Avances de las Redes Inteligentes

Colombia Inteligente
Avances de las Redes Inteligentes
III Seminario de Eficiencia Energética en Servicios Públicos
ANDESCO - UPME
Bogotá, 19 de Febrero 2013
CONTENIDO
– Conceptos sobre Redes Inteligentes
– Referenciamiento Internacional
– Iniciativa Colombia Inteligente
 Composición, Objeto y Estrategia
 Enfoque y acciones 2013
– Avance de Aplicaciones de RI en el sector eléctrico Colombiano
– Retos para la implementación de las Redes Inteligentes en Colombia
– Conclusiones
2
1
Conceptos sobre Redes
Inteligentes
Definición de las Smart Grids según la Agencia
Internacional de Energía - IEA
 Una Smart Grid es una red eléctrica que:
– utiliza tecnologías digitales y formas avanzadas de monitoreo y gestión
del transporte de electricidad desde todas las fuentes de generación para
satisfacer la diferentes demandas de los usuarios.
– coordina las necesidades y potencial de todos los generadores,
operadores de red, consumidores y participantes del mercado para operar
todo el sistema
 Lo mas eficientemente posible,
 Minimizando costos e impactos ambientales
 Maximizando la confiabilidad, la resiliencia y la estabilidad del sistema.
4
2
La Red Actual
EPRI, SG Cost Benefit, 2011
5
El sistema eléctrico convencional como
conversor de energía
6
3
La Red Inteligente
EPRI, SG Cost Benefit, 2011
7
Transformación de Sistemas de Potencia a
Sistemas de energía
8
4
Referenciamiento Internacional
Misión de Energía – USTDA – Colombia Inteligente
5
Redes Emergentes del siglo XXI – Smart Grids
Demanda
Oferta
Componentes Internacionales – Redes Emergentes
Fuente: 2012- ESTA International
6
Barreras Internacionales – Redes Emergentes
Fuente: 2012- ESTA International
Desafíos Internacionales – Redes Emergentes
Fuente: 2012- ESTA International
7
INDUCTORES CLAVES PARA INVERSIÓN EN REDES
DE EMERGENTES US VS. EUROPA
Los drivers en Colombia estarán marcado por las
políticas, planes y normativas
Fuente: 2012 Emeter – Smart grid
Redes Inteligentes – Impacto en la Regulación
Factores motivadores de las Redes Inteligentes
Fuente: www.xm.com.co
8
Colombia Inteligente:
Composición, Objeto y Estrategia
Una Colombia INTELIGENTE es una nación
comprometida con un programa de Energía Sostenible,
donde todos los sectores hagan un uso eficiente de los
recursos energéticos preservando el medio ambiente y
logrando niveles adecuados de calidad.
Todo en concordancia con políticas, estrategias, planes,
acciones y servicios que integren diferentes fuentes de
energía, redes eléctricas y tecnologías de información y
comunicaciones con una participación activa de la
demanda.
• Iniciativa sectorial
• Marco de conceptualización
nacional sobre RI
• Análisis de barreras y soluciones
regulatorias sobre RI
• Foro de pensamiento y discusión
• Recomendar desarrollo de
estándares y normas
• Promotor de planes piloto
• Promotor de proyectos
colaborativos
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9
Lineamientos Estratégicos
Eficiencia
Tomado del documento MIT, “The future of the Electric Grid, 2011”
 Colombia con 46pp/km2 debería tener pérdidas de
T&D de 6.5%
24
10
Confiabilidad
 Colombia con 46ppl/km2 debería estar en 120 min/año
Resultados y Beneficios Esperados
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11
Avance de Aplicaciones de RI en
el sector eléctrico Colombiano
Las Redes Inteligentes afectan toda la cadena de
energía.
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Colombia está incursionando en cada eslabón, aunque
desarticuladamente
Generación
Caso Flores IV a gas
natural
• Aumento de Eficiencia en
un 48% por Cierre Ciclos
Simples Flores II y III a
un Ciclo Combinado 2 x 1
Reducción de emisiones:
en alrededor de 400 Mil
Ton CO2/año
• Inversión US$211
Millones
• Respaldo del Banco
Mundial.
• Viable gracias al
esquema de cargo por
confiabilidad
• 169 MW adicionales sin
aumento notable en el
consumo de gas
30
13
Transmisión: Red de Medidores Sincrofasoriales
en Colombia
31
Despacho: Aporte XM al Programa Colombia Inteligente
CND
iSAAC: Intelligent
Supervision and Advanced
Control System
Actualización Centro de
Control
DT
Planeación sistemas
flexibles de energía:
Definición Visión
Gestión Inteligente de Sistemas de
Tiempo Real: Seguridad de la
operación del sistema
interconectado nacional
Metodología Estándares y
Protocolos para Redes
Inteligentes - CIM
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Distribución: Desarrollo tecnológico de modelos de redes
Inteligentes : EPSA
 Desarrollo y apoyo a la iniciativa de Colombia Inteligente para definición de políticas
y visión de largo plazo de las redes inteligentes en Colombia
 Plan estratégico para el desarrollo tecnológico de redes inteligentes para EPSA
2017 bajo la metodología Smart Grid Maturity Model
 Modelamiento y optimización de variables de despacho de cadenas de generación
en tiempo real
 Vehículos eléctricos; desarrollo de un estudio, pruebas y piloto de transporte
Eléctrico
 Implementación de norma IEC61850 para desarrollo de nuevas subestaciones y
modernización de subestaciones existentes en un plan gradual.
Distribución: Desarrollo tecnológico de modelos de redes Inteligentes en
EPSA
 Desarrollo de un modelo común de información CIM para EPSA basado en el
modelo Intelligrid
 Diagnóstico y plan de acción de para el sistema Eléctrico de EPSA
 Implementación de medida avanzada con 9000 medidores AMR reducción de
pérdidas de 5 GWh al Año (Reduciendo 1375 Ton de emisiones de CO2 /Año)y
2000 Medidores AMI que cuidan el 50% de la energía Entregada y el 100% de la
energía recibida.
 Desarrollo de un centro de gestión de la medida MDM sobre arquitecturas estándar.
 Estudio e implementación de soluciones virtuales para clientes
 Exploración de soluciones de energía solar para Cliente Final
 Certificado de Beneficio Fiscal por “ Desarrollo tecnológico de modelos de redes
Inteligentes para EPSA” FASE 1 por un valor de $8068 millones de pesos.
15
Distribución: Desarrollo tecnológico de modelos de redes Inteligentes en
 Desde 2006 comenzó en el proceso de renovación tecnológica de
su parque de medida
– 60 000 clientes con Medida Centralizada que registran y apoyan al control de
16 GWh/mes.
– Instalación en los 7 departamentos de la región Caribe
– Disminución de Pérdidas No Técnicas del orden de 25 GWh acumulados
(Equivalentes a dejar de emitir unas 6900 Toneladas de CO2) con el
consiguiente incremento en ventas y mejora de los índices de recaudo.
– Inversión realizada aprox. 6 millones de dólares.
 Instalación de módems bidireccionales a los medidores y un kit
de sensores
– control de posibles manipulaciones no autorizadas.
– Protección en 5000 clientes.
– Incremento en ventas del orden de 10 GWh/ año, inversión del proyecto aprox.
2 millones de dólares.
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Distribución: Estado de Desarrollo EMCALI
16
Distribución: Avances EMCALI
 Más de 10.500 medidores instalados
 Seis subestaciones y 137.000 usuarios con
comunicación




Integración con el Sistema Comercial
Conexión / desconexión remota
Sistema Prepago implementado
Gestión pérdidas: entre el 4 y 6% en trafos
intervenidos
 Efectividad en comunicación: mejor que 99%
 Simplicidad instalación, comunicación,
diagnósis de fallas
 Atención reclamos
T&D Business
Smart Grids Initiatives
Control center
-SCADA/EMS, MAR (DMS)
-SCADA Integración de Electricidad and Gas
-DASip (Adquisición de datos IP – IEC 104)
-Centro de control virtual con la filial EDEQ - Multisite
-Common information model –CIM. (Primeros pasos).
Automatización de Substaciones
-Substation Automation System
-Standard IEC 61850 for integración de IEDs
-Communications Gateway and LAN network in S/E
Red Eléctrica
-Proyecto Piloto de Loop automation
-Proyecto Piloto PMUs (Phasor Measurement Unit)
-Proyecto Piloto Gestión Remota del alumbrado público
-Redes de telecomunicaciones de nueva generación
-Sistema Prepago de Energía.
-Piloto Vehículos eléctricos
Control center
EPM Colombia
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Distribución: Avances EPM
T&D Business
Smart Grid Expectations
Multi-Utility systems and tools
Plataformas comunes para empresas multiservicios. Integración de tecnologías con el
concepto de “smartcity”. Eperiencias exitosas, lecciones aprendidas…
Integration de nuevas tecnologías a plataformas o sistemas actuales: SCADA, GIS, DMS,
EMS, Business intelligent, etc.
Evolución de los estándares para los diferentes servicios o segmentos, ejemplo AMI
Advanced Metering Infrastructure.
Lecciones aprendidas y experiencias en soluciones inteligentes para detectar y controlar
pérdidas no técnicas en electricidad y gas distribution.
Valor agregado percibido por el cliente por el concepto Smart Grid
Qué nuevos servicios pueden ser desarrollados alrededor del concepto SG y cómo el
cliente percibe el valor agregado por el nuevo servicio?
Gestión de la Clientes: Empresas que promueven la
eficiencia energética
40
18
Gestión de Clientes: Empresas que promueven la
eficiencia energética
Un solo cliente aumentó su eficiencia energética logrando
reducir su consumo en 116 GWHr es decir, 32,060 Toneladas
de emisiones de CO2, equivalentes a sembrar 4,933,800
árboles!
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Generación Distribuida: Red de Plantas Menores en
Colombia.
JEPIRACHI
BARROSO
SONSÓN
CALDERAS
LA VUELTA
LA HERRADURA
SAN: 19 MW
HIDROMONTAÑITAS
CHARQUITO
EL LIMONAR
LA JUNCA
LA TINTA
SAN ANTONIO
TEQUENDAMA
RIOPIEDRAS
AYURA
NIQUIA
RIOGRANDE I
ANT: 203,96
MW
ÍNSULA
RIO FRIO II
AMAIME
ALTO TULUA
BAJO TULUA(*)
CAL: 25,28
MW
CUN: 138.6
MW
VALLE :
42,68 MW
FLORIDA
EL MORRO II
CIMARRON
EL MORRO I
TERMOYOPAL I
PALMAS SAN GIL
CAU: 39.67 CAS: 79,6
MW
MW
NAR: 23.13
MW
RIO MAYO
Total capacidad instalada PCHs > 10 MW:
693,54 MW
42
19
Generación Distribuida: Red de Plantas Menores en
Colombia (< 10 MW)
Nazareth (IPSE)
CAMPESTRE
CARACOLI
CALDERAS
NUTIBARA
SAN: 19 MW
PAJARITO
CASCADA
MANANTIALES
RIONEGRO
SAN CANCIO
MUNICIPAL
RIO FRIO I GUACHACA
RUMOR
INTERMEDIA
RIO PALO
SILVIA
SABANDI
VENTANA B
ASNAZU
INZA
MIROLINDO
VENTANA A
MONDOMO
PASTALES
ANT: 203,96
MW
CAL: 25,28
MW
CUN: 138.6
MW
PANELES
FOTOVOLTAICOS EN
LAS ZNI
VALLE :
42,68 MW
CAU: 39.67 CAS: 79,6
MW
MW
NAR: 23.13
MW
JULIO BRAVO RIO SAPUYES
RIO BOBO
RIO INGENIO
RIO PALO
Red Parcial de Plantas Menores < 10
MW
43
Empresas que promueven el transporte eléctrico
44
20
Empresas que promueven el transporte eléctrico
45
Qué se requiere para articular todas estas
iniciativas? : Una Colombia Inteligente
Enfoque 2013
21
Universidades
Proveedores
Empresas
Entidades
Financiación
Proyectos
MME , MADS,
MTICs,
MinTRANSP.,
DNP
COLOMBIA
INTELIGENTE
ICONTEC
COMITÉ
DIRECTIVO
Colciencias
Beneficios Esperados
 Desarrollo de una visión de largo plazo del sector eléctrico colombiano
 Definición clara del escenario de tal forma que se puedan definir las políticas
a nivel nacional que lleven al desarrollo del mismo
 Alineación de la planificación del sector hacia el escenario seleccionado
 Articulación de todas las acciones del gobierno (UPME, CREG,
COLCIENCIAS..) en el sector eléctrico hacia propósitos derivados del
escenario seleccionado
 Base para el desarrollo de un sector eléctrico competitivo, motor de la
productividad del país
48
22
Proyecto Evolución del Sector Eléctrico
Colombiano a 2030 (Mapa de Ruta 2.0)
 Objetivo General:
Definir las estrategias y acciones recomendadas para la
evolución del sector eléctrico colombiano en el horizonte a
2030 con base en el estudio de escenarios probables de
desarrollo al incluir elementos de redes inteligentes,
considerando sus impactos, beneficios y riesgos.
Todos los derechos reservados para Colombia Inteligente.
49
Empresas
COLOMBIA
INTELIGENTE
MME y
Otras
Entidades
Entidades
Financiación
Proyectos
Universidades
ACCIONES
Proyecto BID Analysis, assessment and
recommendations
for
the
successful
implementation of the Smart Grid infrastructure in
Colombia.
En etapa de organización.
2013 PLANIFICACION
ACTIVIDADES
Tarea 1 - Analysis of the Power Sector Issues in Colombia
Tarea 2 - Government Policy Objectives
Tarea 3 - International Best Practices
Tarea 4 - Regulatory Review, Analysis and Proposed
Reforms
Tarea 5 - Investments in SG
Tarea 6 - Protocols and Standards
Tarea 7 - Feasibility Study
Tiempo de Ejecucion del proyecto: 12 meses
Presupuesto: USD$1,001,100
Personal del Estudio:
Executing Agency: BID Energy
Division / Beneficiary: Ministry of Mines and Energy of
Colombia / Consultant, Empresas Colombia Inteligente
23
ICONTEC
COLOMBIA
INTELIGENTE
ACCIONES
2013 ESTANDARIZACION
Firma del Acuerdo NIST-SGIP-ICONTEC-COLOMBIA
Inteligente
Participación por parte de Colombia Inteligente del
Ing. Jorge Valencia CAC.
Firma del acuerdo llevada a cabo en sesión especial
en el marco de la reunión anual del Smart Grid
Interoperability Panel –SGIP- llevada a cabo el día 3
de diciembre de 2012, cuyo fin es comenzar con un
trabajo colaborativo para la implementación de redes
inteligentes en Colombia soportadas por los
estándares más apropiados.
• Facilitar el desarrollo de estándares para la
interoperabilidad de Smart Grids
• Identificación de los requisitos de prueba y
certificación
• Supervisión del desempeño de estas actividades y
mantener su impulso
• Informar y educar la industria de Smart Grids en
interoperabilidad
• Conducir una alineación global en interoperabilidad.
Empresas
COLOMBIA
INTELIGENTE
Entidades
Financiación
Proyectos
Universidades
ACCIONES
2013 PROYECTO AMI
Formulación de proyectos en el área de AMI
Convocatoria
COLCIENCIAS
562.
ARQUITECTURA DE MEDICIÓN INTELIGENTE
COMO UNA SOLUCIÓN ORIENTADA A LA
REDUCCIÓN DE PÉRDIDAS NO TÉCNICAS EN
EL SECTOR ELÉCTRICO COLOMBIANO.
Presentado en fecha: Diciembre 14,2012
Ejecutor: Universidad del Valle – Beneficiarios: EPSAELECTRICARIBE.
Impactos esperados:
1. Ampliación del conocimiento en las áreas de medición
inteligente, Infraestructura de Medición Avanzada y
Smart Grids.
2. Un prototipo de Arquitectura de Medición Inteligente
basada en estándares internacionales y acorde a las
necesidades del sector eléctrico colombiano.
3. Integración al sistema eléctrico de fuentes de energía
renovables
4. Reducción de emisiones de CO2
5. Reducción en el costo de producción de la energía al
aplazar la necesidad de aumentar la capacidad de
generación.
6. Eficiencia Energética y Consumo racional de energía.
7. Información confiable para un mejor dimensionamiento y
mantenimiento de la red de distribución.
8. Selección de tecnologías de medición adecuadas
orientadas a la reducción de pérdidas no técnicas.
9. Mejoras en la eficiencia, la gestión de la energía y la
captura de datos en la redes de distribución.
24
Colciencias
COLOMBIA
INTELIGENTE
ACCIONES
2013 DIAGNOSTICO
Formulación y desarrollo de la Encuesta de Redes
Inteligentes como un mecanismo de difusión como parte
del Sistema Nacional de Redes Inteligentes
Enero – Febrero: Conformación grupo de apoyo de
iniciativa. Formulación de la encuesta, con
Colciencias.
Piloto con una empresa de Colombia Inteligente en
Febrero.
Material para recolección de información disponible
final de Febrero.
Identificación y adaptación herramienta para el
Sistema Nacional de Redes Inteligentes
Marzo – Abril: Recolección (WEB) y validación de
Información.
Información Disponible final de Abril
Mayo – Junio: Captura de Información en el SNRI
Empresas
COLOMBIA
INTELIGENTE
Entidades
Financiación
Proyectos
Universidades
ACCIONES
2013 MEJORES PRACTICAS
Referenciamiento Internacional
TDA-USA, Misión de USA en visita a Colombia.
Proyecto TDA – Colombia Inteligente
Expertos invitados
Agenda para 3 dias
Participación por invitación
Fecha por definir
Formulación de un proyecto por ejemplo en automatización
de la distribución/consumidor final en Colombia
Participación de Miembros de la Iniciativa
Alcance, cronograma y presupuesto
Coordinación y desarrollo de actividades incluyendo difusión
de resultados
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Empresas
COLOMBIA
INTELIGENTE
Entidades
Financiación
Proyectos
Universidades
ACCIONES
2013 INVESTIGACION
Laboratorio Nacional de Redes Inteligentes
Comenzar una plataforma de análisis del comportamiento de
diferentes elementos de redes inteligentes tales como:
medición, movilidad, iluminación, generación distribuida,
comunicaciones, etc. se esta promoviendo la posibilidad que
un organismo de cooperación del Canadá pueda donar unos
fondos para el arranque del laboratorio y la capacitación
inicial de estudiantes de Maestría para su operación.
Retos para la Aplicación de RI en
el sector Eléctrico Colombiano
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Principales retos para la implantación
de redes inteligentes en Colombia
 Desarrollar el mapa de ruta cuantificado que evalúe los impactos y
beneficios esperados: Proyecto BID en curso
 Políticas de gobierno que guíen el desarrollo de las Redes Inteligentes
para el beneficio del país.
 Articulación de los diferentes Ministerios (MME, MTICs, MADS,
Mintransporte) en coordinación con DNP.
 Las acciones de las empresas, Universidades y Centros de Investigación
han sido efectivas pero
desarticuladas; se requiere integración de
esfuerzos y difusión de resultados de las mejores prácticas.
 Definir los estándares (Icontec) y la regulación (CREG) que acompañen
el desarrollo armónico de Redes Inteligentes en Colombia.
57
Conclusiones
27
Conclusiones
 En Colombia, las redes inteligentes ya se están desarrollando, no obstante los
activos asociados no se remuneran. Se requiere considerar:
– Revisión del modelo de red y de reconocimiento tarifario.
– Incentivo a la eficiencia en el consumo
– Facilitar entrega de excedentes (medida bidireccional)
– Propiedad del equipo de medida, facilidad entrega excedentes y señal
eficiencia horaria
– Sinergias y convergencia de telecomunicaciones y Energía
 Es urgente que en Colombia se inicie la discusión sobre activos de redes
inteligentes que agregan valor a toda la cadena y que abren nuevas posibilidades
y mejoras en la eficiencia y el costo de la energía y redundan en un menor
impacto ambiental.
59
Gracias
www.colombiainteligente.com.co
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