunión de gobierno, si es
aprobada, el dinero
sería usado para la construcción de un puente y una carretera,
estas obras podrían alterar los patrones de traslado de la
ciudad y de esta forma cambiar la ubicación del
crecimiento futuro. Semejante expansión del sistema de
transporte puede tener un impacto significativo en la
ubicación del crecimiento de la carga en la siguiente
década. Dependiendo si el nuevo puente y la carretera son
construidos o no, entonces varias subestaciones nuevas
tendrían que ser agregadas al sistema en lugar de
otras.

Los métodos
modernos de planeación de T y D, tal como el usado en el
estudio de la Cd. De Los
Mochis, Sin. Pueden pronosticar precisamente el impacto de una
nueva carretera en la ubicación y densidad del crecimiento
de la carga futura. Lo que esta técnica no puede
pronosticar con ninguna confiabilidad es el resultado del
debate
político con respecto a sí se respaldará la
construcción de las nuevas obras. ¿Aprobará
el gobierno la nueva vía de transporte?, ¿se
descartará en ese debate pero resurgirá en el
siguiente?

6.5.9.- Pronóstico
Multi-Escenario

La mejor manera para trabajar sobre un suceso no
pronosticable en la planeación de TyD es examinar como
impactaría en el plan de expansión, esto requiere
pronosticar el crecimiento de la carga con y sin tomar en
consideración el suceso. A este proceso de
planeación se le llama Planeación Multi-Escenario y
es una piedra angular de la planeación moderna de T y
D.

Esto significa considerar un pronóstico y planear
con y sin el evento considerado, después realizar un plan
de corto plazo de tal forma que permita una expansión
congruente con el plan base de largo plazo. Usando este método, el
analista puede esperar para ver si el suceso ocurre y entonces
acorde a esto ajustar el plan.

Las variaciones en el crecimiento al nivel del sistema
total generalmente no son manejadas por este enfoque
Multi-escenario. En su lugar, se recomienda que una empresa
mantenga su expansión de largo plazo de T y D con un
programa
flexible, para poder adecuar
el plan de expansión hacia atrás o hacia delante de
acuerdo a las necesidades.

Por ejemplo, supongamos que el pronóstico de
largo plazo precisó acerca de dónde y qué
densidades se desarrollarán en algunas áreas del
sistema; sin embargo, debido a una caída en la economía, la tasa
global de crecimiento del sistema cayó, de tal forma que
la carga esperada en el año 2008 no será alcanzada
sino hasta el año 2013; la empresa
entonces puede modificar su plan de expansión al diferir
algunas obras, construyendo hasta el año 2013 lo que se
había pronosticado que se necesitaría en el
año 2008.

En otro caso si el crecimiento de la carga crece
todavía como originalmente se pronosticó, en la
misma ubicación y con la misma densidad, el plan
seguirá vigente. Por otra parte, si el crecimiento de la
carga del sistema empieza a exceder los niveles pronosticados,
las obras del plan de largo plazo pueden ser adelantadas para
satisfacer el crecimiento acelerado de la carga.

La función más importante de un
pronóstico de T y D es que se anticipa la ubicación
del crecimiento de carga futuro, de tal forma que las ubicaciones
y capacidades del equipo de T y D pueden planearse correctamente.
Cuando este tipo de plan se ha desarrollado, el plan de
expansión de largo plazo puede ser movido en el tiempo
hacia atrás y hacia delante, para analizar diferentes
tasas de crecimiento.

7.- PROCEDIMIENTO Y
DESCRIPCION DE LAS ACTIVIDADES DESARROLLADAS.

7.1.- Desarrollo de la residencia

Para empezar a realizar nuestra residencia como primer
trabajo se
comenzó con la recopilación de datos de la misma y
lectura de los
mismos, esta información fue proporcionada por la empresa
(Comisión Federal de Electricidad).

Como segundo punto se reviso la programación de actividades, la metodología del estudio además de
los datos requeridos para la elaboración de nuestro
proyecto, se
comenzó con la búsqueda del mapa de
zonificación de uso de suelo, el cual nos va a servir para
mostrarnos como se encuentra la distribución en Los Mochis
en base a las residencias, comercios e industrias.

Después se realizo la búsqueda de los tres
años a la fecha de las empresas y
comercios más importantes de la ciudad y los que se
encuentran en los límites de
esta, buscando como resultado los datos de demanda y
consumo
máximo de energía
eléctrica.

Una vez obtenida el mapa de zonificación de uso
de suelo se uso una sub-clasificación de residencias,
comercios e industrias, también una obtención
fotográfica satelital de la ciudad, coordenadas
geográficas y densidad de población.

Se acudió al palacio municipal para la
especificación de datos acerca del horizonte de
crecimiento de planeación que la ciudad va a tomar en los
próximos años, una vez obtenido esto se trabajo
después en la recopilación de datos de demandas en
cada uno de los circuitos de
cada una de las subestaciones para almacenarlos en una
tabla.

Con el mapa de zonificación de uso de suelo se
realizo una tabla que muestra las
hectáreas que abarca cada una de las clasificaciones
además de hacer una tabla que nos muestre las densidades
de ocupación y la densidad de carga.

Las bases de datos de
la empresa proporciono la información acerca del
porcentaje de crecimiento de la ciudad que se viene registrando
desde el año 1998 hasta el 2004 esto es un crecimiento
histórico y otro pronosticado. Tomando en cuenta un
crecimiento exponencial, lineal y cúbica.

Para sacar el número de usuarios por celda fuimos
al departamento de cobranzas en esta empresa, este departamento
nos proporcionó la información necesaria en base a
los ciclos que se encuentran en esta ciudad.

Un ciclo es una ruta que tienen los empleados de CFE
para hacer sus lecturas o cualquier toma de datos que se
requiera, por lo que un ciclo es un agrupamiento ya sea de
colonias o fraccionamientos, entonces el numero de usuarios por
colonia se saco por el numero de servicios con
que cuenta cada una de las colonias.

Como ya se ha mencionado anteriormente esto nos va a
servir para obtener el valor de los usuarios por cada colonia o
fraccionamiento y esto a su vez para saber el dato de cada una de
la sub-clasificación ya sea el numero de residenciales,
comerciales o industriales.

Para saber el dato de KW por colonia fue un poco
más difícil, pues como no se tienen registros de las
demandas de carga por colonia no se puede saber con exactitud el
valor que se consume en cada una de las colonias, es por esto que
se utilizo el SIGED, el cual es un programa elaborado en autocad.

Este programa tiene la opción de mostrarnos
diferentes opciones un ejemplo podría ser los circuitos
primarios y secundarios, los restauradores o en nuestro caso los
trasformadores de cada uno de los circuitos de cada una de las
diferentes subestaciones que hay en esta ciudad.

La información presentada nos muestra el valor al
100% del transformador o sea al transformador entregando su
máxima potencia, esto es
lo más que se pudo hacer para poder adquirir el valor
más acertado.

Una vez obtenido el valor de la carga se saco la
densidad de carga por cada una de las colonias y como ya
mencionamos anteriormente el valor de las residenciales,
comerciales e industriales.

Esta carga nos ayudo a saber el estado de
cada una de las subestaciones y ver el comportamiento que se
puede presentar en un futuro no muy lejano, pues como ya se sabe
uno de los principales objetivos, en
que se pensó para la realización de esta residencia
es la de evitar la saturación de carga en las
subestaciones.

Una vez que se obtuvieron todos los datos acerca de las
residencias, comercios e industrias, y por lo tanto de cada una
de las subestaciones fue entonces que se comenzó a hacer
un muestreo de
diferentes colonias en diferentes puntos de la ciudad, de la cual
se tomaron cinco colonias por cada tipo de uso de
suelo.

Esta labor se realizo para poder encontrar la Densidad
de Carga, su obtención se realizo de la siguiente manera:
una vez diferenciados los diferentes estratos
socioeconómicos se seleccionaron como mínimo cinco
áreas saturadas tanto urbanística y
eléctricamente de cada estrato.

La medición se realizo en hora de alto consumo
de la cual se obtuvo la demanda máxima de cada una de las
áreas y se contó el número de usuarios
conectados. Obteniendo así la demanda máxima
diversificada coincidente por usuario.

Se obtuvo raíz cuadrada media de la demanda
máxima diversificada por usuario, para cada tipo de
usuarios por medio de la siguiente formula:

Para cada tipo de estrato socioeconómico y es la
formula que se utiliza para calcular las capacidades de transformadores y
secciones transversales de los conductores de baja
tensión, este mismo método se aplica para las
cargas de uso comercial.

Otro método que utilizamos fue el método
del cronometro el cual consistió en escoger la hora pico
para realizar mediciones en cada uno de los puntos residenciales
observando el disco del medidor, para tomarle el tiempo con el
cronometro.

De esta forma se saco la demanda que tenía cada
una de los diferentes tipos de residencias, o sea, que se tomo la
medición en la hora pico de consumo y fue por medio de la
siguiente formula que se saco:

El único inconveniente que se puede tener en este
método es el error visual, pues es imposible tener una
lectura exacta mientras que el disco esta girando o
también se puede presentar un error de dedo, al momento de
tratar de detener el cronometro en el momento que se considera
conveniente.

Para el pronostico de los años futuros se
investigo en las bases de datos de esta empresa (CFE) en donde ya
tenían establecida toda la información necesaria
para un periodo de largo plazo que llega hasta un pronostico del
año 2014.

Se tuvo que sacar de igual forma la demanda coincidente
la cual es La suma de todas las demandas mensuales registradas en
el año por el factor de coincidencia, el cual es la
relación de la demanda máxima ocurrida en el
Sistema y la sumatoria de las demandas máximas de las
empresas que lo conforman, en un intervalo de tiempo
determinado.

8.- RESULTADOS,
PLANOS, GRAFICAS;
PROTOTIPOS Y PROGRAMAS.

8.1.- Distribución de las clases de uso de
suelo

Los datos que la siguiente tabla engloba son:

• El Tipo de Uso de Suelo: Este apartado nos
  sirvió para determinar o para clasificar a las
  diferentes colonias o áreas que existen en la ciudad,
  como ya se menciono anteriormente la clasificación de
  uso de suelo se tomo de la carta de uso
  de suelo, de donde salió RESIDENCIAL, COMERCIAL e
  INDUSTRIAL.
• Clase y Definición: Son subdivisiones
  de cada uno de los tipos de uso de suelo, donde la residencial
  abarca desde las Residencias y mansiones hasta las casas
  populares, la comercial desde mercados al menudeo hasta las
  supertiendas y la zona industrial teniendo solo dos
  clasificaciones industria,
  son mediana de dos y tres turnos.
• Las siguientes celdas nos muestran cada una de las
  subestaciones y estas los números de los clientes con
  las que cuentan para cada uno de los tipos de suelo,
  además de la clase y definición.

Para la elaboración de esta tabla se contó
con la cooperación de la empresa (CFE), la
obtención de los datos fue proporcionada por el
departamento de Facturación y Cobranzas, por el Sr. Omar
Ulibarria.

La información que nos proporcionaron fue la de
un documento en programa de autocad el cual nos mostraba un mapa
de los ciclos de la ciudad además de unos documentos con
los datos del número de usuarios por cada
ciclo.

Un ciclo es una sección de área delimitada
de la ciudad donde se realiza las mediciones correspondientes o
tomas de lecturas a través de rutas de esa misma
sección, un ciclo abarca varias colonias, entonces el
número de usuarios se obtuvo en base al número de
medidores que se encontraban por colonia o por el número
de servicios entregados.

En la tabla siguiente se aprecia el área ocupada
por las diferentes clases de uso de suelo.

• Uso de Suelo: Además de mostrarnos la
  clasificación explicada anteriormente se añaden
  dos tipos mas una es la de Vacante Restringido y Vacante
  disponible, las cuales se consideran como zonas no productoras
  de carga y con la diferencia de que la vacante disponible en un
  futuro se convertirá en productora de carga ya sea del
  tipo Comercial, Residencial o Industrial.
• Clase y Definición: Además de
  las subdivisiones ya mencionadas anteriormente esta
  también tiene otras subclasificaciones puesto que la
  vacante restringida se clasifica en Vías Fluviales que
  son cada uno de los canales y drenes con los que cuenta la
  ciudad, Depósitos de Agua y una
  Zona de Uso Restringido. Mientras que la Vacante Disponible
  tiene como subdivisión la Zona Espacial de Desarrollo
  Controlado además de otras zonas de desarrollo de
  Crecimiento Futuro Residencial.
• El área ocupada se saco mediante un
  archivo de
  autocad que contenía las divisiones de cada una de las
  colonias de la ciudad el cual contenía medidas reales.
  Este archivo fue extraído del departamento de Obras
  Publicas del H. Ayuntamiento de Ahome por el arquitecto Alfonso
  Cota en coordinación del departamento de Proyectos y
  Construcción de esta Empresa (CFE).

Una vez obtenidas las áreas se pudo saber cada
una de las superficies de cada una de las colonias es entonces
que se pudo distribuir en cada una de las clases y tipos de usos
de suelo, para poder saber a que subestación
pertenecía.

De igual forma los datos de los canales y drenes de la
ciudad fueron adquiridos del departamento de obras publicas por
el arquitecto Ernesto Álvarez, de este documento es que
salió la información de vacante
restringido.

8.2.- Densidad de ocupación

En las siguientes tablas se muestran los datos de la
densidad de ocupación de cada una de las subestaciones y
para hacer una pequeña aclaración la densidad de
ocupación se saca de los datos del numero de clientes
entre la superficie que ocupa cada uno de ellos.

Para su realización lo primero que se ocupo fue
la de investigación en primera instancia del tipo
de uso de suelo que se tiene por cada colonia, comercio e
industria de la ciudad, es así como se conoció la
superficie que cada una de estas tenían, después se
investigo por medio del mapa de los ciclos cada uno de los
usuarios que se tiene en la ciudad.

Ya obtenido este dato se procedió a colocar cada
uno de estos en cada una de las subestaciones que se tiene en
esta ciudad, tomando en cuenta cada uno de los clientes que se
tienen calculados y facturados en la ciudad, esto fue para sacar
un porcentaje de error en la medición.

La finalidad de la realización de esta tabla es
la de dar a conocer el numero de habitantes por hectárea
que se tiene en cada uno de los tipos de uso de suelo pues como
ya se sabe dependiendo del numero de habitantes por colonia es la
cantidad de espacio que se va a esta ocupando en cada una de las
colonias.

También la finalidad que se busco con la
realización de esta tabla fue la de tener una base de
datos que fuera lo mas simple para hacer los cambios pertinentes
de acuerdo al aumento que se vaya presentando en los años
futuros, en que se vaya dando el crecimiento de nuestra
ciudad.