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1Septiembre 2012 Ormazabal i NUEVA GENERACIÓN DE FUNCIONES Y EQUIPOS PARA LA AUTOMATIZACIÓN Y MONITORIZACIÓN DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN. EXPERIENCIAS SMART.

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1 1Septiembre 2012 Ormazabal i NUEVA GENERACIÓN DE FUNCIONES Y EQUIPOS PARA LA AUTOMATIZACIÓN Y MONITORIZACIÓN DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN. EXPERIENCIAS SMART GRID Rosario 25, Septiembre Hugo Baroja, Juan Antonio Sánchez, Iker Martín. _

2 2Septiembre 2012 Ormazabal 1 LA AUTOMATIZACIÓN EN LA RED DE DISTRIBUCIÓN MT

3 3Septiembre 2012 Ormazabal AUTOMATIZACIÓN MT Acceso remoto a instalaciones oOperaciones remotas (abrir, cerrar, activar automatismos). oDetección de paso de falla oAlarmas de instalación oMedida de variables eléctricas oSeñales Automatismos Transferencias automáticas Auto seccionalizador Selfhealing Automatización de la red MT

4 4Septiembre 2012 Ormazabal POR QUÉ AUTOMATIZAR LA RED MT? Mayor velocidad de reacción que instalaciones manuales Evitar penalizaciones por interrupciones del servicio Acopio de información de la red para ejecutar maniobras preventivas Optimizar flujos de cargas Mantenimiento más eficiente Automatización de la red MT Eventos en 2 años consecutivos (datos del mes de diciembre de ambos años) Nº de CTs MT/BT Automatizados Nº Maniobras Nº Errores de maniobra (tele)2333 Nº Indicaciones de Falta Otras alarmas Eventos en CTs automatizados de una red de CTs clientes durante 1 mes

5 5Septiembre 2012 Ormazabal 2 CONTROL CONVENCIONAL: LAS LIMITACIONES DE LA AUTOMATIZACIÓN CLÁSICA

6 6Septiembre 2012 Ormazabal Control Convencional: Automatización Clásica EL CONTROL CONVENCIONAL Componentes oConversor/cargador de baterías + baterías oRTU (Remote Termina Unit) oDetectores de paso de falla oInterconexiones (treinta hilos por posición) oEquipos de comunicaciones Información recopilada en RTU oEstado + maniobra de interruptores oEstado SPAT oIndicación de falla oIndicación de presencia de tensión oMedida de intensidad oAlarmas del centro La información es llevada mediante cableado físico (señales Vcc) a la RTU desde cada posición Entre 15 y 20 cables por posición Jungla de cables?

7 7Septiembre 2012 Ormazabal Control Convencional: Automatización Clásica LIMITACIONES DEL CONTROL CONVENCIONAL Trabajos en campo Se alargan las tareas de instalación, aumenta la probabilidad de error oCableado de señales 9 hilos oSensores de Intensidad 4 hilos oSensores de Tensión 4 hilos oComprobaciones Todo el trabajo realizado en campo debe ser revisado durante la PEM Errores de indicación Tecnología obsoleta, Ajustes específicos para cada punto de la red Errores críticos: afectan a la operación desde Puesto de Control o Intensidades capacitivas En neutro aislado corriente de falla baja, puede confundirse con la capacitiva de retorno. Ajustes demasiado altos. o Intensidad magnetizante Corriente de Inrush por conexión de trafos induce a error o Verificaciones en campo Se realizan con los equipos instalados, requieren equipos de inyección voluminosos no se hace Normalización Las instalaciones no están normalizadas, dificulta comprobaciones y aumenta tareas de integración en Puesto de Control

8 8Septiembre 2012 Ormazabal 3 CONTROL INTEGRADO: LA AUTOMATIZACIÓN SMART DEL SIGLO XXI

9 9Septiembre 2012 Ormazabal EL CONTROL INTEGRADO Componentes oConversor/cargador de baterías + baterías oRTU (Remote Terminal Unit) oEquipos de Control Integrado oDetectores de paso de falla oInterconexiones (tres hilos) oEquipos de comunicaciones Información recopilada en RTU oEstado + maniobra de interruptores oEstado SPAT oIndicación de falla oGeneración de alarmas de posición oIndicación de presencia de tensión oMedidas (I, V, P, Q, cosφ) oAlarmas del centro oAutomatismos de posición La información es llevada mediante protocolo de comunicaciones (tres hilos) Control Integrado: Solución SMART

10 10Septiembre 2012 Ormazabal VENTAJAS DEL CONTROL INTEGRADO Trabajos en campo Se reducen drásticamente oCableado de señales Realizado en fábrica oSensores de Intensidad Realizado en fábrica oSensores de Tensión Realizado en fábrica oComprobaciones Realizado en fábrica. Mínimas comprobaciones finales en campo Reducción de errores en PEM. Simuladores para pruebas: Evitar desenergizaciones Mayor cantidad de información: oMedidas I, V, P, Q, cosφ oAlarmas de posición Generadas en equipos CI Instalaciones normalizadas Estandarización y orden, hardware estándar, personalización de software Control Integrado: Solución SMART

11 11Septiembre 2012 Ormazabal LOCALIZACIÓN DE FALTAS Reduce tiempos de interrupción y minimiza maniobras Mejora la calidad del servicio y evita reproducir cortocircuitos localizando la falla Detección fiable: Falsas detecciones, Intensidad capacitiva Selectividad con cabecera, mismo tipo de curvas Acceso remoto a los equipos. Ajustes, análisis de fallas, etc. Sensores fiables. Montaje robusto Precisión Mantener la seguridad de la instalación. Arco interno Control Integrado: Solución SMART

12 12Septiembre 2012 Ormazabal MEDIDAS MT (P, Q, V, I) Aportan visibilidad en tiempo real de la red de distribución. La generación distribuida requiere conocimiento de los flujos de energía en tiempo real. Posibilita actuación sobre la circulación de reactiva a nivel de red MT. Nueva generación de sensores: Transformadores convencionales no viables. Acotar la precisión de toda la cadena para evitar la suma de errores Método sencillo de ensayo en campo Control Integrado: Solución SMART

13 13Septiembre 2012 Ormazabal NÚMERO DE MANIOBRAS Centros telemandados mayor número de maniobras Resolver incidencias Operar la red Mayor endurancia de aparamenta. Aislamiento en SF6 Actualmente IEC : E3/M Maniobras mecánicas CAPACIDAD DE CORTE Capacidad de corte definida para intensidad de carga 80% de faltas monofásicas despeje desde CT Eventos en 2 años consecutivos (ambos en el mes de diciembre) Nº de CTs MT/BT Automatizados Nº Maniobras Nº Errores de maniobra (tele)2333 Nº Indicaciones de Falta Otras alarmas Eventos en CTs automatizados de una red de CTs y clientes durante 1 mes Ensayo de corte de un interruptor- seccionador: falta a tierra 100A / 24kV (IEC I6a) Control Integrado: Solución SMART

14 14Septiembre 2012 Ormazabal NORMALIZACIÓN FUNCIONAL Imprescindible para despliegues a gran escala Unidad funcional completa (celda, equipo de control…) Normalizar la funcionalidad lógica asociada Evita ingenierías específicas Define ensayos tipo de conjunto Herramientas automáticas para generar BBDD PLUG & PLAY Integración de equipos multidisciplinares en los CTs Evitar que afecte a la fiabilidad Diseño Fail-safe Mínimo trabajo en obra Máximas garantías de calidad y correcto funcionamiento Generador software de celdas automatizadas normalizadas Control Integrado: Solución SMART

15 15Septiembre 2012 Ormazabal 4 NUEVAS FUNCIONALIDADES PARA SMARTIZAR LA RED DE DISTRIBUCIÓN DEL SIGLO XXI

16 16Septiembre 2012 Ormazabal SUPERVISIÓN RED MT Supervisión remota EN TIEMPO REAL Medida de I, V, P y Q Detección de paso de faltas Alarmas de instalación: Agua, humo, intrusión... Acceso remoto a los equipos. Ajustes, análisis de faltas, etc. Sin posibilidad de maniobra Nuevas funcionalidades SMART

17 17Septiembre 2012 Ormazabal SUPERVISIÓN RED BT TELECONTROL Lectura en tiempo real Fusión de fusible BT Medida de potencia Alarmas TELEGESTIÓN Lectura periódica Curvas de carga de trafos y líneas BT Optimización de la explotación Medida de energía en trafo asociar a medida contadores Medida de desequilibrios en trafo y líneas BT minimizar pérdidas Modelado de pérdidas trafo y red BT Coeficiente de simultaneidad Optimizar explotación Curvas de temperatura Definir márgenes de sobrecarga Perfiles de tensiones Monitorización de la red para ver las perturbaciones surgidas en la red Cuadro de BT Transformador de distribución Nuevas funcionalidades SMART

18 18Septiembre 2012 Ormazabal 5 PROYECTOS PILOTO: RECOMENDACIONES LECCIONES APRENDIDAS

19 19Septiembre 2012 Ormazabal Lecciones aprendidas PROYECTOS SMART GRID EN ESPAÑA Aplicación de los nuevos conceptos de automatización. Funciones: AUTOMATIZACIÓN MT/BT. SUPERVISIÓN RED MT. SUPERVISIÓN RED BT. INTEGRACIÓN GENERACIÓN DISTRIBUIDA. TELEMEDIDA. IBERDROLA. CASTELLON. 600 MT/BT / 100,000 Clientes. ENDESA. MALAGA. 72 MT/BT / 12,000 Clientes. GAS NATURAL FENOSA. MADRID. 80 MT/BT / 15,000 Clientes.

20 20Septiembre 2012 Ormazabal MODULARIDAD Independiza las comunicaciones de resto de funciones y aplicaciones. Permite realizar despliegues de funciones independientemente del medio (GPRS, PLC-MT, ADSL, Wimax, etc.). Mayor velocidad de evolución de comunicaciones que el resto de equipos en el CT. Implementación práctica en equipos de comunicaciones como módulos independientes. Orientación a normalizar sólo el interface con el resto de equipos. Permite acotar responsabilidades. Lecciones aprendidas Arquitectura modular de las comunicaciones en el CT COMUNICACIONES

21 21Septiembre 2012 Ormazabal MONITORIZACIÓN Una red sin comunicaciones no es Smart Monitorización y control en tiempo real CENTRO DE CONTROL DE COMUNICACIONES COMUNICACIONES Lecciones aprendidas

22 22Septiembre 2012 Ormazabal CAPACITACIÓN DEL PERSONAL CTs prácticamente sin mantenimiento. Instalaciones visitadas muy ocasionalmente. Acceso muy restringido a personal autorizado. Labores principales de maniobra de circuitos y mantenimiento. Equipos electrónicos y de comunicaciones: Cambian prácticas actuales. Personal con perfiles muy diferentes. Accesos mucho más frecuentes. Facilitar requisitos de acceso para reducir costes. Personal trabajando en un CT. Lecciones aprendidas

23 23Septiembre 2012 Ormazabal INTERCONEXIÓN EN BT Aún en análisis el efecto de la GD-BT en la red de distribución. Los equipos actuales de CTs no están preparados para alta penetración de GD en BT. Protección con fusibles. No operativa para faltas monofásicas, inversiones de potencia, funcionamiento en isla, etc. Mejorar Protección y Control Flujo Bidireccional De Energía INTERCONEXIÓN EN MT Evolución mejorando seguridad y explotación de las instalaciones (protecciones voltimétricas, telecontrol, telemedida, etc.). Pendiente mejorar las detecciones de suministro en isla. GENERACIÓN DISTRIBUIDA CT de interconexión de GD a la red de MT Lecciones aprendidas

24 24Septiembre 2012 Ormazabal 6 CONCLUSIONES EVOLUCIÓN A MEDIO/LARGO PLAZO

25 25Septiembre 2012 Ormazabal Preensamblaje en fábrica y normalización de instalaciones para evitar errores en campo y ahorrar tiempo de puesta en servicio Aporta medida de variables analógicas (V, I, P, Q): Conocimiento de la red, Mejorar eficiencia Integración de generación distribuida. Acceso remoto a todos los equipos; pasos de falta, RTU, supervisor BT, etc. Permitiendo configurar, actualizar, mantener, recoger información de forma remota Servidor web para operaciones de mantenimiento en los equipos evitando uso de programas propietarios. Detecciones fiables de pasos de falla para localizar las averías e información del tipo de avería (intensidad, tiempo, fase, etc.). Test automáticos periódicos de baterías y de los equipos para garantizar su correcto estado. Sistemas de pruebas y puesta en servicio robustos CONCLUSIONES (I) VENTAJAS DEL TELEMANDO POR CONTROL INTEGRADO

26 26Septiembre 2012 Ormazabal EVOLUCIÓN HACIA UN NODO DE GESTIÓN DE LA ENERGÍA Mayor complejidad de las instalaciones Convivencia de diferentes tecnologías algunas en constante evolución. Las comunicaciones, la monitorización y la supervisión, pilares para soportar su funcionalidad. La velocidad de la evolución dependerá de múltiples factores (regulatorios, tecnológicos, etc…). El crecimiento debe planificarse de forma modular y abierto a las necesidades futuras. CONCLUSIONES (II) La complejidad de la gestión puede alcanzar niveles que solo podrán resolverse de forma automatizada mediante la utilización de Inteligencia Artificial La inteligencia del sistema deberá distribuirse en diferentes niveles, dotando de inteligencia a los subsistemas y componentes.

27 27Septiembre 2012 Ormazabal Evolución a Medio/Largo Plazo NECESIDADES FUTURAS Integración masiva de generación distribuida en MT y BT. Integración del Vehículo eléctrico Mejora de la eficiencia energética

28 28Septiembre 2012 Ormazabal Evolución a Medio/Largo Plazo NECESIDADES FUTURAS Regulación de tensión en BT, y MT. Gestión flujos de energía. Almacenamiento. Interconexión de redes. ELECTRONICA DE POTENCIA

29 29Septiembre 2012 Ormazabal Muchas gracias por su atención


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