Velásquez et al., Modelo y Simulación Energética de las Centrales Hidroeléctricas  
DESARROLLO DE UNAAPLICACIÓN PARA EL MODELA-  
DO Y SIMULACIÓN ENERGÉTICA DE LAS CENTRALES HI-  
DROELÉCTRICAS DEL BAJO CARONÍ  
1
1
2
Sergio Velásquez , Paola Durrego , Luis Viscaya  
Centro de Investigación de las Redes Neuronales y la Robótica CIRNAR-UNEXPO, Ciudad Guayana, Bolívar  
050 Venezuela.,  
1
8
2
CORPOELEC Ciudad Guayana, Bolívar 8050 Venezuela  
E-mail:sergiovelasquezg@gmail.com  
Recibido (30/01/17), aceptado (29/03/17)  
Resumen: En el Despacho Regional Guayana, específicamente en la Unidad de Ingeniería de  
Operaciones, existe la necesidad de actualizar el software que se encarga de realizar la Simulación  
Energética de las Centrales Hidroeléctricas ubicadas en el bajo Caroní, denominado “Simulación  
Energética de Centrales en Cascada del Caroní, SEECA”, ya que en la actualidad está desarrollado  
bajo el lenguaje de programación Visual Basic 6.0 y sólo se incluye a las plantas Guri, Caruachi y  
Macagua. El nuevo software será diseñado bajo el paradigma de la programación orientada a objetos  
con Python 2.7.12 | Anaconda 4.2.0 utilizando para el diseño de la interfaz Tkinter. Esta interfaz  
tendrá la capacidad de realizar las simulaciones energéticas a corto y largo plazo considerando  
los caudales de aportes y nivel inicial del embalse de Guri, la demanda eléctrica y el periodo de  
simulación. Además, considerar la entrada en operación de Tocoma. En los resultados de la simulación  
se debe obtener los datos de las principales variables energéticas de operación y generación de las  
centrales para realizar la planificación y toma de decisiones en el Sistema Eléctrico Nacional.  
Palabras Clave: Hidroeléctrica, embalse, caudales, turbinado, generación, nivel, volumen.  
DEVELOPMENT OF AN APPLICATION FOR  
THE MODELING AND SIMULATION OF THE  
LOW CARONÍ HYDROELECTRIC PLANTS  
Abstract: In the CORPOELEC Guayana Regional Office, there is a need to update the software  
that simulates the low Caroni Hydroelectric Plants, in order to include the Tocoma Plant, update the  
programming language to the free software philosophy and change it to the object-oriented programming  
paradigm. The new software will be designed in Python 2.7.12 with Anaconda 4.2.0 using for the  
desing of the Tkinter Interface. The software will have the ability to make medium and long-term  
simulations, considering the contributions, the initial level of the Guri reservoir, the electric demand  
and the simulation period. Besides, the entry into operation of the Tocoma generating units. In the  
results it was obtained: The Guri Reservoir future level, Energy deficit, turbocharged flows, turbinated  
and discharged by spillway flows, among other data needed to make planning and decision-making in  
the National Electrical System.  
Key words: Hydroelectric, reservoir, Guri, flow rates, turbine, generation, level, volume.  
33  
ISSN 2542-3401  
UNIVERSIDAD, CIENCIA y TECNOLOGÍA Vol. 22, Nº 86 Marzo 2018 (pp. 3 3 -4 4 )  
V el ás q u e ze t al . , Model oy S i mul ac i ó nEn e rgé t ic ad el a s Ce n t r a l es Hidr o e l é ct ri ca s
I.INTRODUCCIÓN  
delado. Primeramente se hará una descripción de  
Venezuela, es uno de los pocos países en el mundo los modelos matemáticos utilizados para simular  
que tiene un gran potencial de energía hidroeléctrica las operaciones de las centrales.  
concentrando grandes centrales de generación, mejor  
conocidas como: Guri, Caruachi, Macagua, y Tocoma,  
1
Análisis de los modelos  
ubicadas en el bajo Caroní y representando un 65%,  
aproximadamente, de la generación de energía nacional.  
El Embalse Guri es el de mayor reservorio,  
almacenando para la cota máxima; 271,0 m.s.n.m. un  
volumende 132964Hm3, siendoéste factor una variable  
estratégica porque permite conocer la disponibilidad de  
energía eléctrica a futuro. Dada la incertidumbre que  
causan los caudales de aportes en este embalse; donde se  
fundamentan los cálculos para ejecutar las simulaciones  
energéticas a mediano y largo plazo de las centrales,  
es indispensable tener información de las principales  
variables energéticas para realizar la planificación y  
toma de decisiones en el Sistema Eléctrico Nacional,  
considerando que una gestión inadecuada compromete  
seriamente la disponibilidad de electricidad en el país.  
Es por esto que el objetivo principal es diseñar un  
sistema que permita realizar la simulación energética  
de estas centrales para mantener un control y así poder  
planificar y tomar decisiones, con el fin de optimizar las  
operaciones y lograr un proceso eficiente.  
1
.1.1Modelo de las centrales hidroeléctricas.  
Las centrales hidroeléctricas ubicadas en el bajo  
Caroní, se encuentran divididas en grupos de máquinas  
con el objetivo de operar para suplir la demanda eléc-  
trica. Para crear los grupos de las centrales se conside-  
ra: identificación del grupo, asignación de unidades,  
eficiencia, potencia máxima y mínima del grupo, la  
potencia generada y la potencia disponible. [3]  
Configuración de las centrales hidroeléctricas.  
Las centrales hidroeléctricas presentan una confi-  
guración en cascada, su ubicación privilegiada y las  
condiciones hidrográficas permiten reutilizar el agua,  
es decir, el caudal turbinado en una central aguas  
arriba es turbinado nuevamente en las centrales que se  
encuentran aguas abajo. La figura 1, muestra la confi-  
guración de las centrales hidroeléctricas. [4]  
Este diseño realizará simulaciones energéticas  
diarias de las centrales y los embalses Guri, Caruachi  
y Macagua, destacando que se encuentran configuradas  
en cascada, seccionadas en grupos de máquinas y que  
se deben realizar las operaciones con la finalidad de  
suplir la demanda eléctrica correspondiente a Caroní.  
Además, se implementará la entrada en operación  
de Tocoma aunque, actualmente, se encuentre en  
construcción. [2]  
El presente paper, está estructurado de la siguiente  
manera: en la sección II se presentan los modelos  
matemáticos para el desarrollo de la investigación:  
modelado de las centrales, modelado de la distribución  
de la generación tanto en las centrales como en los  
grupos que las conforman. En la sección II se presenta,  
el diseño del software orientado a objetos y desarrollo  
de la interfaz SEECA. En la sección III se presentan  
los resultados y discusión del funcionamiento. En la  
sección IV se presentan las conclusiones y finalmente,  
en la sección V las Referencias Bibliográficas.  
Figura 1: Ubicación de las Centrales Hidroeléctricas  
del Bajo Caroní  
De acuerdo a la configuración de las centrales, se  
considera:  
•
El caudal de aportes de Tocoma depende del  
caudal turbinado de Guri.  
El caudal de aportes de Caruachi depende del  
caudal turbinado de Tocoma.  
El caudal de aportes de Macagua depende del  
•
•
caudal turbinado de Caruachi. [5]  
Expresando matemáticamente esta relación:  
II.  
DESARROLLO  
(1)  
(2)  
(3)  
Para llevar a cabo la simulación energética de  
las centrales hidroeléctricas ubicadas en el bajo  
Caroní, es necesario iniciar con el proceso de mo-  
34  
ISSN 2542-3401  
U N I V E R S I D A D ,C I E N C I A y T E C N O L O G Í A V o l .2 2 ,N º8 6 M a r z o 2 0 1 8 ( p p .3 3 - 4 3 )  
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Donde:  
Q_t es el caudal turbinado.  
Q_G: Caudal turbinado Guri.  
Q_T: Caudal turbinado Tocoma.  
Q_C: Caudal turbinado Caruachi.  
Q_M1: Caudal turbinado Macagua I.  
El factor de producción (α), es interpretado  
como el caudal necesario para producir un mega-  
vatio (MW) en un instante de tiempo, permitiendo  
simplificar la ecuación (7), obteniendo:  
Q_M2: Caudal turbinado Macagua II.  
Q_M3: Caudal turbinado Macagua III.  
(
8)  
Posteriormente, se obtiene la potencia activa pro-  
ducida en la central:  
1
.1.2Modelo de la producción de energía y po-  
tencia  
La generación de la energía hidroeléctrica se ob-  
(9)  
tiene por medio de la transformación de la energía  
potencial del agua almacenada, a través del con-  
junto turbina-generador. Considerando el principio  
de conservación de energía y tomando en cuenta  
las pérdidas en dicha transformación. Matemática-  
mente se representa: [6]  
Finalmente, la representación de la producción  
de energía y potencia en una central se realiza en  
función del caudal turbinado (Q_(t )), la caída neta  
(
H) y la eficiencia de las turbinas hidráulicas. [6]  
1
.1.3Modelo de la curva de capacidad  
La curva de capacidad es la relación que existe en-  
tre el nivel y el volumen almacenado en el embal-  
seGuri. En la figura 2, se muestra la curva de capa-  
cidad. [5]  
(4)  
Donde:  
E_e: Energía producida en la central hidroeléctri-  
ca. (GWh)  
E_p: Energía potencial de la masa de agua. (GWh)  
n_t: Eficiencia de la turbina de la central hidroeléc-  
trica.  
n_g: Eficiencia del generador de la central hi-  
droeléctrica.  
La energía potencial de la masa de agua (E_p),  
es utilizada para accionar las turbinas en las centra-  
les, siendo igual al producto del peso específico del  
agua de Río Caroní 〖 (9.ꢀ43x10〖 ^(-3)), por la caí-  
da neta (m) y el volumen (Hm3), correspondiente  
a la masa de agua turbinada en la central durante el  
intervalo de tiempo considerado. Se puede expre-  
sar matemáticamente como:  
Figura 2: Curva de capacidad del Embalse Guri  
(5)  
1
.1.4Modelo del balance hídrico del Embalse  
Guri  
Sustituyendo la ecuación (5) en la ecuación (4), se  
obtiene:  
Para modelar en el Embalse Guri el comporta-  
miento de los volúmenes y los niveles se utiliza la  
ecuación del balance de agua, la cual permite ob-  
tener el volumen final del embalse, considerando  
el volumen inicial, volumen de entrada y volumen  
de salida. En la figura 3, se presenta un diagrama  
del cálculo del volumen final del embalse.  
(
6)  
La potencia eléctrica es la cantidad de energía por  
unidad de tiempo, permitiendo expresar la po-  
tencia generada en una central en un intervalo de  
tiempo dado según la ecuación (4) como:  
(
7)  
Donde: P_e es la potencia activa producida en la  
central en un intervalo de tiempo dado (MW) y  
35  
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V el ás q u e ze t al . , Modely S imu l ac i ó n E ne rgé t ic ad el a s Ce n t r a l es Hidr o e l é ct ri ca s
Cabe destacar que la distribución en Macagua  
se realiza en las tres casas de máquinas que la  
constituye. La potencia en Macagua es: [4]  
(13)  
Donde: P_M es la potencia en Macagua, P_M1, P_  
M2 y P_M3 son las potencias en Macagua I, II y III  
Se utiliza la relación entre el caudal turbinado  
de cada una de las centrales y la potencia eléctrica  
para reescribir las ecuaciones anteriores, siendo la  
potencia eléctrica generada igual a:  
(14)  
Figura 3: Representación de embalse para ob-  
tener el volumen final  
Donde: P es la potencia eléctrica generada, E_fes  
la eficiencia, Q_t es el caudal turbinado, C_N  
La caída neta y K representa el peso específico del  
agua, despejando el caudal turbinado (Q_t) de la ecua-  
ción (14), el cual hace referencia al caudal turbinado de  
cada una de las centrales y sustituyendo en las ecuacio-  
nes (1), (2) y (3), se obtiene:  
La representación de éste comportamiento se pue-  
de expresar matemáticamente, a través de las si-  
guientes ecuaciones: [6]  
(
10)  
11)  
(
(15)  
Donde:  
V_f: Volumen final.  
V_i: Volumen inicial.  
V_a: Volumen afluente.  
V_s: Volumen de salida.  
V_t: Volumen turbinado.  
V_v: Volumen aliviado.  
V_e: Volumen evaporado.  
(
16)  
(17)  
Donde:  
1
.1.5Modelo de la distribución de la generación  
La distribución de la demanda de Caroní se rea-  
liza primero en las centrales y luego la demanda  
correspondiente a cada una es distribuida a los gru-  
pos que las conforman. [1]  
1
.1.5.1 Modelo de la distribución de la genera-  
ción en las centrales.  
La demanda eléctrica de Caroní debe ser distri-  
buida entre las centrales Guri, Tocoma, Caruachi y  
Macagua. Expresando matemáticamente ésta dis-  
tribución:  
A través de las ecuaciones: (15), (16) y (17), se obtie-  
nen las potencias correspondientes a Tocoma, Caruachi  
y Macagua, respectivamente:  
(12)  
(18)  
Donde: D_C es la demanda en el Caroní, P_G  
es la potencia en Guri, P_T es la potencia en Toco-  
ma y P_C es la potencia en Caruachi.  
(19)  
36  
II SS SS NN 22 55 44 22 -- 33 44 00 11  
U N I V E R S I D A D , C I E N C I A y T E C N O L O G Í A V o l . 2 2 , N º 8 6 M a r z o 2 0 1 8 ( p p . 3 3 - 4 3 )  
Velásquez et al., Modelo y Simulación Energética de las Centrales Hidroeléctricas  
(
20)  
(30)  
(31)  
Donde la potencia en Macagua I y Macagua III se ob-  
tienen de las ecuaciones (21) y (22). Mientras que, la  
potencia en Macagua II se obtiene al despejarla de la Las ecuaciones (30) y (31), permiten obtener las poten-  
ecuación (17) para luego ser sustituida en la ecuación cias de Caruachi y Macagua, respectivamente:  
(13). [8]  
(
21)  
(32)  
33)  
(
(
22)  
Posteriormente, se sustituyen los datos obtenidos  
Donde: U_M1y U_M3 son las unidades asignadas de en la ecuación (12) y se obtiene la potencia de Guri.  
Macagua I y III. P_máx1 y P_máx3 representan la po-  
tencia máxima de Macagua I y III. [1]  
(34)  
Finalmente, al sustituir las ecuaciones de las poten-  
cias de Tocoma, Caruachi y Macagua en la ecuación a y b se calculan a través de las ecuaciones (24) y (25).  
12), se obtiene la potencia de Guri.  
(
Finalmente, se obtienen las potencias eléctricas ge-  
23) neradas para cada una de las centrales, considerando los  
requerimientos de la potencia eléctrica cuando inicie en  
24) operación las unidades de la central Tocoma. [5] [6]  
Modelo de distribución de la generación entre los gru-  
pos de las centrales.  
(
(
(25)  
Una vez distribuida la demanda Caroní entre las  
centrales, se procede a distribuir la demanda entre los  
Al considerar cuando entre en operación la primera grupos. A continuación, se muestra la distribución de la  
unidad de Tocoma, se observó al resolver el sistema de generación en Guri, debido a que está constituida por  
ecuaciones anterior que la potencia eléctrica asignada diferentes grupos, mientras que en las demás centrales  
sería mayor a la potencia eléctrica disponible en ésta, no es necesario; están conformadas por uno solo.  
por tal razón se plantea:  
Igualdad entre la potencia eléctrica a generar (P_T) Distribución de la generación en Guri  
y la potencia instalada (P_i), es decir: P_T= P_i.  
La central Guri se encuentra dividida en dos grupos;  
Restar a la demanda Caroní (D_C) la potencia insta- Guri A y Guri B, que a su vez están conformados por  
lada (P_i), obteniendo la demanda total (D_T) que será sub-grupos. La distribución en Guri se realiza de la si-  
distribuida entre Guri, Caruachi, Macagua I, II y III. Se guiente manera:  
puede expresar de la siguiente manera:  
Para calcular la demanda, es necesario obtener la  
potencia de los grupos, la cual se obtiene al multiplicar  
la potencia máxima por las unidades asignadas.  
Finalmente, se obtienen las potencias eléctricas ge-  
neradas para cada una de las centrales, considerando los  
requerimientos de la potencia eléctrica cuando inicie en  
(
26)  
27)  
(
Igualando el caudal turbinado entre las centrales, ya operación las unidades de la central Tocoma. [5] [6]  
que se encuentran configuradas en cascada:  
(28)  
1.1.5.2 Modelo de distribución de la generación  
entre los grupos de las centrales.  
(29)  
Una vez distribuida la demanda Caroní entre las  
centrales, se procede a distribuir la demanda entre los  
Despejando el caudal turbinado de la ecuación (14) y grupos. A continuación, se muestra la distribución de la  
sustituyendo en las ecuaciones anteriores, se obtiene:  
generación en Guri, debido a que está constituida por  
diferen tes grupos, mientras que en las demás centrales  
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V Fe el rá ns áq nu de ze ze Ht a. ,l ., Mo de loyS im ulac iónEne r g éti cad el a sC ent ra lesH idr oelé c tri ca s
1
.1.5.2.1Distribución de la generación en Guri  
vas de la eficiencia correspondientes a cada turbina hi-  
La central Guri se encuentra dividida en dos grupos; dráulica. A continuación, en la figura 4, se muestra la  
Guri A y Guri B, que a su vez están conformados por eficiencia en función de la potencia para las turbinas de  
sub-grupos. La distribución en Guri se realiza de la si- las unidades de casa de máquinas II de Macagua.  
guiente manera:  
Para calcular la demanda, es necesario obtener la po-  
tencia de los grupos, la cual se obtiene al multiplicar la  
potencia máxima por las unidades asignadas.  
(
35)  
Donde:  
P_gr: Potencia de cada grupo.  
P_máx: Potencia máxima de cada grupo.  
U: Unidades asignadas de cada grupo (U_M1 y U_M3).  
Se calcula la generación (G_ea) para cada uno de los  
grupos que conforman el Grupo A, restando la deman-  
da (D_d) menos la potencia del grupo (P_gr), una vez  
obtenido el resultado, éste valor pasa a ser la generación  
del siguiente grupo y así sucesivamente.  
Figura 4: Curva de eficiencia en función de la poten-  
cia para las turbinas de las unidades de Macagua II  
2
2
Herramienta SEECA  
(
36)  
.1.1 Organización  
Esta organización se expone enfocada desde el pun-  
Mientras que, para obtener la demanda del Grupo B, se  
realiza otro procedimiento, la generación se distribuye  
porcentualmente. Calculando el Porcentaje para obte-  
ner la generación:  
to de vista de su implantación informática a través de la  
programación en Python, utilizando, también, el módu-  
lo Tkinter, porque viene por defecto con la instalación  
para Microsoft Windows. Se ha utilizado el paradigma  
de la Programación Orientado a Objetos (POO), donde  
se propone modelar las centrales Guri, Tocoma, Carua-  
chi, Macagua y el Embalse Guri en función de clases y  
objetos. De este modo, reducir tamaño y complejidad  
de código, facilitando la modificación e implementa-  
ción de módulos para ejecutar las simulaciones energé-  
(
37)  
Donde:  
P_p: Porcentaje de cada grupo.  
G: Representa al grupo.  
G_sum: Suma de todos los grupos que constituyen al  
Grupo B.  
Finalmente, se obtiene la generación (G_eb) para cada 
uno de los grupos que conforman el Grupo B, consi-  
derando que la demanda (D_a) es el último resultado  
obtenido de Grupo A, es decir, el valor obtenido de  
Guri A 7-10 Reh.  
(38)  
Esto permite obtener el turbinado de la central, el cual  
será la suma total de las generaciones, considerando el Figura 5: Procedimiento de la estructura  
nivel aguas arriba. [8] [2] [1]  
1
.1.6 Modelo de la turbina  
Los objetos realizados fueron denominados: serie,  
Para operar una turbina hidráulica es necesario con- central, grupo, demanda, caso y simulador, desarrollan-  
siderar la relación de las siguientes variables: potencia do un procedimiento en cada uno con el fin de realizar  
generada, caída neta y rendimiento. Estas relaciones la transmisión y recepción de la información necesaria  
son complicadas, normalmente, se expresan en las cur- para simular. [9]  
38  
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U N I V E R S I D A D ,C I E N C I A y T E C N O L O G Í A V o l .2 2 ,N º8 6 M a r z o 2 0 1 8 ( p p .3 3 - 4 3 )  
V Fe el ár ns qá un ed ze ze tH a. l, . , Model oy S i mul ac i ó nEn e rgé t ic ad el a s Ce n t r a l es Hidr o e l é ct ri ca s
2
.1.2 Descripción del algoritmo  
En la figura 8, se muestran los diversos métodos em-  
El algoritmo de la herramienta SEECA está seccio- pleados:  
nado en diferentes objetos dentro de los cuales están:  
central, grupo, serie, demanda y simulador. A continua-  
ción, se describen los módulos de la herramienta:  
Objeto central: Este objeto está asociado a las cen-  
trales Guri, Tocoma, Caruachi, Macagua y a los objetos  
que las constituyen. Su algoritmo responde al esquema  
de la figura 6. [9] [10]  
Figura 8: Diagrama de métodos del objeto cen-  
tral  
Objeto grupo: Este objeto es una sección del objeto  
central que contiene las caracterices de los grupos que  
las constituyen. En la figura 9, se muestran los diversos  
Figura 6: Diagrama del módulo central  
La descripción es la siguiente:  
Las simulaciones se basan, principalmente, en los  
niveles del Embalse Guri. A continuación, se plantea el  
procedimiento para obtener el nivel en el Embalse Guri:  
•
Dado el volumen final del Embalse Guri para un  
Figura 9: Diagrama de métodos del objeto gru-  
po  
día, se realiza la conversión de volumen a nivel para  
conocer la cota inicial del siguiente día, a través de la  
curva de capacidad.  
•
•
•
El volumen final pasa a ser el volumen inicial.  
El volumen obtenido se convierte a caudal.  
Se inicia un ciclo hasta obtener el registro de los  
La descripción es la siguiente:  
•Cargan los archivos de eficiencia y unidades asig-  
nadas.  
niveles para el periodo de simulación establecido. [7]  
En la figura ꢀ, se ilustra el proceso para obtener el nivel  
del Embalse Guri.  
•Se calcula la caída neta, permitiendo el cálculo de  
la eficiencia.  
•El caudal turbinado, se calcula para un grupo, dada  
su potencia y el nivel aguas arriba.  
•
El caudal turbinado es utilizado en el objeto central  
para calcular el caudal turbinado de todos los grupos.  
El método para obtener las unidades, consiste en  
•
adquirir las unidades asignadas del archivo asignación.  
Objeto serie: Contiene la información de los cauda-  
les de aportes históricos del Embalse Guri. Los méto-  
dos desarrollados en este objeto se encargan de: cargar  
el archivo de los caudales de aportes históricos y obte-  
ner el rango de los caudales de aportes de acuerdo al  
periodo de simulación establecido por el usuario.  
Figura 7: Proceso para obtener el nivel del Embalse  
Guri  
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ISSN 2542-3401  
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Figura 10: Diagrama del objeto serie  
Figura 13: Diagrama de métodos del objeto si-  
mulador  
Objeto demanda: Contiene los métodos para: car-  
gar desde un archivo la demanda eléctrica que corres- La descripción es la siguiente:  
ponde a Caroní, obtener la demanda dado un periodo de  
•Para la distribución de la demanda se utiliza el mo-  
simulación establecido y el método para actualizar los delo de la distribución de la generación.  
valores si son modificados por el usuario. Luego, los  
•El método simular día, se encarga de realizar la si-  
valores mensuales de la demanda son mostrados en la mulación diaria.  
tabla de datos. El proceso para obtener la demanda se  
muestra en la figura 11.  
•Una vez distribuida la demanda, se obtiene la gene-  
ración de las centrales  
Se calcula: caudal turbinado, aliviado, déficit ener-  
•
gético, volumen inicial, nivel inicial, aportes, volumen  
final y nivel del embalse.  
•Los resultados obtenidos son almacenados para  
Figura11: Procedimiento para obtener la demanda luego ser mostrados en una tabla de datos.  
eléctrica  
•El método simular periodo, se encarga de realizar  
las simulaciones para un periodo establecido por el  
Objeto caso: Contiene los datos necesarios para lle- usuario, permitiendo obtener el nivel del Embalse Guri  
var a cabo la simulación. Es decir, se reúne la informa- a futuro.  
ción necesaria para simular. El algoritmo de este objeto  
responde al esquema de la figura 12.  
•La probabilidad de descargas por aliviadero depen-  
de del nivel del embalse, caudal turbinado y aportes,  
ya que depende de si se alcanza la curva de control de  
crecientes.  
•La probabilidad de déficit energético, depende tam-  
bién de los factores mencionados anteriormente, ya que  
consiste en no poder suplir la demanda porque se alcan-  
zó el nivel mínimo del embalse.  
En la figura 14, se muestra el proceso realizado para  
ejecutar una simulación  
Figura 12: Diagrama del objeto caso  
Objeto simulador: Este objeto es el encargado de  
recibir la información transmitida desde el objeto caso.  
En la figura 12, se muestran los diversos métodos em-  
pleados [10]:  
Figura 14: Proceso realizado para ejecutar una  
simulación  
40  
ISSN 2542-3401  
U N I V E R S I D A D ,C I E N C I A y T E C N O L O G Í A V o l .2 2 ,N º8 6 M a r z o 2 0 1 8 ( p p .3 3 - 4 3 )  
V Fe el ár ns qá un ed ze ze tH a. l, . M, Mo do e dl aedlo,ys i mS iuml auc li aónc iyóndi sEenñoe rdge é utincab adnec ol ad se Cp r eunetb ra as l ae psl iHc ai dd or oae ul én cct or ni ct rao sl ador de ciclos.  
2
.1.3 Desarrollo de la herramienta  
El procedimiento es el siguiente:  
Se realizó la ventana de aplicación y las ventanas  
•
de diálogo que permitirán al usuario acceder a insertar  
y/o modificar información necesaria para llevar a cabo  
la simulación.  
•La ventana de aplicación, se encargará de iniciar y  
finalizar la aplicación, además, permitir insertar los pa-  
rámetros principales para simular. Es decir, es el menú  
principal de la herramienta SEECA.  
•Las ventanas de diálogo, permitirán al usuario ac-  
ceder a los parámetros secundarios para modificar y/o  
anexar información de acuerdo a las necesidades reque- Figura 16: Resultados de la simulación para el  
ridas para simular. Es decir, son los sub-menús de la periodo Ene-2016 / Dic-2016  
herramienta.  
En la figura 15, se puede observar el menú principal de 3.1.2 Simulación predictiva del Embalse Guri  
la herramienta.  
El objetivo es determinar los escenarios energéticos  
para los próximos 10 años considerando las series hi-  
drológicas registradas (1950-2016), bajo las siguientes  
premisas:  
•Periodo de simulación: 201ꢀ-202ꢀ.  
•Nivel inicial del embalse de Guri 2ꢀ0,15 m.s.n.m  
para el 08/Ago/2017.  
Entrada en operación de la primera unidad de To-  
•
coma el 01/Ene/2021, con la entrada de las unidades  
restantes cada 3 meses.  
•Generación de las centrales del bajo Caroní: 200  
GWh/día.  
3
.1.2.1 Series hidrológicas  
Al realizar las simulaciones se pudo cuantificar las  
Figura 15: Herramienta SEECA  
series hidrológicas que presentan mayor probabilidad  
de descargas por aliviaderos y déficit energético para  
este periodo de simulación.  
RESULTADOS Y DISCUSIÓN  
3
.1.2.1.1 Probabilidad de descargas por aliviaderos  
La probabilidad de realizar descargas por aliviade-  
3
3
Simulación del Embalse Guri  
ros se debe a que se alcanzó la curva de control de cre-  
cientes del Embalse Guri. La figura ꢀ1, se muestra el  
comportamiento del embalse con mayor probabilidad  
de descargas por aliviaderos. La serie hidrológica del  
año 2003, presento mayor probabilidad [11].  
.1.1 Simulación real del Embalse Guri  
Se realiza una simulación con información real  
del nivel del Embalse Guri, para comparar los re-  
sultados obtenidos en el programa con la realidad.  
La figura 14, muestra las curvas de los registros del  
nivel del Embalse Guri para el periodo Ene-2018 /  
Dic-2018.  
Las diferencias en los resultados pueden ser causa-  
das por:  
•
•
•
Variación en la eficiencia de las turbinas.  
Sedimentación en el embalse.  
Error en la medición de los caudales de aportes.  
41  
ISSN 2542-3401  
UNIVERSIDAD, CIENCIA y TECNOLOGÍA Vol. 22, Nº 86 Marzo 2018 (pp. 33-43)  
V Fe el ár ns áq nu de ez ze Ht a. ,l . ,Mode l oySi mulac iónEne rgé ti ca del a s Centra l esHidr oel é ct ri ca s
Figura 19: Turbinado Guri para la serie hidrológica  
1
957  
Figura 17: Comportamiento del nivel del Embalse  
Guri para la serie hidrológica 2003  
3
.1.2.1.2 Probabilidad de déficit energético  
La probabilidad de presentar déficit energético se  
debe a la posibilidad de no poder suplir la demanda  
eléctrica debido a que se alcanzó el nivel mínimo del  
Embalse Guri. La figura 18, se ilustra el comportamien-  
to del nivel del embalse para la serie hidrológica 195ꢀ,  
la cual presentó mayor probabilidad de déficit energé-  
tico.  
Figura 20: Turbinado Guri para la serie hidrológica  
003  
2
Figura 18: Comportamiento del nivel del Embalse  
Guri para la serie hidrológica 1957  
3
.1.2.1.3 Consumo Figura 21: Caudales de aportes para la serie hidro-  
Es importante conocer la relación entre el consumo lógica 1957  
de agua y los caudales de aporte en el Embalse Guri,  
porque son factores que permiten llevar a cabo las si-  
mulaciones y estimar el comportamiento del nivel del  
embalse a tiempo futuro [12].  
A continuación, se muestran las curvas del caudal  
turbinado y los caudales de aportes del Embalse Guri  
para las series hidrológicas 195ꢀ y 2003.  
42  
ISSN 2542-3401  
U N I V E R S I D A D ,C I E N C I A y T E C N O L O G Í A V o l .2 2 ,N º8 6 M a r z o 2 0 1 8 ( p p .3 3 - 4 3 )  
Velásquez et al., ModeloyS imulaci ó nE n e r géti c adela sCe n tra le sHi d r o e léctricas  
LV. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS  
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1]CORPOELEC, «Archivo Técnico. Central Hi-  
droeléctrica Simón Bolívar (Guri).,» Corpoelec, Guri,  
012.  
2]EDELCA, «Archivo Técnico.,» EDELCA, Guaya-  
na, 2009.  
3]G. José, «El potencial hidroeléctrico nacional.,» Ca-  
racas, 2015.  
4]P. Juan, «Modelado de las características de em-  
2
[
[
[
balses y centrales hidroeléctricas.,» UNIVERSIDAD  
PONTIFICIA COMILLAS, 2008.  
[5]L. Vizcaya, «Diseño de un programa para a simula-  
Figura 22: Caudales de aportes para la serie hidroló-  
ción energética a largo plazo de las centrales hidroeléc-  
gica 2003  
tricas operadas por EDELCA.,» UNEXPO, Guayana,  
2
003.  
En los resultados obtenidos de las simulaciones se [6]E. Alcalá, «Evaluación de la planificación operativa  
puede observar la generación producida en las centra- del sistema interconectado nacional 2005-2009,» Cara-  
les. Una vez entrada en operación la central Tocoma, el cas, 2007.  
caudal turbinado en las centrales Guri, Caruachi y Ma- [7]T. sara, «Modelado y control de una central hi-  
cagua disminuye, dado que la generación de Tocoma droeléctrica.,» Universidad de Sevilla, Sevilla, 2012.  
sustituye parte de la generación de estas centrales [13]. [8]CORPOLEC-EDELCA, «Situación actual del siste-  
A continuación, se muestra en las figuras 22 y 23 las ma eléctrico nacional,» CORPOLEC-EDELCA, Gua-  
curvas de la generación en las centrales hidroeléctricas, yana, 2009.  
para las series hidrológicas 2003 y 195ꢀ, presentando la [9]J. Hurtado de Barrera, Metodologia de la investiga-  
mayor probabilidad de aliviado y de déficit energético. cion, Caracas: : Ediciones Quirón-Sypal, 2015.  
[10] J. T. 8. Shipman, Rreference: a GUI for Python.,  
2
013.  
Figura 23: Generación en las centrales hidroeléctri-  
cas para la serie hidrológica 2003  
Figura 24: Generación en las centrales hidroeléctri-  
cas para la serie hidrológica 1957  
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ISSN 2542-3401  
UNIVERSIDAD, CIENCIAyTECNOLOGÍAVol . 22, Nº 86Marzo2018(pp. 33 -4 3)