Smart Grids ENERGY INNOVATION DAY. Buenos Aires, 05 de Julio, 2010 Dr. Yannick Julliard Siemens AG Energy Automation Smart Grids
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- Fernando Páez Lara
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1 Smart Grids ENERGY INNOVATION DAY Buenos Aires, 05 de Julio, 2010 Dr. Yannick Julliard Siemens AG Energy Automation Smart Grids
2 Definiciones de Smart Grid Red eléctrica auto-monitoreada, que acepta diferentes fuentes de energía (gas, diesel, renovables) y la trasmite al consumidor con mínima intervención del operador Un sistema que permitirá a la sociedad optimizar el uso de fuentes de energías renovables y minimizar el impacto ambiental en el futuro Es una red que tiene la posibilidad de detectar una sobrecarga del sistema y redirigir la energía a través de otro circuito para prevenir una potencial pérdida del servicio Una red que habilita la comunicación en tiempo real entre el consumidor y el proveedor, permitiendo al consumidor optimizar la utilización de la energía basado en precios o en impacto ambiental de la misma Source Xcel Energy s Página 2 Julio 2010 Siemens AG All rights reserved.
3 Cambio de paradigma en redes eléctricas: La nueva era de la electricidad Siglo IXX Siglo XX Inicios Siglo XXI Siglo XXI Inicios de Electrificación Etapa del Carbón Generación eléctrica masiva Etapa de los combustibles fósiles Cambio de tendencia Desafíos: Demográficos, Escasez de recursos, Ambientales La nueva era de la Electricidad Principal fuente de energía en la sociedad Insostenible Insostenible Transición Sistema Sustentable 'Coordinación de la Generación y la carga' La generación acompaña a la carga' Cambios en el sistema' La carga acompaña a la Generación' Islas de suministro Fósil, Hidro Poca conciencia ambiental Red Integrada, generación central, carga estocástica, flujo unidireccional Fósil, Hidro, Nuclear Mayor descentralización, generación fluctuante Fósil, Hidro, Nuclear, Eólica, Solar Generación Central y distribuida Sistemas / Comunicaciones Flujo bidireccional Generación Verde Energías Renovables (Hidro, Solar, Eólica) Fósil, Nuclear Página 3 Julio 2010 Siemens AG All rights reserved.
4 La solución: Smart Grid Página 4 Julio 2010 Siemens AG All rights reserved.
5 Drivers para la Smart Grid Balanceo Manejo de Demanda Generación Carga Renovables Prosumers Confiabilidad Conciencia Ambiental Incrementar Eficiencia Página 5 Julio 2010 Energy Automation Siemens AG All rights reserved.
6 Integración de energías renovables Cambian los paradigmas Sistemas tradicionales: Control de la oferta Capacidad Disponible Pico Demanda Demanda Aleatoria Generación Renovable Aleatoria debido a renovables Oferta Disponible (variable) Generación Necesidad de Manejo de Demanda "Smart Grid" Optimiza las fuentes disponibles para balancear oferta y demanda Tomando decisiones en tiempo real sin impactar calidad del servicio Usando tecnología para adaptar el consumo a la generación Reduce riesgos e impacto ambiental Demanda Adaptar la Demanda a la generación Página 6 Julio 2010 Siemens AG All rights reserved.
7 Transformando la cadena de conversión de la Energía en una infraestructura inteligente Sistema de Operación Descentralizado - DEMS Soluciones en Comunicaciones Subestaciones Inteligentes Monitoreo / Gestión de Activos Transmisión de Energía Automatización de Distribución Centralas Termicas Flexibles Smart Metering Edificios Inteligentes Página 7 Julio 2010 Siemens AG All rights reserved.
8 Elementos de una programa smart grid XXXXX Gestion de Carga V-EMS Estrategía de gestion GAMS Centro de suporte al cliente CRMS Sistemas de gestion del Mercado MMS Gestion de la demanda DRMS Control Central EMS/DMS Sistema de gestion de AMI MDMS Gestion de Immuebles H-EMS Subestaciones Smart- Substation TM Medidores intelligentes AMI PHEV Solar Batteries Wind Solar Batteries Recloser Switch Capacitor Bank Industrial Commercial Residential Consumer Managed Resources Field Sub Equipment Intelligent Meters Página 8 Julio 2010 Siemens AG All rights reserved.
9 Integración directa de diversas fuentes de energía en la Red Página 9 Julio 2010 Siemens AG All rights reserved.
10 Fuentes y Almacenamiento de Energía Distribuida De Generación Central, Consumo Descentralizado A Fuentes de Energía Distribuida (DER) y almacenamiento mediante plantas virtuales Plantas virtuales características: Sistema de Monitoreo, Planificación y Optimización de Energía para DER Sistema de pronóstico de cargas y de generación eólica y solar Gestión de datos de consumo e información contractual Interfaz de comunicación con centrales distribuidas Página 10 Julio 2010 Siemens AG All rights reserved.
11 Bulk Power Generation & Power Transmission Offshore Wind Power CSP 500kV Sistema de transmission 33/13.2kV 132kV Distribucíon Hydro Power Nuclear Power Página 11 Julio 2010 Siemens AG All rights reserved.
12 Generación & Transmisión en Argentina MW Concentración de Demanda (66%) Comahue NEA 4% 5% Patagonia 4% MW Cuyo 6% NOA 7% Centro 8% GBA 40% Buenos Aires 13% Página 12 Julio 2010 Siemens AG All rights reserved. Litoral 13%
13 Blackout prevention support by Wide Area Monitoring Heavy Load Loss of Synchronization Local Oscillations Reactive power shortage Line Trip Inter - Area Oscillations V Voltage collapse Transmission corridor congestion Cascading outages Frequency deviation f Loss of Generation P t Página 13 Julio 2010 Siemens AG All rights reserved.
14 Generacíon distrbuida & distribucíon de la energia Rede de Subtransmisson Small Hydro Power Rede de distribucíon Biogas Power Photo Voltaic Power Biomass Power Combined Heat & Power Wind Power 0,4kV Power Distribution System Página 14 Julio 2010 Siemens AG All rights reserved.
15 Características de Automatización de Subestaciones Standard Actual Parcialmente digital RTU y SAS Sistemas y protocolos heterogéneos Pocas funcionalidades y automatización Ingeniería orientada al Hardware Información Reactiva Evolución Automatización digital continua Estandarización Automatización totalmente integrada (ingeniería, comunicación, seguridad) Soluciones básicas y aplicaciones Smart Grid Subestaciones Tendencia al Plug & Play Auto-Recomposición Aplicaciones Inteligentes Información Online Página 15 Julio 2010 Siemens AG All rights reserved.
16 Smart Grid Auto recomposición Configuración dinámica de ruteo óptimo de flujos VVC FLOC FISR PF Smart Grid Centro de Control EMS/DMS OPR FISR PF VVC VVC FLOC FISR PF Subestaciones Regional Master Substation Inter-substation coordination Subestaciones Regional Master Substation Recloser Interruptor Banco de Capacitor Gen. Distr. Recloser Interruptor Banco de Capacitor Gen. Distr. Equipamiento Controlable Equipamiento Controlable Página 16 Julio 2010 Siemens AG All rights reserved.
17 Integración de Generación Distribuida Plantas Virtuales Centro de Control Despachos Controlador Virtual Power Plant Trading Energía G G Plantas de Biomasa Red de Comunicaciones Facturación Pronóstico Meteorológico Grupos Electrógenos Cargas Flexibles Plantas Fotovoltaicas Celdas de Combustible Concentrador de Datos Pequeñas celdas de Combustible distribuidos Plantas Eólicas Mod. Z Lectura de Medidores Mod. Z Mod. Z Mod. Z Mod. Z Cargas Distribuidas Mod. Z Página 17 Julio 2010 Siemens AG All rights reserved.
18 Redes de distribucíon & fuentes de energía distribuida Fluxo unidirectional Generation/ Consumption at LV level Bidirectional power flow Generation at MV level Transformador simple Intelligent Meters Ayer sistema radial y passiva & generacion central fluxo estatico unidireccíonal operacíon en modo estatico proteccíon simple y uniderccíonal Automatizacion simple Energy Storage e-car infrastructure Tap changing Distribution Transformer Manana sistema activa con generacion distribuida fluxo dynamico bidireccíonal modo de operacion adaptado proteccíon autoadaptiva bidereccíonal Communicacíon bidireccíonal Página 18 Julio 2010 Siemens AG All rights reserved.
19 Resumen La integración óptima de renovables requiere de Smart Grids debido al dinamismo de evolución de disponibilidad de los recursos La Generación Distribuida impacta en la operación de las redes con flujos inversos y nuevos esquemas de balanceo Redes Activas mantienen seguridad y confiabilidad El control descentralizado permite auto-recomposición y mejora de eficiencia La integración de recursos distribuidos ofrece tanto beneficios ecológicos como económicos debido a la confiabilidad y bajo costo Página 19 Julio 2010 Siemens AG All rights reserved.
20 El Futuro...La Supergrid en Europa Página 20 Julio 2010 Siemens AG All rights reserved.
21 Si China y Europa pueden hacerlo Energía Hidráulica en China Energía Renovable en Europa Hidro > GW Eólica > GW 1800 km Hidro > GW 2000 km 2000 km Solar > GW Demanda y Argentina podrá? Página 21 Julio 2010 Siemens AG All rights reserved.
22 Smart Grids Futuro lejano? Plantas centralizadas principal fuente de generación Emisiones de CO 2 expuestas constantemente Aplicaciones de Smart Grid Fuentes de energía renovables en paralelo con grandes plantas Estacionamiento para autos eléctricos, aportan energía a la red picos de demanda Sensores wireless para manejo domiciliario de consumos Almacenaje de energía absorbe fluctuaciones de generación Página 22 Julio 2010 Siemens AG All rights reserved.
23 How smart is your grid?
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