Modelo Probabilistico De La Curva De Duraciones Ayros 2011

Modelo Probabilístico de la Curva de Duración de Caudales para el Diseño de una Central Hidroeléctrica p

Edwin Ney Ayros Chumpitazi
Departamento de Centrales Hidroeléctricas Fichtner GmbH, Stuttgart – Alemania e-mail: Edwin.Ayros@fichtner.de

Julio Jesús Salazar
Universidad Nacional Agraria La Molina La Molina – Perú

III Congreso Nacional del Agua Lima - Perú, 8-10 Marzo 2011Dokumentnummer

Objetivos
Presentamos una metodología para la estimación de la curva de duración probabilística de caudales diarios que puede utilizarse como un enfoque alternativo a la evaluación del diseño y el funcionamiento de plantas hidroeléctricas pequeñas (sin embalse o reservorio). La curva de duración de caudales representa la magnitud del caudal igualado o superado con diversos porcentajesde tiempo. Se describen dos conceptos, uno de la curva de duración (caso tradicional) y el otro la curva de duración anual. El enfoque probabilístico de la curva de duración tiene como objetivo cuantificar la incertidumbre que influye en el diseño y las perspectivas económicas de los proyectos de centrales hidroeléctricas peq eñas s perando así las limitaciones de la metodología del pequeñassuperando diseño estándar, que se basa en un enfoque determinista a través de la curva de duración de caudales históricos elaborada con la serie histórica completa en la zona de interés del proyecto hidroeléctrico en esta caso la bocatoma hidroeléctrico, bocatoma.

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Historia
Evaluación técnica de Centrales Hidroeléctricas sin embalses en:

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Conceptossobre la curva de duración de caudales
La interpretación física de la curva de caudales es muy sencilla, pues representa el caudal Q que será i t l d l á igualado o sobrepasado d l d b d durante t t días al año y por lo tanto la probabilidad de ser igualado o sobrepasado será:

P=

t n +1

Donde D d n es l l la longitud t t l d l serie hi tó i d caudales di i it d total de la i histórica ded l diarios (semanales, mensuales ó anuales, etc). A continuación procedemos a ilustrar dos conceptos, uno antiguo y p p , g el otro moderno, sobre como construir la curva de duración de caudales:
• Curva de duración de caudales FDC • Curva de duración anual de caudales AFDC

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Curva de duración de caudales FDC
Esto se define como la curva de duración de caudaleselaborada usando los registros históricos completos. Es decir si existen 78 años de registros diarios de caudales diarios, es decir 28470 caudales diarios, el producto final es solo una curva de duración de caudales diarios con los 28470 valores registrados. Este es el caso tradicional, es decir, enfoque tradicional.
 
20 18 16 14
Débits [m3/s]
Courbe des débits classés Débit annuel moyen Q95

1210 8 6 4 2 0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Probabilité de dépassement [%]

Curva de duración de caudales FDC (1950-2003)
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Curva de duración anual de caudales AFDC
En este caso para cada año calendario ó hidrológico se elabora una curva de duración de caudales. Es decir si existen 78 años de registros diarios de caudales diarios, elproducto final son 78 curvas de duración de caudales diarios. Esto es nuevo concepto presentado por Vogel y Fennesey (1994). Esta metodología es mas flexible porque por ejemplo permite definir intervalos de confianza de una curva de duración, lo cual no es posible en el método FDC FDC.
 
1000 Median 1993 1996 1999 2002 2005 100
Discharg [m³/s] ge

1991 1994 1997 2000 2003

1992 1995 1998 2001 200410

1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 g g q [ ] Percentage of time discharge equaled or exceeded [%]

Curva de duración de caudales anuales AFDC
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Curva de Duración Probabilística de Caudales Diarios
La curva de duración Probabilística hace uso de las curvas de duración anuales AFDC, de la distribución probabilística log-normal así como de la distribución normal...