XM Experiencia PMU 2011

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Medición Fasorial en el Sistema
Interconectado Nacional
II Taller Internacional Fundamentos de Smart Grids
Julio 14, 2011
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Proyecto SIRENA - Antecedentes
El proyecto Sistema de Respaldo Nacional ante eventos de gran magnitud (SIRENA) nace
en el año 2007 luego del apagón total que sufrió el Sistema Interconectado Nacional
Colombiano en abril de ese año. El proyecto se propone como una acción de XM en la
procura de implementar sistemas que pudiesen responder ante eventos de rara ocurrencia
pero de gran impacto.
Evento de Red
Torca
Contingencia Extrema en el SIN
Actuación esperada del Esquema de Respaldo
60.2
Frecuencia (Hz)
60
59.8
Frec_Medellin
Frec_Torca
Frec_SnMateo
Frec_EPSA
Frec_Flores
Frec_Guatig
Evento de Red
Guavio-Circo
Evento de Red
Sochagota-Guatiguará
59.6
9.00
11.00
13.00
15.00
Tiempo (s)
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17.00
19.00
21.00
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Visión Proyecto SIRENA
Sistema de Respaldo
Nacional ante Eventos
El proyecto SIRENA busca en el largo plazo
implementar un Esquema de Protección de la Integridad
del Sistema (ESPIS) de nueva generación, que permita
ejercer control y protección del sistema para prevenir y
mitigar la ocurrencia de eventos de gran magnitud
Caribe
Nordeste
Se espera cumplir esta meta en un lapso de 3 a 5 años e
involucra inversión en CT+I
Aspectos Fundamentales
Antioquia
Oriental
Suroccidental
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•
Uso de última tecnología en monitoreo
de Sistemas de Potencia (PMU)
•
Uso intensivo de Telecomunicaciones
•
Explotar capacidades de computación
distribuida
•
Uso de nuevos métodos de análisis y
simulación de sistemas de potencia
•
Implementará un sistema WAMS /
WACS
•
Iniciar la aproximación a tecnologías de
smart grids en el SIN
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Aplicaciones WAMS
El ángulo del voltaje en
sistemas de potencia es
un síntoma muy precoz
del comportamiento de la
red. El estudio del ángulo
en diversas barras de un
sistema permite identificar
situaciones que podrían
llegar a ser peligrosas.
Pero, que hacer con todos
los ángulos del sistema ?
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Potencialidades de Observación y Control con PMU
Máxima Importación
Caribe
Máxima Importación Suroccidental
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Potencialidades de Observación y Control con PMU
Al simular contingencias extremas
como disparos de subestaciones o
contingencias superiores a N-1, se ha
encontrado que solo con observar el
comportamiento angular es factible
identificar sub-áreas problema.
El mecanismo propuesto es identificar
grupos angulares coherentes, medir su
velocidad angular de separación del
grupo principal, y según su dirección
(adelanto o atraso), discernir si el
problema involucra la necesidad de
disparar generación o carga.
El proyecto I+D XM–UPB está
identificando las diferentes maneras de
agrupación de ángulos, la obtención de
promedios por áreas operativas, la
identificación de grupos de corte
angular y la determinación de ángulos
de referencia.
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Contingencia N–2 a la costa
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Validación del Modelo, Evento disparo de línea
Cerro-Primavera
Diferencia Angular San Carlos- Sabana
60
40
30
DIG
PMU's
20
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42:3…
42:2…
42:2…
42:2…
42:2…
42:2…
0
42:1…
10
42:1…
Angulo en grados
50
8
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Herramientas de Análisis basadas en datos
fasoriales
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WAMS/Conciencia Situacional – Phasor Point
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Estabilidad Oscilatoria, Phasor Point (Psymetrix)
Visualización general de análisis
de oscilaciones en el SIN.
Análisis del
comportamiento de
oscilación de baja
frecuencia.
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Islanding, Phasor Point (Psymetrix)
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PI– GUSANO FRECUENCIAS
GUSANO CON
DELTAS DE
FRECUENCIA
(REF. SAN
CARLOS)
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Registro de Eventos
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Relés de Distancia, Desarrollo con librerías de
OpenPDC
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Propuesta de arquitectura para el
sistema de información fasorial
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Diseño Conceptual Arquitectura de Datos
Centro de control CND
Psymetrix
Phasor Point
Osisoft PI
Anchos de Banda
Aplicaciones XM
Kbps
# de Muestras por Seg
# de PMU
Phasor Data Bus IEEE C37.118-2005
SCADA EMS
Super PDC
1
Super PDC
12
20
VPN +
Firewall
VPN +
Firewall
30
10
30
60
6.07
18.21
36.42
72.84
218.52
437.04
121.40
364.20
728,40
182.10
546.30 1092.60
RED WAN Smart Grid
IDD/PDC
Local
C37.118 / IEC 61850
Subestación
IDD/PDC
Local
C37.118 / IEC 61850
Subestación
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IDD/PDC
Local
SuperPDC
Transmisor Nacional
Operador de Red
C37.118 / IEC 61850
Subestación
Cálculos de ancho de banda para una
PMU monitoreando 3 fasores de voltaje y
3 de corriente
Optimización de Ancho de banda en el envió de
datos fasoriales desde una S/E
Ancho de banda requerido
para el envió de datos
fasoriales desde la S/E (60
fps y 6 Ctos):
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•
Sin PDC Local 3V y 3I
por Cto:
218.56 Kbps.
•
Con PDC Local 3V y 3I
por Cto:
106.45Kbps.
•
Con PDC Local 3V por
S/E y 3I por Cto:
65.36Kbps.
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PMU’s en IEC 61850
• La adquisición de datos análogos
la realiza la PIU, realizando la
conversión análogo-digital.
• En el bus de proceso se tienen
muestras digitales a ratas
superiores a 256 muestras por
ciclo de cada señal.
• El IED realiza el análisis fasorial
propio de las PMU teniendo como
resultado fasores de tensión y
corriente.
• El IED puede obtener datos
diferentes a las señales de tensión
y corriente, como estado de
interruptores, relés ,etc. Para ser
enviados en protocolo IEEE
C37.118
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PMU’s en IEC 61850
• La evolución del monitoreo de
datos fasoriales en IEC 61850
presenta nuevas oportunidades y
retos para fabricantes y
empresas del sector.
• La visión actual de PMU como
equipo cableado a CT’s y PT’s
desaparece.
• Adopción del CIM (Common
Information Model) como
herramienta de intercambio de
información entre la S/E y el
Centro de Control.
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Diseño Conceptual Arquitectura de Datos
Centro de control CND
Psymetrix
Phasor Point
Osisoft PI
Anchos de Banda
Aplicaciones XM
Kbps
# de Muestras por Seg
# de PMU
Phasor Data Bus IEEE C37.118-2005
SCADA EMS
Super PDC
1
Super PDC
12
20
VPN +
Firewall
VPN +
Firewall
30
10
30
60
6.07
18.21
36.42
72.84
218.52
437.04
121.40
364.20
728,40
182.10
546.30 1092.60
RED WAN Smart Grid
IDD/PDC
Local
C37.118 / IEC 61850
Subestación
IDD/PDC
Local
C37.118 / IEC 61850
Subestación
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IDD/PDC
Local
SuperPDC
Transmisor Nacional
Operador de Red
C37.118 / IEC 61850
Subestación
Cálculos de ancho de banda para una
PMU monitoreando 3 fasores de voltaje y
3 de corriente
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Muchas gracias !
Preguntas y comentarios:
Ramón Alberto León – [email protected]
Jorge Enrique Gómez – [email protected]
Samuel Sánchez – [email protected]
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