Soluciones “Agua - Alambre” de ABB para Centrales Hidroeléctricas

Transcripción

Jornadas Técnicas ABB en Chile, Junio 04 & 05, 2013
Soluciones “Agua - Alambre” de ABB
para Centrales Hidroeléctricas.
Generación de Energía, Américas
© ABB Group
ABB Power Generation
Page 1
ABB: líder global en tecnologías de potencia y automatización
Posiciones de liderazgo en principales negocios
© ABB Group
Page 2

146,100 empleados en cerca de 100
países (2012)

Más de USD $40 billones de ingresos
(2012)

100 países a través de cuatro
regiones: Europa, Américas, Asia,
Medio Este y África (MEA).

Compañía de propiedad publica con
oficinas centrales en Zúrich, Suiza.

Constituida en 1988 con la fusión de
compañías de ingeniería de Suecia
(ASEA) y Suiza (Brown Boveri)

Predecesores fundados en 1883 y
1891 respectivamente

Presencia en Bolsa de valores de NY,
Zúrich y Estocolmo
Las 5 Divisiones Globales de ABB
Productos de
Potencia
$10.7 billones
35,800
empelados
Sistemas de
Potencia
$7.9 billones
20,200
empleados
Autom.
Discreta y
Movimiento
Productos
Bajo Voltaje
$9.4 billones
29,300
empleados
$6.6 billones
30,800
empleados
Autom. de
Procesos
$8.2 billones
28,000
empleados
(ingresos 2012 en USD, consolidados)
Portafolio de ABB cubre:
•
•
•
•
© ABB Group
Page 3
Equipos/Sistemas Eléctricos, de
automatización, controles e
instrumentación para generación de
energía y procesos industriales
Transmisión de energía eléctrica
Soluciones de distribución
Productos de Bajo-Voltaje
•
•
•
•
Motores y convertidores de
frecuencia
Sistemas para edificios
inteligentes
Robots y sistemas robóticos
Servicios para mejorar la
productividad y confiabilidad de
los clientes
División Sistemas de Potencia
Subestaciones
Generación de Energía
Sistemas Interconectados
Manejo de Redes
 Nuestra División de Sistemas de Potencia sirve Empresas de Energía, también como
clientes comerciales e industriales con soluciones y servicios para la generación,
transmisión y distribución de electricidad.
 Las soluciones Llave en Mano incluyen electrificación y automatización de plantas de
generación, transmisión de energía, subestaciones y manejo de redes.
 Ingresos: USD $7.9 billones (2012)
 Empleados: 20,200
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Page 4
División Sistemas de Potencia
Generación de Energía
Productos finales clave:

Sistemas eléctricos, automatización, control e
instrumentación para generación de energía

Sistemas interconectados de transmisión de
potencia en CA y CD para integración de energía
tradicional y renovable (HVDC, HVDC Light,
FACTS)

Proyectos Llave en Mano (incl. plantas PV,
plantas hidroeléctricas, y subestaciones)

Manejo de redes y sistemas de mercado

Servicios sistemas de potencia

Consultoría y estudios de sistemas

Reparación, modernización, renovación

Actualización de software y hardware

Manejo de recursos y diagnósticos
Mercados cubiertos:

© ABB Group
Page 5
Empresas de Energía, Industria, OEMs, EPCs
Energía Hidroeléctrica
Una fuente de energía sustentable
16%
80%
16% de la producción de
electricidad del mundo*
80% de la electricidad del mundo
que es de recursos renovables es
generada con recursos hídricos *
Energía hidroeléctrica es una fuente de energía barata, confiable, económicamente estable y
sostenible, cuyo desarrollo contribuye positivamente a lo siguiente:

Satisface el incremento global en demanda de energía

Enfrenta el calentamiento global

Satisface requerimientos de energía renovable en varias jurisdicciones

Enfrenta la pobreza en el tercer mundo

Soporta renovables intermitentes y almacenamiento de energía

Soporta operación de redes (energía secundaria & terciaria, control de potencia &
frecuencia)
© ABB Group
Page 6
*2010 figures, IEA world energy outlook 2012
ABB – un proveedor líder para energías renovables
Energía Hidroeléctrica como actividad principal
© ABB Group
Page 7

A través de su extenso portafolio, ABB contribuye a
alcanzar los objetivos mundiales más ambiciosos en
la producción de energía de fuentes renovables y su
integración a redes inteligentes y aplicaciones de
energía eficiente.

ABB ha estado desarrollando tecnologías y dando
soluciones para la industria hidroeléctrica por más de
125 años. Nuestras soluciones se pueden encontrar
en cientos de plantas hidroeléctricas alrededor del
mundo.

ABB es uno de los líderes mundiales en el
suministro de casi todo producto del alcance de
suministro de potencia y automatización en planta
hidroeléctricas yendo desde la conexión en el
generador hasta la conexión a la red.

Nuestras actividades principales van desde la
ingeniería de la planta hasta las gerencias del
proyecto y en sitio, instalación de equipos, puesta en
servicio, pruebas, mantenimiento y soporte, para
proyectos nuevos y de rehabilitación.
Energía Hidroeléctrica
Mercado
Clientes en el mercado hidroeléctrico buscan:
Socios
experimentados que puedan entregar soluciones de bajo riesgo
Compra
en un solo punto para soluciones complejas
Socio
solido que pueda cumplir con los mas altos estándares, garantías de desempeño y de
solidos antecedentes económicos (liderazgo)
Potencial del mercado/panorama:
adicional – nuevas planta en países en desarrollo con alto potencial hidroeléctrico
aún sin utilizar, para satisfacer el rápido crecimiento de la demanda de electricidad
Capacidad
actualizar & incrementar – plantas viejas en mercados con larga historia en
hidroelectricidad y alta taza de exploración
Renovar,
demanda de almacenamiento – incrementar capacidades de plantas de bombeoalmacenamiento para suplementar el desarrollo de fuentes de energía renovables intermitentes
Alcanzar
Pequeñas
Hidroeléctricas - (entre 10 y 30MW) desarrollar la capacidad en mercados
emergentes y maduros
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Page 8
ABB Generación Energía NAM
ABB Canadá – ABB CEG para Hidroeléctricas

ABB Canadá fue asignado como Centro de Competencia y Centro
de Ejecución Global para soluciones hidroeléctricas en 2011,
basado en nuestra experiencia global en soluciones Agua-Alambre
Centros de
Ejecución
Burlington
Wickliffe
Natrona
Heights
Hidro, Solar &
EBOP
Automatización Turbinas
Térmica & Optimización
Centro de Ingeniería de México (MEC)
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San Luis
Potosí
Soluciones Agua – Alambre (Water to Wire ó W2W)
Trabajando con
suministradores/fabricantes líderes
de turbinas y generadores, ABB y
sus socios suministran paquetes
electromecánicos completos
“Agua - Alambre” para medianas y
grandes centrales hidroeléctricas.
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Page 10
Componentes Típicos Central Hidroeléctrica
Sist. Transporte de Agua.
Bocatoma
Represa
Canal
Túnel
Tubería Forzada
Casa de Maquinas
T+G
MBoP
EBoP
Cuarto de Control
Subestación
Interconexión
Sist. restitución de agua
Premisas: Control del agua…..……Control de la energía!
Controlar condiciones aguas-arriba para garantizar condiciones aguas-abajo
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Page 11
Límites de responsabilidad aguas arriba/aguas abajo
en un contracto W2W (escenario típico)
Alcance Aguas Arriba:
Sistema transporte de agua/
hidromecánicos: tubería forzada,
compuertas
Civil: Túnel(es), Canales,
Bocatoma, Represa
(por otros)
Limite Aguas Abajo:
Compuertas de Descarga
(No Incluidas)
Limite Aguas Arriba:
Válvula principal/ Válvula de Seguridad
(Incluidas)
Potencial área ‘Gris’
Alcance Aguas
Abajo:
Estructura de la
descarga (por
otros)
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Panorama Central Hidroeléctrica
Controles
Represa/Vertedero
Sistema de
Transmisión
Telecomunicaciones
Sists. acceso/seguridad
Control &
Protección
Subestación
Subestación
Alta tensión
Represa
Automatización Planta
Bailey
Bailey
Bailey
Bailey
Interruptor
generador
Protección
Excitación
Tubería Forzada
Generador
Regulador
velocidad
Unidad
Barras Fase
Aislada
Auxiliares
mecánicos
Turbina
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Page 13
Auxiliares
Eléctricos
LV + MV
Instrumentación
Equipos
Transformador
Elevador
Paquete Agua - Alambre
Beneficios de ABB
Características del paquete:



Consorcio de responsabilidad solidaria
Un solo contrato firmado entre el cliente y el
consorcio
Términos y condiciones comunes. Términos
de pago comunes
Beneficios del Cliente:

Solución integrada completa desde la válvula
de entrada hasta la interconexión con la
distribución o línea de transmisión

Facilidad durante las interfaces del proyecto.
El Cliente solo trata con ABB* para el
alcance completo.

ABB como líder de la integración completa
de la central hidroeléctrica (equipos
eléctricos, mecánicos, de control).

Óptimo valor para el cliente a través de la
seguridad de un solo contrato con ABB*
como socio responsable.

Bajo riesgo/alto valor de soluciones agua –
alambre cuando se está en asociación con
nuevos miembros del mercado.
Garantías Proporcionadas:


Garantía de capacidad, garantía de
eficiencia, garantía de cavitación
Garantía de entrega
Instrumentos Financieros (bonos y/o
cartas de crédito como respaldo):


Proporcionados para garantía de
desempeño
Proporcionados para garantía de equipos
* como líder del Consorcio
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Page 14
Modelo de Ejecución del Proyecto (típico)
CLIENTE
Empresa de Energía, Constructor, Industria
Contrato Civil
Contrato W2W/EM
Consorcio de Responsabilidad Solidaria
ABB
(Líder)
Turbina-Generador
Socio
•Gerencia Proyecto
•Diseño, fabricación, entrega,
puesta en servicio, arranque
•Sistemas Eléctricos y de
Automatización
•Gerencia del suministro
•Coordinación general
© ABB Group
Page 15
•Diseño, fabricación, entrega,
puesta en servicio, arranque
•Turbina/Generador, equipos
balance mecánico de planta
Contratista
Instalación
Ingeniero Consultor
•Revisión de diseños
•Pruebas de aceptación
Acuerdo de Alianza Estratégica
Proveedores Líderes de Turbina - Generador


Acuerdo de Alianza por proyecto:

ABB establece una alianza estratégica con lideres en la fabricación de turbinas y
generadores por proyecto, brindando soluciones confiables y rentables a los
proyectos agua-alambre.

Trabajando con suministradores de turbinas/generadores basados en la selección
apropiada según necesidades especificas del proyecto.
Detalles del acuerdo:

Proyectos hidroeléctricos agua-alambre

Enfoque estratégico en ciertos mercados

Acuerdos de Consorcio para los proyectos

Acuerdo es estructurado para proyectos nuevos (greenfield)

Trabajando con diferentes socios:

GE Hydro (ahora Andritz)

HEC

Chongqing Yunhe

RainPower

Otros socios potenciales bajo evaluación
© ABB Group
Page 16
W2W, División del Alcance ABB – Socio EM
Diseño, suministro, pruebas en fabrica, embarque, supervisión de instalación, pruebas en sitio y
puesta en servicio
ITEM
DESCRIPTION
RESPONSIBLE
1
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
Turbine
Turbine inlet valve
Turbine casing, runner and embedded parts
Lubricating oil system
Hydraulic governor system
Integrated turbine governor electronic control
EM Partner
EM Partner
EM Partner
EM Partner
ABB
2
2.1
2.2
Generator
Generator cooling system
Generator fire fighting equipment
EM Partner
EM Partner
EM Partner
2.3
2.4
2.5
2.6
Static excitation system including excitation transformer
Generator circuit breaker
Isolated phase bus
Neutral grounding cabinet
3
3.1
3.2
3.3
3.4
Miscellaneous mechanical systems
Dewatering system
Drainage system
Compressed air system
Bridge crane
4
4.1
4.2
Main step up transformer
Substation including substation automation
Revenue metering
ABB
ABB
ABB
5
5.1
5.2
Station services systems including
Station service transformer
Medium voltage systems
Low voltage switchgear and motor control centers, LV
Distribution
ABB
ABB
ABB
5.3
© ABB Group
Page 17
ABB
ABB
ABB
ABB
EM Partner
EM Partner
EM Partner
EM Partner
EM Partner
ABB
ITEM
6
6.1
6.2
DESCRIPTION
RESPONSIBLE
Backup systems
Diesel generator set
Black start
DC systems including batteries, inverters, chargers, DC
Distribution
ABB
ABB
ABB
ABB
7.5
Automation systems
Unit protection system (transformer, generator, MV
systems)
Unit control system
Plant control system including joint control, remote
dispatch
SCADA systems (remote control, regional control
centers)
Cascade control, hydrology modeling, long term
forecasting, optimization
8
8.1
8.2
Remote Installations
Water level measurement
Intake electrical and automation systems
9
9.1
9.2
9.3
9.4
Miscellaneous systems
Grounding system design (typical supply by Civil)
Paging and telephone systems
Lightening protection
Weather stations
6.3
7
7.1
7.2
7.3
7.4
ABB
ABB
ABB
ABB
ABB
ABB
ABB
ABB
ABB
ABB
ABB
•Todos los trabajos civiles y de concreto por otros
•Instalación puede ser incluida
•Gerencia general del proyecto y del sitio liderada por
ABB
Experiencia de
ABB
en Proyectos
Agua – Alambre
(W2W)
© ABB Group
Page 18
Extensa Experiencia en Asociación
© ABB Group
Page 19
Extensa Experiencia en Consorcios
© ABB Group
Page 20
© ABB Group
Page 21
© ABB Group
Page 22
Proyectos de Referencia
Machupicchu Hydropower Plant (under execution)

End Customer:
Customer:
Project location:
Expansion of existing Hydroelectric plant in Peru (1x100
MW, Francis unit)
EGEMSA Peru
Graña y Montero (EPC)
 Project delayed due to archeological findings in the area.
Aguas Calientes, Region del Cusco,
Project solution
Peru.
 Complete W2W package including installation
Expected Completion date: Dec 2013
supervision and commissioning.

ABB in Consortium with Harbin Electric Machinery Co.
(HEC)

ABB Scope is complete EBoP equipment associated to
the generating unit (GCBs, IPBs, NG, Excitation + AVR,
Local Control, VMS, AC/DC systems)

HEC Scope is complete Generator, Turbine and
mechanical aux. associated to the generating unit
Customer benefits
 ABB and partner take full responsibility of their entire
scope: system studies, equipment design, fabrication,
installation supervision, testing, commissioning and
training.
 Single source for complete W2W package (Generator,
© ABB Group
Page 23
Turbine and electromechanical equipment).
Project References
Cheves Hydropower Plant (under execution)
Customer:
Empresa de Generacion de
Cheves S.A. (SPC set by SN
Power, Norway)
Project location: Provincias de Huaura y Oyón,
Departamento de Lima, Peru
Expected Completion date: Dec. 2014

Hydroelectric plant in Peru (2x86 MW, Pelton units)
Project solution

Complete W2W package including installation,
installation supervision and commissioning.

ABB in Consortium with RainPower (tubines and aux.
and with Jeumont (Generator and aux.).

ABB Scope was complete EBoP equipment
associated to the generators (GCBs, IPBs, NG,
Excitation + AVR, Local Control, VMS, AC/DC
systems)
Customer benefits
 ABB and partners take full responsibility of their entire
scope: system studies, equipment design, fabrication,
installation supervision, testing, commissioning and
training.
 Single source for complete W2W package (Generator,
Turbine and electromechanical equipment).
© ABB Group
Page 24
Mayo B Hydropower Plant (under execution)
Customer:
Yukon Energy
Project location: Yukon Province, Canada
Expected Completion date: Dec 2013

The project was executed in consortium with
Chongqing Yunhe Hydropower Group.

The Yukon Energy Mayo B Project is an extension
of an existing hydro facility, increasing the capacity
from 5 to 15 megawatts.

The project involves the construction of a new
powerhouse
approximately
3
kilometers
downstream from the existing powerhouse.

Two new Francis Turbines will be installed in the
new powerhouse bringing the total capacity of the
Mayo facilities to 15 megawatts.
Customer benefits
 ABB and partner take full responsibility of their
Project Solution provided:
• Turbine Type: 2 x 5.12 MW
horizontal Francis
• Net Head: 60.93 m
• Speed: 514.3 rpm
• Generating units auxiliaries
© ABB Group
Page 25
•
•
•
•
•
Diameter: 1150 mm
Generator Volt: 6.9kV
PF: 0.9 lag
Excitation System
Generators Neutral Grounding
entire scope: system studies, equipment design,
fabrication, installation supervision, testing,
commissioning and training.
 Single source for complete Generating units
electromechanical package.
GVRD Capilano Energy Recovery Facility (under execution)

Metro Vancouver is recovering energy from the potential
energy available in the water filtration process by
installing a hydro turbine in the water filtration network.
2MW of energy to be recovered and displace load in this
system

ABB is providing a water to wire solution which includes
Turbine, Generator, bifurcation, excitation, governor,
MV/LV, controls, step up transformer, commissioning
services.

Chongqing Yunhe as subcontractor to ABB for T&G unit

Horizontal Francis : 1 x 1.78MW
Customer:
Metro Vancouver
Project location: British Columbia, Canada
Expected Completion date: Oct. 2013
 ABB takes full responsibility of its entire scope: system
studies, equipment design, fabrication, installation
supervision, testing, commissioning and training.
 Single source for complete Generating unit and
associated electromechanical package.
© ABB Group
Page 26
Porce III Hydropower Plant
Customer:
Empresas Publicas de Medellin
Project location: Antioquia, Colombia
Completion date: Oct 2012

One of the largest hydroelectric plants in
Colombia (4x218 MW, Francis units)
ABB’s solution

Toshiba/ABB Consortium for Generator
E&M package. Partnership with Mitsui & Co.
Ltd.

ABB Scope was complete EBoP equipment
associated to the generators (GCBs, IPBs,
NG, Excitation + AVR, Local Control, VMS)
Customer benefits
 ABB takes full responsibility of its entire
scope: system studies, equipment design,
 Single source for complete Generators
electromechanical package.
© ABB Group
Page 27
Nam Theun II Hydropower Plant
Customer:
EDF France
Project location: Laos Republic
Completion date: Dec 2010

Largest hydroelectric plant in Laos People's
Democratic Republic: 4x250MW Francis +
2x40MW Pelton

World Bank financed project
ABB’s solution
ABB bid complete water-to-wire in a
consortium with GE, full turn-key.
Customer benefits
© ABB Group
Page 28

Single source for complete Water-to-Wire
electromechanical package

Consortium deal structure provides for more
competitive offering

Vendor financing – global sourcing
Rio General Hydropower Plant
End Customer:
Customer:
Project location:
Completion date:
Hidroenergia del General HDG SRL
 4x26 MW Francis units
SARET (EPC)
Costa Rica
 GE/ABB Consortium
Oct 2006
ABB’s solution






Control (local/remote interface)
Protection
AC/DC/MCC/Cable/DG
Substation, Transmission Lines
Engineering, Training,
Commissioning
Installation Supervision
Customer benefits
© ABB Group
Page 29

Single source for complete Water-to-Wire
electromechanical package

Consortium deal structure provides for more
competitive offering
Concepcion Hydropower Plant
Customer:
Istmus Hydropower Corp.
Project location: Chiquiri Province, Panama
Completion date: May 2008

Project: 2 x 5 MW , Francis

Executed in consortium with Mavel for T/G

Complete Turn key “Water to Wire”
Responsibility

ABB Scope:

Control

Protection

MV switchgear

Station Services

© ABB Group
Page 30
AC/DC/MCC/Cable

Main Transformer

Substation

Engineering & Commissioning

Installation Supervision
Mugica Hydropower Plant
Customer:
Constructora Norberto Odebrecht
Project location: Michoacan, Mexico

The project is executed in consortium with
Chongqing Yunhe Hydropower Group.

The project involves the design, manufacturing,
supply, installation supervision, and commissioning
of a 4.5 MVA generation unit for the “General
Francisco J. Mugica” dam located in Nueva Italia –
Michoacan, Mexico. This project is very important
to the region, since the main purpose of the dam is
for agricultural irrigation.
Customer benefits
 ABB took leadership of Consortium and activities
Project Solution provided:
• Instrumentation
• Hydraulic power
unit (for the
governor and
butterfly valve)
• Lubrication system
• Butterfly valve
• Dismantling joint
• Medium- voltage
Switchgear
© ABB Group
Page 31
• Low-voltage
Switchgear
• Transformers
• Control system
(AC800M/S800
and PGP)
• Protection System
( REG670)
• Turbine: 1 X 4.05 MW
horizontal Francis
• Net Head: 32.5 m
• Diameter: Runner diameter
1450mm
• Generator Voltage: 6.6 kV
• Speed: 327 rpm
• PF: 0.9
such as system studies, equipment design,
 Single source for complete W2W Package
(Generating units and associated
electromechanical equipment).
© ABB Group
Page 32

Soluciones “Agua - Alambre” de ABB para Centrales Hidroeléctricas

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