RedInteligente IIE

8/15/2019 RedInteligente IIE

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Hacia Dónde va la Ciencia en México Un análisis para la acción desde las perspectivas académica, sectorial y tecnológica

Red Inteligente: Oportunidades para la InnovaciónRed Inteligente: Oportunidades para la Innovación

Red Eléctrica Inteligente:Oportunidades para la Innovación

Rolando Nieva Gómez

“Mesa Redonda: La investigación en energía para el futuro de

México: Aspectos relacionados con energía eléctrica”

Auditorio del Instituto de Investigaciones Eléctricas, Calle Reforma No. 113, Col.

Palmira, Cuernavaca, Morelos; 04 abril 2013


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Esquema

• Las Redes Eléctricas Inteligentes

• La Visión de CFE

• Oportunidades para la innovación

• El paradigma del “Equipo Eléctrico Inteligente”

• Reflexión Final


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¿Qué es una Red EléctricaInteligente?

No existe una definición única,universalmente aceptada

Es una manera genérica dereferirse a la modernización delas redes eléctricas, en las quese aprovecharán los avances

de: tecnologías de información

y cómputo, infraestructura de

comunicaciones,

sensores, inteligencia artificial, nuevas técnicas de

monitoreo y diagnóstico,…. entre otros elementos.


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Red Inteligente: Oportunidades para la Innovación

"Smart Grid is a modernized grid that

enables bidirectional flows of energyand uses two-way communication

and control capabilities that will lead

to an array of new functionalities and

applications."

SMART GRID1

1 National Institute of Standards and Technology; http://www.nist.gov/index.html


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Es laconvergencia

de tecnologíasde diversasindustrias

Tele-Comunicaci

ones

Internet Cómputo

SistemasEléctricos

RedInteligente

SMART GRID

• Dispositivos inteligentes• Comunicación en dos vías• Software avanzado


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• Eficiencia económica y energética

• Confiabilidad

• Seguridad energética

• Sustentabilidad

• Impulso a la actividad económica

Motivadores

En el mundo, se perciben diferentes matices, que se explicanpor la diversidad de entornos socio-económicos, y diferenciasculturales y geográficas


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I m p u l s o r e s

● Unión Europea: Cambio climático: energía limpia y renovable,eficiencia Energética (competitividad) , independencia energética,demanda sofisticada (vehículos eléctricos, sociedad digital).

● Estados Unidos: Independencia energética, recuperacióneconómica, modernización de infraestructura de T&D,confiabilidad y seguridad, generación renovable y distribuida,cambio climático, demanda sofisticada.

● Japón: Cambio climático, creciente integración de generacióndistribuida intermitente (Foto Voltaica distribuida), infraestructurade T&D automatizada pero envejeciendo.

● China: Infraestructura eléctrica en crecimiento acelerado,transmisión a largas distancias.

● India: Infraestructura eléctrica en crecimiento acelerado,pérdidas del 40%.


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Confiabilidad

24%

Ahorro en

costos de

Operación

20%

Eficiencia

Energética

13%

Respuesta de

la Demanda

14%

Control de

Flujo de

Potencia

9%

IntegrarRenovables

8%

Beneficio

Público/

Ambiental

12%

Objetivo

SmartGrid:

TendenciaReciente

En 2010: la mayoría (80.3 %) de las empresas de servicio

público habían considerado desarrollar Redes Inteligentes

T&D World, Black & Veatch, 7 may 2010


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Pero, la mayoría de las empresas están apenas iniciando

T&D World, Black & Veatch, 7 may 2010

Inciando

Planeación

37%

Planeación

completa,

proyecto enpropuesta,

asignado o

iniciando

31%

Desarrollo

30%

Puesta en

Servicio

2%Mantenimiento

0%

ETAPA

SmartGrid:

TendenciaReciente


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• Permitirá una mayor satisfacción del Cliente y su interacción para acceder adiversas opciones de servicios y tarifas que mejoren la eficiencia en suconsumo y calidad de la energía.

• Operará bajo estándares internacionales de confiabilidad, seguridad,

sustentabilidad y eficiencia, que den flexibilidad y permita interconectartodo tipo de generación y almacenamiento, privilegiando la energíarenovable.

• Impulsará la transformación de los procesos, sustentada en el desarrollo desu capital humano, así como en una arquitectura e infraestructura deinformación confiable e integral.

• Contribuirá al logro de los objetivos y metas que se establecen en laEstrategia Nacional de Energía y otros programas del sector.

Visión 2026. La Red Eléctrica Inteligente (REI) de CFE1

1

2

3

4

1 Visión, Políticas y Mapa de Ruta para la Red Eléctrica Inteligente (REI) de CFE, 6ª Reunión de

Especialistas de Normalización, MUTEC, México D.F. 21 Y 22 de Junio, 2012


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• Cliente: Habilitar al cliente con mejor información, en tiempo real yopciones tarifarias para que sea capaz de administrar su consumo yobtener beneficios de ello.

• Gestión de Recursos: Optimizar el uso de la infraestructura instalada e

incrementar la eficiencia de los procesos (enfocada a la Gestión de Activosy la Gestión de Fuerza de Trabajo Móvil).

• Operación de la Red: Gestionar la operación automatizada de la red coninformación de sistemas avanzados de análisis dinámico y control.

• Sustentabilidad: Facilitar la integración de generación renovable,vehículos eléctricos y esquemas de almacenamiento de energía.

Mapa de Ruta de CFE: Perspectivas y Objetivos1

1

2

3

4

1 Visión, Políticas y Mapa de Ruta para la Red Eléctrica Inteligente (REI) de CFE, 6ª Reunión deEspecialistas de Normalización, MUTEC, México D.F. 21 Y 22 de Junio, 2012


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Oportunidades

Nuevos servicios a consumidores

Gestión de activos y fuerza de trabajo móvil

Gestión de riesgos de operación

Gestión de la distribución

Facilitar la integración de energía renovable


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Nuevos Servicios a Consumidores• Servicio automatizado

y personalizado deorientación a clientes,

que les permitaincrementar sueficiencia en elconsumo

• Tarifas que reflejen

los costos deoportunidad en formadinámica Sistemas de gestión de energía en

casas, edificios, comercios eindustria

Minería de datos deconsumo horario

Infraestructuradigital de medición de

consumo

Simulador deopciones tarifarias


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Gestión de Activos y Fuerza de Trabajo Móvil

• Optimizar elmantenimiento

Mantenimientobasado en condicióny en desempeño

• Incrementar la eficaciade la fuerza de trabajo

móvil

Monitoreo y diagnósticode equipos críticos

Geo-referencia de activos yfuerza de trabajo móvil

IA aplicada a modelos de vidaremanente, predicción de fallas ypriorización del mantenimiento


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Reducir los riesgos de operación• Mejor consciencia

situacional deoperadores delsistema

• Alertas tempranas ysistemas de controlde área amplia

Sistemas automáticos devaloración continua de riesgos, y

de síntesis de accionespreventivas en centros de control

Medición sincrofasorialde cobertura nacional

Inteligencia artificialaplicada a la restauración

post disturbio


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Gestión de la Distribución

• Centros de operaciónde la distribución

• DMS, OMS, WMS,GIS, CC

• Reducción de pérdidas

• Medición y control decalidad de la energía

• Arquitecturaempresarial de TICs

Arquitectura empresarial deTICS e Interoperabilidad


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• Balanceo dinámico decargas

Transferencia automática decarga, entre alimentadores,

transformadores ysubestaciones

• Control automático devoltaje en media tensión

• Medición Inteligente conconcentrador

Detección de ilícitos

Reducir las pérdidas de distribución

Automatización de ladistribución

Infraestructura avanzadade medición

Meta a 2024: pérdidas de 8%, Estrategia Nacional de Energía (2010-2024), SENER


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Flexibilidad para integrar energía limpia y renovable

• Manejo deintermitencia

• Integración de granescala

• Integración enDistribución

Modelos depronóstico de

corto plazo

Coordinación automática degeneración para compensar volatilidad

Micro-redes sustentablesen poblaciones rurales

Predespacho ydespacho considerando

intermitencia


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EquipoEléctricoInteligente


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Capacidades:

• Autodiagnóstico

• Actualiza su modelo devida remanente

• Determina Probabilidad defalla

• Determina su límites

seguros y de emergencia• Informa y recomienda

acciones preventivas ocorrectivas

• Determina impactos de fallas deequipos y actualiza continuamenteindicadores de confiabilidad

• Identifica equipos críticos

• Estima los riesgos (Probabilidad yseveridad) de sistema

• Establece prioridades a accionespreventivas y correctivas

• Gestión de mantenimientobasado en desempeño

Equipo EléctricoInteligente

Centro de Controlde Operación

Centro deDiagnóstico y de

Gestión deMantenimiento


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• Complejidad de la administración de tecnología Gran variedad

Tecnologías nuevas• Importancia de los estándares• Desarrollo de competencias y habilidades• Despliegue que tomará años y requerirá muchos

recursos Modelos de análisis de costo/beneficio y de

evaluación de desempeño con orientación regional Sinergia entre funciones de Redes Inteligentes

Reflexión Final


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S e c c i o n a m i e n

t o y

r e c o n f i g u r a c i ó n

a u t o m a t i c a d e

a l i m e n t a d o r e s

T r a n s f e r e n c

i a

a u t o m á t i c a d e

c a r g a s y

r e c o n f i g u r a c i ó n d e

a l i m e n t a d o r e s

C o n t r o l a u t o m á t i c o

d e v o l t a j e y d e

f u e n t e s d e

p o t e n c i a r e a c

t i v a

M o n i t o r e o y

d i a g n ó s t i c o d e

e q u i p o

M e d i c i ó n y

a d m i n i s t r a c i ó n

d e

l a d e m a n d a

e n

t i e m p o r e a

l

D e t e r m i n a c i ó n

d e

c a p a c i d a d

d i n á m i c a e n

e q u i p o s

M i c r o r e d e s

G e n e r a c i ó n

d i s t r i b u i d a

A l m a c e n a m i e

n t o

c o n t r o l a b l e d e

e n e r g í a

C a r g a d e

V e h í c u l o s

e l é c t r i c o s

M o n i t o r e o d e á r e a

a m p l i a y

v i s u a l i z a c i ó n

L i m i t a d o r e s d e

c o r r i e n t e d e f

a l l a

Diferimiento de inversiones X X X X

Menor costo de regulación defrecuencia y reserva

X X X

menor costo decongestionamiento

X X

Diferimiento de inversiones X X X X

Reducción de fallas de equipo X X X

Menor costo de mantenimiento X

Menor costo de operación X X X X X

Menor costo de lectura demedidores

X

Reducción de ilícitosReducción de pérdidas no

técnicasX

Eficiencia EnergéticaT&D

Reducción de pérdidas técnicas X X X X X

Menor consumo decombustibles

Reducción del costo deproducción

X X X X X X X

Eficiencia energéticaen el consumo

Menor costo de electricidadpara clientes consumidores

X X

Reducción de TIU X X X XReducción de costos de

restauraciónX

Menor costo de falla paraconsumidores

X X

Menor número deinterrupciones instantáneas

X

Menor distorsión de onda X

Reducción de emisiones de CO2 X X X X X X X

Menor emisión de Sox, Nox yPartículas

X X X X X X X

Menor consumo de X X X X X X

Menor número de apagones X X

C o n f i a b i l i d a d y

C a l i d a d

Continuidad deservicio

Calidad de la energía

Ambiental Emisiones

Seguridad energética

Beneficios

FUNCIONES DE REDES INTELIGENTES

E C O N O M I C O

S

Mejoraprovechamiento de

capacidad degeneración

Ahorro eninversiones de T&D

Ahorros en O&M enT&D

Beneficios


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• Funciones de alta relación beneficio/costo

– Automatización de subestaciones y alimentadores de distribución

– Monitoreo y diagnóstico de equipo crítico – Determinación dinámica de la capacidad en equipos críticos de TyD

• Funciones de alto valor social y estratégico

– Micro-redes eléctricas en zonas rurales apartadas de la red detransmisión

• Funciones con incierta relación beneficio/costo – Infraestructura avanzada de medición en dos vías con tarifas que

reflejen costos de oportunidad para consumidores domésticos

Relación Beneficio/costo


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Confiabilidad

Eficiencia

Económica yEnergética

Seguridad

Energética

Sustentabilidad

ambiental

Sofisticación

de usuarios de

la Red Eléctrica

Eficiencia en consumo

• Tarifas por tiempo de uso

• Precios en tiempo real

• Comunicación bidireccional ymedición por tiempo de uso

• Contribución de demanda al

balance de energía

Eficiencia en TyD • Reducción de pérdidas

• Prevención de fallas:monitoreo y diagnóstico,

gestión de activos• Mejor visión situacional y

operativa en Centros deControl

Aprovechamiento de la

capacidad instalada

Generación distribuida

en baja tensión yalmacenamiento local

Vehículos eléctricos

Calidad para era digital

Integración de fuentes

renovables

Sistemas y servicios de

apoyo de administración

de energía en casas,

comercios, industria,

hoteles, edificios

públicos

Microredes en casas,

comercios, industria

hoteles, edificios

• Automatización de ladistribución

• Almacenamiento comunitario

• Control automático de voltajeen baja tensión

• Red de comunicaciones y

datos• Apoyo logístico a fuerza

móvil

• Mejor visión situacional yoperativa en distribución

• Transmisión flexible

• Almacenamiento de energía

Factor es que in cid irán en el perfi l

de las Redes Eléct ric as d el fu tu ro

Equipos eléctricos que

contribuyen

automáticamente al

balance producción-

demanda

Red

Eléctrica

Inteligente

ConsumoInteligente


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Hacia Dónde va la Ciencia en México U áli i l ió d d l ti dé i t i l t ló i


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62490 Cuernavaca, Morelos, México

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