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Diseño y Operación de Sistemas de Energía para Implementar Código de Red Luis Ivan Ruiz Flores Power & Energy Director ETAP® Latinoamérica

Mayo 17, 2019

© 2019 ETAP

Soluciones de ETAP® para el Libro de Reglas del Código de Red Luis Ivan Ruiz Flores Power & Energy Director ETAP® Latinoamérica

La información aquí presentada pueden contener logotipos o derechos de autor particulares de los oradores y empresas que participaron en el 1er Expo-Congreso Energías Renovables y Cuidados del Medio Ambiente. Por lo anterior, dichos derechos de información contenida es de las marcas que representan respectivamente. Material compartido a los asistentes del eventodel webinar

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Contenido • ¿Quiénes somos? • Introducción • Sistemas tradicionales Vs Sistemas actuales • Estudios Necesarios • Código de Redes • Solución con ETAP® • Solución con ETAP® iCE y ETAP Real-TimeTM • Conclusión © 2019 ETAP

¿Quienes somos?

• 300+ empleados de tiempo completo en el mundo • 500+ representantes y asociados en + 75 países • 100+ investigadores, desarrollo y soporte • 32 años de crecimiento, tasa promedio de 25+% por año La red más grande de oficinas y centros de apoyo que sirven a la industria de energía © 2019 ETAP

Estabilidad y Presencia Global

ETAP Oficina Corporativa ETAP Oficina de Automatización ETAP Oficinas de representantes

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Introducción • Retiro de plantas de generación antiguas o envejecimiento • Se están conectando nuevas plantas de generación que se encuentran alejados de los centros de carga • La variación de la energía renovable puede traer problemas de control en V y Hz que no son usuales

• Se tiene que entender la habilidad del Sistema Eléctrico para aceptar en forma estable estos nuevos tipos de generación • Los organismos nacionales están desarrollando/actualizando sus códigos de redes © 2019 ETAP

Traditional Customer Energy

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Energy Today Companies

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Architecture Models for SCADA Arquitectura típica de un sistema de control operacional para generación y distribución

Sistema de planeación

Sala de Control y Centro de Operación: SCADA

DEI’s

Control & Data Centers

DEI’s

DEI’s

Señales de presión, nivel, flujo, control y generación

Señales de transductor para control de medición de corriente y tensión eléctrica (3 fases) y estado

Sistema de alarmas y medición

Comunicaciones Fibra óptica con Profinet Profibus DP Sistema de planificación

Servicios Medición y Reportes

Ethernet Process Plants

Servicios Auxiliares

Tablero de Distribución A

Tablero de Distribución B

Servicios Principales de Energía © 2019 ETAP

Traditional SCADA Sistema de Información Georreferenciada: GIS

Análisis de planeación

Bases de datos diferentes

Formatos diferentes e incompatibles

SCADA + Aplicaciones de Operación

Calidad de la energía

Centro de Operación Típico de un Sistema Eléctrico

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Why?

• Redes eléctricas modernas • Know-how de nuevos ingenieros, casas de ingeniería, UVIE’s, UI’s, Operadores de los sistemas • Regulación Nacional • Aliados estratégicos • Nuevas tecnologías

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Perspectives

Cogeneración eficiente © 2019 ETAP

Where?

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Almacenamiento de energía en LATAM • ArgentinaHa tenido energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo desde la década de 1980. La central eléctrica de Los Reyunos en Argentina tiene una capacidad instalada de 224 megavatios y ha estado generando electricidad desde 1983. • Chile. Los reglamentos técnicos de servicios de calidad adoptados en 2015 requieren que todas las empresas generadoras interconectadas a la red cumplan con ciertos estándares de seguridad y servicios de calidad para garantizar que la red funcione a una frecuencia casi constante de 50 Hz (ligeramente menor en los escenarios de contingencia). • Jamaica. El aumento de la penetración de energía renovable en la red ha ocasionado en ocasiones desequilibrios de frecuencia, desconexiones de carga y apagones. • México. En 2016, la Comisión Reguladora de Energía (Comisión Reguladora de Energía o CRE) de México aprobó una resolución que adopta los criterios de eficiencia, calidad, confiabilidad, continuidad, seguridad y sostenibilidad del sistema eléctrico nacional • Rep. Dominicana. La base se estableció en 2001 con la aprobación de una Ley General de Electricidad (No. 125-01), seguida un año más tarde por un "reglamento de aplicación" (adoptado a través del Decreto Presidencial No. 555-02), que estableció un requisito para todos generadores para proporcionar servicio de regulación de frecuencia a la red y facultaron al Superintendente de Electricidad para adoptar un incentivo. © 2019 ETAP

Código de Redes • Asegura que la interconexión de un proyecto nuevo de generación NO va a afectar la seguridad, calidad o eficiencia del Sistema Eléctrico Nacional. • Especifica las características técnicas y operacionales de los diferentes participantes en la generación, transmisión y consumo de energía eléctrica. • Intenta establecer las obligaciones reciprocas de todos los participantes del Sistema eléctrico que forman parte del Ente Regulador (ER) • Grid Code varia de acuerdo al País

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Propietario de planta de energía: enfoque de análisis Estudio de detección

• ¿La producción de la planta se puede exportar? • ¿Capacidad de transferencia disponible? • Análisis de capacidad de transferencia

Estudio de factibilidad • ¿Se necesitan

inversiones importantes para reforzar la red de transmisión? • Flujo de carga • Cortocircuito

Estudio de instalaciones

• Determinar los requisitos del equipo • Preferencias y prácticas del ER • ¿Dónde es mas optimo conectar la nueva generación?

Estudio de impacto del sistema

• Escenarios detallados • Análisis transitorio • Enviar informe de cumplimiento al ER

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Estudios para Proyectos de Generación por Medio de Fuentes Renovables No Convencionales Requerimientos de Conexión •Rangos de operación •Respuesta en frecuencia •Rampas operativas •Control de tensión •Permanencia ante huecos de tensión •Respuesta de reactivos •Supervisión y control •Requerimientos de protecciones

Requerimientos Operativos •Pronóstico •Desviaciones •Reservas •Flexibilidad del parque generador •Redespacho •Balance de generación - carga en tiempo real

Requerimientos de Información •Intercambio de información •Procedimientos entrada en operación

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Sinergia Microgrid & Nanogrid

"Una microrred puede servir cargas críticas en el centro de la ciudad (es decir, el hospital, la escuela y el centro comunitario)… …. mientras que… las nano-redes se desarrollan para los aldeanos que viven en hogares demasiado lejos de estas cargas más grandes” Fuente: Navigant

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Complejidad de un sistema de energía • Análisis de los sistemas eléctricos de potencia del SNR: i) Flujos de carga, ii) Corto Circuito, iii) Coordinación de protecciones, iv) Arco eléctrico, v) Estabilidad transitoria y vi) arranque de motores • Ingenieros con conocimiento gradual que consolide la cadena de valor

• Análisis de eficiencia energética para cumplir requerimientos • Calibración en los ajustes de relevadores • Colocación de etiquetas de arco eléctrico previa modificación y modernización de equipos eléctricos • Implementación de EPP contra arco eléctrico

• Implementación de flujos de carga y corto circuito en tiempo real • Implementación de buses de sincronización • Interacción de grupos multidisciplinarios que promuevan una integración de mejora continua gradual • Auditorias efectivas con Grupos de trabajo para confirmar que se han realizado los cambios recomendados en los informes del análisis de los sistemas eléctricos del SNR

Condición de los SEP’s

Modernización de los SEP’s

Cumplimiento de normatividad nacional e internacional

Diagnóstico de los SEP’s • Realizar un diagnóstico de pruebas en línea y fuera de línea de equipos eléctricos y en orden de prioridad:: i) Transformadores, ii) Motores, iii) Circuitos de fuerza y iv) Tableros de distribución • Se requiere formar líderes que contribuyan los ACR para condiciones de contingencia © 2019 ETAP

How? Vistas de SEE’s

Vistas esquemáticas de alimentadores

Vistas del Tipo GIS

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How?

Centro de Operation y Control de un Sistema de Energía

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¿Smart grid? Red de Transmisión Inteligente y Automatización de Distribución

Infraestructura Avanzada de Medición

Generación Distribuida y Almacenamiento

Respuesta de Demanda y Control de Carga © 2019 ETAP

Trends SCADA Traditional Technology

DMS, EMS, OMS, CMS, HIS

Medición Inteligente, Comunicaciones & Ciberseguridad

Vs

Real Time Technology

DMS, EMS, OMS, CMS, HIS

Medición Inteligente, Comunicaciones & Ciberseguridad

Modelos Matemáticos Flujo de Carga Corto Circuito Confiabilidad Estabilidad…

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Solución de ETAP Grid Code

ETAP GridCode™ es una solución de software para modelar, analizar, y evaluar el cumplimiento de código de red para plantas convencionales, eólicas, & P/V, y centros de carga. Analiza y cumple con los Códigos de Red

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Estudios Necesarios Regulación de Factor de Potencia Salida de potencia activa y reducción debido a sobre frecuencia Rango de Tensión Eléctrica Verificación de cumplimiento de código de Red

Frecuencia Biblioteca de códigos de red

Flicker Armónicos

LF/OPF TS TS TS FLICKER HA

Ride Through de baja tensión

TS

Repetición de secuencias de fallas

TS

Max. Tasa de cambio de potencia

TS

Max. Tasa de cambio de voltaje

TS

Protección de Red Reducción de Potencia Activa

Modelo de sistema Punto de conexión a la red

Visor de verificación de cumplimiento de código de red

Informe de verificación de cumplimiento de código

Solicitud de interconexión / Datos técnicos

STAR TS

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Solución de ETAP Grid Code

Software ETAP® Software ETAP®

ETAP GridCode™ RuleBooks ™

Algoritmo Grid Code

Criterios de Limites

Resultados de Cumplimiento

Reportes Alarmas Limites

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Solución de ETAP Grid Code - Rule Books

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Solución de ETAP Grid Code - Analizadores

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Solución de ETAP Grid Code – Auto Evaluación

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Solución de ETAP Grid Code Importacion y exportacion de data a otros software • Exportación de data de ETAP® EMTP-RV®

• Versiones: 2, 3 y 4. • Formato .XML

PSS/E®

• Importación de data a ETAP® • Exportación de data de ETAP®

Resultados de Cumplimiento

ETAP

• Versiones: 29, 30, 31, 32, 33 y 34. • Disponible en modo ‘lease’.

Algoritmo Grid Code

Software ETAP

ETAP GridCode™ RuleBooks ™

Criterios de Limites

Reportes Alarmas Limites © 2019 ETAP

Solución de ETAP Real-Time & Grid Code Código de Red requiere que generación conectada a la red provea valores de generación en tiempo-real al CENACE (México).

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Solución de ETAP Real-Time & Grid Code

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Solución de ETAP Real-Time & Grid Code El Presente – Monitoreo, Análisis y Fiscalización Automática del Código de Red

• Haga clic para modificar el estilo de texto del patrón – Segundo nivel • Tercer nivel – Cuarto nivel » Quinto nivel

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Where?

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From Off-Line to On-Line

Consultoría de ingeniería

Diseño

Integradores de sistemas

Construcción

Diseño Planeación e Ingeniería

Puesta en Servicio

Operación y Mantenimiento

Operación

Mantenimiento

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Technical Engineer: Know-How

Resiliencia Acciones Preventivas

Rnormal

Normal

Normal

Acciones de restauración

Alarma

Ralarma

Disturbios Acciones de emergencia Emergencia

Remergencia

Interrupciones en cascada

Rextremo

Acciones en extremo

Restauración

Extremo Disturbios Severos

Tiempo © 2019 ETAP

Target

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Where? Indicadores clave del Desempeño del Sistema Eléctrico

Puesta en servicio Procura

Construcción “As-built”

Interfaces multimarca

Operación

Obra electromecánica

SCADA GIS

Ingeniería Modelado

Mantenimiento Confiabilidad

ADN, CMS, DMS, EMS, HIS, OMS,

Simulación

Análisis del sistema eléctrico “Off-Line”

Estadísticas

Planeación Predicción

¿Qué pasa si?

Análisis del sistema eléctrico “On-Line”

ADMS Diseño / Re-diseño del modelo eléctrico

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Conclusiones: El Hoy… ➢ A nivel mundial, el crecimiento de fuentes de energía renovables es exponencial y México tiene grandes reservas ➢ Los Entes Reguladores están modernizando sus Códigos de Redes para mantener la seguridad, calidad y eficiencia de su sistema eléctrico nacional ➢ La naturaleza de los impactos en el sistema eléctrico demanda que los análisis de interconexión sean realizados con algoritmos avanzados y automatizados ➢ La volatilidad de la generación distribuida exige un monitoreo y validación en tiempo real de los estudios realizados

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… es una Realidad Global

Source: www.automationworld.com/article/industry-type/all/aveva-expands-cloud-offerings-visualize-complex-operations

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Gracias por su atención

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Luis Ivan Ruiz Flores ETAP® Latin America Power & Energy Director [email protected] W:+52 7771033616 © 2019 ETAP

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