Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Proyecto CBM usando herramientas PI en Subestaciones de CFE - México Raúl López Jefe de Información y Tecnología - Transmisión Comisión Federal de Electricidad, México Feb 2011 Regional Seminar Series Quito, Ecuador

2 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Agenda  Proyección “ SMART GRID “  Visión Mundial de la Energía  Sistema Eléctrico de la CFE y Crecimiento  CFE Objetivos, metas e iniciativas  Estándares  Visión Futura y Estrategia de Implementación Proyecto CBM en CFE  Conclusiones y Beneficios

3 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. ¿ Qué es SMART GRID ? Es la integración de una gran variedad de tecnologías, dispositivos y sistemas que proporcionan y utilizan información digital, comunicaciones y controles para optimizar la eficiencia, la entrega confiable, segura y la garantía del abastecimiento de la energía eléctrica

4 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Proyectos de Smart Grid Un objetivo común de los proyectos es la reducción de la demanda máxima de potencia; administración de picos agudos como resultado del consumo ineficaz de la energía; la subutilización de las instalaciones del sistema eléctrico. Sin embargo, cada proyecto utiliza diferentes tecnologías redes inteligentes, dispositivos y sistemas.

5 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Iniciativas de Smart Grid EL MODELO PROPONE LAS SIGUIENTE MÉTRICAS DE VALOR, EN LAS SIGUIENTES CATEGORÍAS: EFICIENCIA DEL SISTEMA Pérdidas en el sistema eléctrico Relación de la carga promedio – máxima Duración de la congestión de carga en Líneas de transmisión > 90% ECONÓMICO Precios máximos y promedio, por región Costos de congestión en la transmisión El costo de las interrupciones y calidad de las perturbaciones eléctricas Costo total de energía suministrada ó transmitida

6 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Iniciativas de Smart Grid CONFIABILIDAD Duración de la interrupción y la frecuencia Frecuencia de las interrupciones momentáneas Fuente de métricas de calidad SEGURIDAD Relación de la generación distribuida de la Generación total Número de consumidores que participan en los mercados energéticos AMBIENTAL Relación entre la generación de energía renovable para la generación total Las emisiones por MWh entregado SEGURIDAD Las lesiones y las muertes de los trabajadores y público

7 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Descripción de Smart Grid Descripciones de la visión de una Smart Grid incluye y compila muchas de las tecnologías que la red inteligente va a usar…

8 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Visión Mundial de la Energía

9 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Inversión en el Sistema de Potencia

10 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. NTE NOR NES OCC CEN OTE PEN STE BC CFE Proyección del Sistema de Transmisión LÍNEAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS SUBESTACIONES 361 MVA´s EN OPERACIÓN 153,396 TOTAL de MVA´s 177,827 TRANSFORMADORES 6,874 INTERRUPTORES 2,708 CUCHILLAS DESCONECTADORAS 15,336 TRANSFORMADORES de INSTRUMENTOS 35,334 APARTARRAYOS 10,673 LINEAS DE TRANSMISIÓN 858 TOTAL DE LÍNEAS KM 55,592

11 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Activos CRECIMIENTO % SUBESTACIONES TOTAL MVA´s 145,954153, TOTAL de LINEAS EN KILOMETROS 54,32256, LÍNEAS DE TRANSMISIÓN CFE Crecimiento de los Activos de Transmisión

12 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Escenario Eléctrico

13 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Sistemas Eléctricos de Hoy

14 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. El Dilema de la Integración RTU MeterRTU RecloserBreaker Transformer Diff. Relay O.C. Relay SOE RTU MeterRTU RecloserBreaker Transformer Diff. Relay O.C. Relay SOE RTU MeterRTU RecloserBreaker Transformer Diff. Relay O.C. Relay SOE RTU MeterRTU RecloserBreaker Transformer Diff. Relay O.C. Relay SOE RTU MeterRTU RecloserBreaker Transformer Diff. Relay O.C. Relay SOE RTU MeterRTU RecloserBreaker Transformer Diff. Relay O.C. Relay SOE RTU MeterRTU RecloserBreaker Transformer Diff. Relay O.C. Relay SOE MeterRTU RecloserBreaker Transformer Diff. Relay O.C. Relay SOE RTU DMSCIS EMS/SCADA OMS GISWOMMaintVSA Too Complex

15 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Objetivos Crear una base de infraestructura de la empresa mediante un amplio conjunto de normas en un modelo de integración impulsado por la iniciativa de SMART GRID. Establecer una arquitectura orientada a servicios que pueden ser utilizados para recolectar, integrar, relacionar, analizar y visualizar datos de fuentes diferentes de datos en la subestación Desarrollar técnicas para extraer los datos calculados o parámetros para la evaluación de los parámetros de rendimiento

16 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Rendimiento de los activos al máximo con el menor coste del ciclo de vida. Reducir el mantenimiento correspondiente y O & M de gastos. Despacho hábiles para problemas técnicos específicos. Manejo de respuestas a problemas para minimizar los costes. Maximiza la utilización de los equipos y la fiabilidad. Reemplazo de la estrategia de optimización de activos. Metas

17 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Visión del Modelo General

18 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Proyecto de Iniciativas. Instalación de equipos y sistema de Mantenimiento Basado en Condiciones de Operación (CBM), INTEGRACIÓN de Aplicaciones. Equipo de aplicaciones centradas en CBM para analizar el funcionamiento actual de los equipos individuales en función de los parámetros del equipo y los datos del sensor, para la toma de decisiones sobre la salud de los equipos actuales. Sistema de aplicaciones centradas en CBM para analizar la información actual e histórica, IMPLICA INFORMACIÓN de familias de equipo para comparar el rendimiento real de los equipos con los objetivos corporativos. Los datos relativos a los equipos y las aplicaciones CBM HABILITAN el acceso a través de una única y unificada CBM Aplicación del tipo Server / Portal.

19 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. CFE Enfoque - Proyección Pensar a nivel de empresa integrando al mismo tiempo a nivel de la subestación Observar al sistema desde una vista de alto nivel para permitir una mayor confiabilidad y menor costo No se requiere emprender un proyecto de gran envergadura que requiera de muchos años para completarse Necesidad de una estrategia de integración a largo plazo en toda la empresa para que un proyecto pequeño no se convierta en otra isla de automatización Para un plan a largo plazo, la arquitectura tiene que abordar el problema de la integración en un enfoque por etapas

20 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Estándares IEEE C / IEC for PMU’s

21 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Estándares Relevantes

22 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Clases de Datos (Data Types)

23 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. IEC SCL

24 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. IEC Modelo General de Información

25 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. CIM Modelo General de Información

26 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Fuente de Información del Sistema de Potencia

27 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Activos

28 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved.

29 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. CFE Requerimientos de Tecnología y Telecomunicaciones

30 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved.

31 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Visión Futura Y Estrategia de Implementación Proyecto CBM en CFE

32 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. POWER PLANTs POWER PLANTs EMS ICCP PI Primary Control Center México DF EMS ICCP Backup Control Center Puebla EMS SCADA PI EMS SCADA PI EMS SCADA PI EMS SCADA PI SCADA PI SCADA ICCP SUBSTATIONSUBSTATION SUBSAREASSUBSAREAS AREASAREAS NATIONALNATIONAL CONTROLCONTROL CENTERCENTER (8) SUBSTATIONSUBSTATION SUBSTATIONSUBSTATION SUBSTATIONSUBSTATION (29) POWER PLANTs POWER PLANTs ICCP PI WAMS Applications (1) HA PI HA PI HA PI SCADA PI SCADA PI HA PI HA PI HA PMUsPMUs PMUsPMUs PMUsPMUs PMUsPMUs HA-High Availability Multiple Broadcasting HA Applications (2) All Control Centers using PI Substation Data Server Substation Network IED Substation Data Server Substation Network IED Substation Data Server Substation Data Server.... SUB AREA TRANSMISSION HIGHSPEEDBUSHIGHSPEEDBUS HIGHSPEEDBUSHIGHSPEEDBUS

33 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved.

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35 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved.

36 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Modelo base CBM

37 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. LAN - Subestación Datos del mantenimiento relacionados con interruptores y transformadores en las subestaciones se pondrá en el servidor de datos de la Subestación Si los datos están disponibles a través del protocolo UCA ó por IEC61850 entonces será cargado a través del producto SISCO AX-S4 MMS Si los datos están disponibles a través de otro protocolo de entonces será cargado a través de una interfaz estándar de OSIsoft

38 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Servidor de Datos de la Subestación Puede ser en cada subestación Proporciona alta disponibilidad de almacenamiento y acceso a los datos de la subestación Es utilizado como un sistema de gestión de datos de la subestación Organiza y proporciona acceso a los datos de la subestación a través de los modelos CIM - IEC61970 e IEC6185

39 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Servidor CBM Proporciona una plataforma de integración y desarrollo de aplicaciones Organiza y facilita el acceso a los datos empresariales a través de CIM- IEC CIM, SAP y modelos IEC También sirve como Modelo de Negocio para el modelado del EMS del sistema de potencia y los datos de SAP de gestión de activos

40 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. De la Red del Sistema de Potencia al UML - CIM

41 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Armonía entre IEC y CIM

42 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Del CIM al PI AF

43 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. IEC en AF y en AF XML

44 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Conclusiones y Beneficios

45 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Ejemplos de Aplicaciones CBM Bitácora de interrupción del circuito Alarmas del transformador Carga del Transformador (tiempo en %, % y> 115% del nominal MVA) Transformador de corriente de línea de transmisión (conteos, máximo y mínimo) Transformador Ordenes de Trabajo Completas Sobrecargas del transformador (conteos / duraciones desde la última revisión) Tensión del Bus: desempeño más que rendimiento Operaciones del cambiador de taps en el Transformador Órdenes de trabajo activas Circuito de Mantenimiento por la demanda repetitiva Mantenimiento en el transformador por la demanda repetitiva Sobrecargas del circuito (conteo / duración)

46 Empowering Business in Real Time. © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. Beneficios del modelo  Abrir el medio ambiente para el desarrollo de aplicaciones  Fácil de desarrollar aplicaciones personalizadas  Herramientas estándar de desarrollo  Operaciones, activos, y mantenimiento  Integrar los datos de operación y mantenimiento  Integrar las operaciones y los modelos de activo  Establecer una empresa bajo el modelo estándar UML – CIM  Aplicación basada en modelos y sistemas de integración  Fácil para una futura expansión y la integración de la empresa

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