Pablo Corredor Gerente General XM – Compañía de Expertos ...PLC PLC. April 20 –21, 2010,...

April 20 – 21, 2010, Bogota, COLOMBIA

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Pablo Corredor Gerente General

XM – Compañía de Expertos en Mercados S.A. E.S.P.

Colombia

April 20 – 21, 2010Crowne Plaza Hotel, Bogota, COLOMBIA


Requerimientos de la Industria para “Smart Grid”: Tecnologías,

Interoperabilidad y Tendencias


Convergencia de Actividades

Generación Distribuida


Generación Sostenible

Generación Sostenible

Fuentes AlternasFuentes Alternas

Smart GridSmart Grid

Liberalización de los Mercados e Inversión Privada

Participación activa de

clientes finales

Automatización, control, medida

y protección

Fuente: Today on the Interwebs, Smart Grid, Frebrero 1, 2009. http://todayontheinterwebs.blogspot.com


Fuentes Alternas de Energía y




SMARTGRID

EficienciaEnergética

Política dePrecios

Reducción deCarga Pico

Automatizaciónen Distribución

Medición“Smart”

Nuevas Técnicasde Control y

Comunicación

INFRAESTRUCTUR AVANZADA DE MEDICIÓN DE ENERGÍA

1. Sensores “Smart” localizados en los consumidores

2. Comunicaciones bidireccionales

3. Control maestro para medición horaria de energía

Nuevas Técnicasde Control y

Comunicación


April 20 – 21, 2010, Bogota, COLOMBIASmart Grid: A New Paradigm for Power Delivery, IEEE Bucharest PowerTech Conference June 2009

Infraestructuras Interdependientes


Fuente: NIST Smart Grid Standards Roadmap Project Goals, April 23, 2009

¿Dónde se requiere estandarizar?

Plug-in Electric Vehicles

Distributed Energy

Resources


Comunicaciones

RTU

RTU

Public Land Mobile Netwroks

Utility Backbone Network

Utility Corporate Building (Data Center)

Utility Generation Plant

GRPSGRPS/UMTS/HSPA

Fiber

Optics

Fiber

Optics

SubstationResidential and

Industrial Costumer

Fiber Optics

Fiber Optics

PLC

PLC


Control de la Demanda

Aumento Fuentes

Renovables

Disminución Efecto

Invernadero

Control y Comunicación

Administración de activos

Satisfacción al cliente

Eficiencia operacional Costo de la

energía eléctrica

Nuevas tecnologías de

generación

Nuevo Ambiente Emergente de Negocio


Nuevo Ambiente Emergente de Negocio

DISTRIBUCIÓN� Monopolio del Servicio� Libre acceso a las redes� Cargos regulados

� Competencia� Precios libremente acordados� Competencia en las ofertas de

corto plazo� Importaciones de otros países (No

TIE)

GENERACIÓN

� Regulados� No regulados� Alumbrado Público� Exportaciones a otros países (No TIE)

CLIENTES

� Monopolio del Servicio� Competencia a partir de 1999 en la

expansión del STN� Libre acceso a las redes y cargos regulados

TRANSMISIÓN


COMERCIALIZACIÓN� Compra y venta de energía� Competencia� Margen de Comercialización aprobado por la CREG para el mercado regulado

Mercados TIE

�CND�ASIC�LAC

OPER. Y ADMINISTRA.


Los comercializadores trasladan sus costos a los clientes


Adecuación Regulatoria

� Evaluación de la robustez del sistema de interconexión.

� Reglamentación para la GD para su funcionamiento en isla.

� Anillos de seguridad

� Coordinación y control de la operación

� Reevaluación del despacho

� Cálculo de potencia firme

Código de Operación

� Adecuación y/o instalación de los equipos de medida y telecomunicaciones.

� Definición de nuevas fronteras comerciales.

� Procedimientos de medición, liquidación y verificación que permitan cuantificar la energía suministrada a la red

Código de Medida

� Nuevos equipos de medida.

� Reglamentación para la GD para su funcionamiento en isla.

� Reevaluación de indicadores de calidad de distribución.

Reglamento de Distrib.

� Afectación directa con Distribuidores locales conectados directa o indirectamente al STN.

Código de Conexión


Infraestructura

Especificaciones de diseño

Compensación reactiva y control de

tensión

Cumplimiento de requisitos técnicos

mínimos de las redes

Condiciones de conexión

Calidad de la potencia

Establecimiento de nuevas condiciones

regulatorias en operación e

infraestructura de sistemas de potencia

dirigidas a:

Sistema de control de tensión

Desconexión instantánea

Frecuencia y duración de las interrupciones

Control de energización para sincronización

Restablecimiento

Control de la capacidad de generación

Límite de armónicos


INC

ER

TID

UM

BR

E

TIEMPO

Escenarios de DemandaLiberalización del Mercado

Disponibilidad de la RedDisponibilidad de Energéticos PrimariosComportamiento del Clima (Agua, Viento, Sol)

Costos de CapitalPrecios de Energéticos

Externalidades

• Entorno macroeconómico• Acceso a financiación• Restricciones ambientales• Políticas energéticas• Orden público• Disponibilidad equipos• Reposición de equipos• Prácticas operativas• Idoneidad de las personas• Nuevas Tecnologías

Planeación


Redes Inteligentes

Transmisión


Desarrollos tecnológicos en computación, comunicaciones y electrónica de potencia han otorgado poder de mercado a la demanda:

1. Elasticidad de la Demanda (Precios Horarios Universales)

2. Confiabilidad a la medida (ESPS)

3. Demanda Inteligente (Smart Grid)

4. Interconexiones Internacionales

Demanda como jugador en el mercado


Una visión diferente:

Seguridad: Habilidad del sistema para

evitar desconexiones de

carga No Controladas.

Confiabilidad: Habilidad del sistema para

manejar desconexiones de

Carga Controladas. (Se puede

escoger a quien y cuando se

desconecta).

Seguridad y Confiabilidad


Chevy Volt ® - 201116 kWh/día (2 kW x 8 Horas)

Los Autos Eléctricos Híbridos Recargables (PHEV) son una realidad.

Se empieza a borrar la línea entre electricidad y otros energéticos.

Se hace más evidente que la Electricidad no es una fuente de energía, es un transportador de energéticos.

Nuevas Tecnologías de Carga


600 MW

800 MW

1000 MW

1200 MW

1400 MW

1600 MW

1800 MW

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

Año 2020 Año 2020 + PHEV

Algunos números sobre el impacto en el sistema de p otencia en una ciudad como Medellín (8,000 MW – 1,800 MW)Media Penetración (2018) – 10,000 autos

Nuevas Tecnologías de Carga


GG

GGGG

GG

PMU

IED

R

R

PMU

IED

PMU

IED

PMU

IED

PMU

IED

PMU

IEDPMU

IED

PMU

IED

PMU

IED

PMU

IED

Súper PDC

Súper IED

R

Expansión del Sistema

Nuevos tipos de proyectos de expansión:

• Clásicos para atender demanda

• Para habilitar las transacciones del mercado

• Para minimizar la congestión

• Para permitir enlaces internacionales (HVDC)


GG

GGGG

GG

PMU

IED

R

R

PMU

IED

PMU

IED

PMU

IED

PMU

IED

PMU

IEDPMU

IED

PMU

IED

PMU

IED

PMU

IED

Súper PDC

Súper IED

R

Expansión del Sistema

Evaluación de los beneficios de los proyectos de expansión:

• Congestión – Restricciones

• Considerando los ESPS (WAMS / WACS)

• Como se evalúa económicamente la confiabilidad en los sistemas modernos

• Aun son aplicables los métodos clásicos?


Centros de Control

Redes Inteligentes

Integración de nuevas tecnologías

Descentralización de las actividades del sector

Avance en Tecnologías de Comunicación


Supervisión y Control

PMU

Web 2.0 para E.S.P.Aplicativos Inteligentes

Administración del Procesode Negocios para Energía

DMS AvanzadosEstándares de Integración Guiados por CIMInfraestructura Avanzada de Medición Residencial/Doméstica

Respuesta a la Demanda

DispositivosElectrónicosInteligentes

Historiadores

Medición Avanzadade Grandes UsuariosComerciales eIndustriales

RupturaTecnológica

Pico deExpectativas

InfladasCanal de

DesilusiónPendiente de

EsclarecimientoMeseta de

Productividad

Tiempo

SCADA abierto

Seguridad/Vigilancia(administración deseguridad yseguridad operativa)

Comunicacionesmóviles e inalámbricas

EMS

A junio de 2008,

Años para adopción masivamenos de 2 años 2 a 5 años 5 a 10 años más de 10 años obsoleto antes de meseta

Fuente: GARTNER, Inc., Adaptación: Proseres

Banda Ancha porLíneas de Potencia

Visibilidad

Integrador-Adaptador SeguidorDesarrollador

Control total

Control Desregulado

Descontrol

Control Regulado

Sistema Vigilancia tecnológica

Vigilancia tecnológica recurrente

Vigilancia tecnológica puntual

Vigilancia tecnológica estratégica


Medición Fasorial

SIRENA


¿Qué tenemos en Colombia?

Oscilación detectada (0.49 Hz). En esta oscilación se aprecia como la PMU s de Betania detecta oscilación contra el sistema central

En esta oscilación se aprecia como todo el Sistema oscila en fase


¿Qué información estamos observando?

April 20 – 21, 2010, Bogota, COLOMBIA 27

Cómo estamos utilizando esta información

2.9 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8

-0.15

-0.1

-0.05

0

0.05

0.1

Time (min)

Filt

ered

/Sca

led

sign

als

Test 2.1.5-1

Frequency- Active Power

3.9 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8-0.25

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

0.05

0.1

0.15

0.2

Time (min)F

ilter

ed/S

cale

d si

gnal

s

Test 2.1.5-6

Frequency- Active Power

P leads F by 90°Positive power excursion coincides with system acceleration, destabilising the system

P leads F by 180°Net contibution of power to the oscillation is approximately zero

Power export from generator is positive

Original Settings Target Settings

Comportamiento Original Comportamiento con los nuevos ajustes

April 20 – 21, 2010, Bogota, COLOMBIA 28

La utilización de esta tecnología nos ha permitido tener alarmas tempranas para

minimizar los riegos en la Operación• Tiempo de decaimiento ( ττττ), es el tiempo que tarda una oscilación para

decaer hasta un 37% (1/e) de su amplitud inicial. • Amplitud (Hz), Con el objetivo de tener alarmas tempranas en este

sentido, se configuró el sistema para que cuando la oscilación alcance valores de inadecuados de alertas al operador.

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

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0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

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1.5

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Amplitud

Periodo (T)

Amortiguamiento

Frecuencia = 1/T

te σ−


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