El Futuro de Nuestras Redes Eléctricas: Smart Grid

Transcripción

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2 El Futuro de Nuestras Redes Eléctricas: Smart Grid Roberto Piacentini Global Strategic Business Development Manager Energy Segment

3 Tendencias en la Industria Energía y Potencia Medio ambiente y aguas Generación de energía a futuro en el mundo Innovar a cero emisiones Ciudades inteligentes Instrumentación y medición 3

4 Tendencias de Energía Tendencia Gobierno Red Electrica Petróleo y Gas Eólica Eficiencia Energetica Mayor conectividad con América Latina y Texas ~99 Bn en costos de infraestructura Cont. E&P Chicontepec PEMEX Producción L-T Oil Se espera que las fuentes renovables aumenten cerca de MW Innovación para responder a los cambios acelerados en la tecnología Fuente: Frost & Sullivan 4

5 LOS SENSORES EN EL MUNDO 5

6 Qué tienen ellos en común? Tienen sensores, pero un solo sensor no es suficiente 6

7 Qué hace a un buen sensor? Sensor Tradicional Sensibilidad para medir cierta propiedad Insensibilidad para cualquier otra propiedad Influencia mínima en la propiedad medida Proporcional a la propiedad medida Sensor de Redes Inteligentes Interconexión en red Procesamiento integrado (medición vs. datos sin procesar) Gestión de activos consciente (estado del firmware, actualización remota) Activados de manera segura 7

8 Estado actual de sensado en las compañias eléctricas Medición Visualización Automatización Monitoreo de transformadores Registro de Alarmas Control de reconectadores Control seccionalizador Automatización de Subestaciones Qué tienen ellos en común? Unidad de Medición de Fasores Respuesta a la demanda 8 Medidor Control de Condensadores TODOS USAN SENSORES PARA MONITOREAR, CONTROLAR Y AUTOMATIZAR LA RED Analizador de Calidad de Energía

9 En pocas palabras Los sensores inteligentes son los bloques fundamentales para el monitoreo y automatización de los sistemas de transmisión y distribución de energía, existentes y futuros. 9

10 Selección del Sensor Exactitud del Sensor Corriente (Tipo y Exactitud) Voltaje (Tipo y Exactitud) Marca A Marca B Marca C Marca D CT 600:1 5-10% Capacitivo Baja CT 1000:1 2% Resistivo Alta CT 800:1 5% Resistivo Alta CT 1000:1 1% Capacitivo Alta (3%) Conclusión: La calidad de las mediciones y la efectividad de la automatización se ve limitada por la calidad de sus sensores. 10

11 MODERNIZACIÓN DE LA RED 11

12 Control parcial y no optimizado Poca integración y frágil Mantenimiento correctivo Enfoque en compañías de energía 12

13 El futuro: Redes Inteligentes Una mejor recopilación y visibilidad de datos Más inteligente Sistemas automáticos de protección Integración de generación "verde" Almacenamiento y PHEV Administración de demanda y respuesta 13

14 Cómo podemos llegar a eso? 14

15 Categorías de Automatización de Energía Control/Monitoreo Responsable de la operación y tareas de monitoreo como cambiar entre generadores de energía, abrir /cerrar circuitos, adquisición y análisis de datos, etc. Protección Responsable de apagar el equipo para prevenir daños debido a fallas (cortos circuitos, sobrecargas, etc.). Comunicación Responsable de comunicación entre equipos (DNP 3.0, IEC 61850, etc.) y entre estaciones (IEC , 104, etc.) 15

16 Oportunidades para Automatizar la Red Supervisión y Automatización de Subestaciones Gestión y Monitoreo de Activos Administración de Carga de Transformadores Monitoreo de Condición de la Red en Tiempo Real Conmutación Automática de Redes Generación distribuida y almacenamiento de energía Localización y Caracterización de Fallas Medidores inteligentes en hogares que funcionen como un sensor (AMI) 16

17 Plataforma de NI Analizador de Redes Inteligentes Enet USB Serial Análisis Control E/S Análogicas E/S Digitales Análisis Multi-Puertos Registro Protocolos Temporización Protección E/S Comm E/S Movimiento E/S Terceros Plataforma Tarjeta independiente 17

18 Beneficios de la Arquitectura de NI CompactRIO Enet USB Serial Análisis Control E/S Análogicas E/S Digitales Análisis Multi-Puertos Registro Protocolos Temporización Protección E/S Comm E/S Movimiento E/S Terceros PXI/cPCI RIO PC RIO CompactRIO Single-Board RIO 18

19 SOLUCIONES EN SISTEMAS DE TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA 19

20 PMU Avanzado Sincrofasores multicanal o Expandible hasta 32 channels (V i/o C) o Tasa de mensajes de hasta 240/sec o IEEE C o o Capacidad para ser autónomo GPS incluido o externo (IRIG-B) Actualización de Firmware Remota o HTTPS con SSL Características Avanzadas o o o o o Híbrido: Algoritmos de PMU y Calidad de Energía en un solo dispositivo Arquitectura flexible de software abierto Resitro de datos y eventos Hasta 833 Muestras/Ciclo 24-bits ADC con Capacidad de Filtrado Multi-Protocolo TCP/IP, DNP3, Modbus Puertos Ethernet, Serial y Comunicación Digital Capacidad de almacenaje incluida y expansible o Diseño Robusto (-40 to 70 C) 20

21 Control de Inversores 21

22 Control de Celdas de Combustible Residenciales sbrio Standard (Media Luna) Tarjeta hija personalizada desarrollada por I&D de NI Proyecto basado en sbrio, 11,000 sbrio desplegados para 2015 Desarrollo completado en menos de un año 22

23 Monitoreo de Líneas de Transmisión NI India PMUs para monitoreo de areas amplias (WAM) Proyecto basado en plataforma CompactRIO, 700+ unidades desplegadas para

24 CONMUTADOR DE DISTRIBUCIÓN INTELIGENTE 24

25 Visión y Objetivo del Proyecto de CenterPoint Visión Ser reconocida como la compañía lider en entrega de Energía en Estados Unidos. Objetivo del Proyecto Modernizar e instalar reconectadores y seccionalizadores inteligentes en la red de distribución o Identificación de fallas veloz o Aislamiento automático de fallas o Monitoreo del estado de la red en tiempo real 25

26 Conmutador de Distribución Inteligente Avanzado Análisis avanzado para distribución automatizada Desarollo e introducción de capacidades avanzadas de conmutación Medición y monitoreo de energía embebido Comunicación inalámbrica para configuración y envío de datos Actualizaciones remotas Conmutador de Distribución Clasificado hasta 38kV Tenología de Interrupción en Vacio TCs y transductores de voltaje incluidos Actualizaciones opcionales a futuro ANSI / IEEE C37.60 Protección trifásica Analísis (NI Smart Grid Analyzer) 833 Muestras/ciclo, Resolución 24-bit Almacenamiento de datos, captura eventos Actualización Remota Comunicación Multi-protocolo 26

27 Diagrama de Alto Nivel de Conmutación Avanzada Cable de Control(48V DC) Siemens Control Board Datos del Sensor (Analog) USB Serial 1 Enet 2 Enet 1 Estación de Control Puerto de Servicio HMI/User Controls crio (Smart Grid Analyzer) Serial 2 Conmutador de Distribución Serial 1 Open Closed Trip Status Conexión de Datos con Control de Operaciones TCP, DNP3, SSL LV Dashboard Ope n WiMAX GPRS Clos e Trip GE MDS 3460 SmartSynch Router Enet 1 Serial 1 Adaptador Serial Ethernet 27

28 Sistema de Conmutación Avanzado Estación de Operaciónes Estación de Operaciónes Aplicación en LabVIEW Servidor de Operaciones Estación de Ingeniería Estación de Ingeniería Estado y Control DNP 3.0 and (Future) Análisis y Datos No Operacionales SSL NI SGA NI SGA NI SGA 28

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31 31 Putrajaya - Malaysia CONCENTRADOR DE DATOS PARA AUTOMATIZACIÓN DE SUBESTACIONES 31

32 Quién es Tenaga Nasional? Administra y opera la Red Nacional, una red de transmisión exhaustiva que también está interconectada con Tailandia y Singapur La compañia de energía más grande en Malasia 12,000 MW Instalados 28,000 Empleados 7 Millones de Clientes Negocio Actividades Principales: Generación, Transmisión y Distribución 32

33 Concentrador Desarrollo de un sistema de automatización de transmisión en subestaciones basado en IEC Alto rendimiento, plataforma ampliable Se puede agregar memoria y espacio en disco También se pueden ampliar las E/S y FPGA Confiabilidad (dos gabinetes independientes) 33

34 Almacenamiento de Energía a Gran Escala Conectado a la Red Aumenta la eficiencia y disminuye el costo de producción de energía Facilita la integración de fuentes de energía intermitentes Permite a las compañías eléctricas adaptar la producción de energía al consumo Energy Storage Stack, Solar Array, or Wind Farm DC DC Management System GRID Transformer Converter/Rectifier Inverter/Drive AC DC DC AC Power System Control System Inverter/Converter/Drive Generator 34

35 Almacenamiento de Energía Almacenamiento Conectado a la Red para Energía Eólica Primer lanzamiento en 2009 Almacenamiento de 1.0 MWh conectado con un parque eólico de 30 MW en una red de MW Plataforma de Almacenamiento de Energía Capaz de: Restricción de Transmisión Control de Rampa/ Cambio de Tiempos Apoyo con regulación de Voltaje y Frecuencia en la red Plataformas de National Instruments usadas para: Administración y monitoreo de baterías. Control supervisorio de alta velocidad. 35

36 La ventaja de los sistemas embebidos de National Instruments Alta velocidad, alta resolución, y medidas analógicas de especialidad Algoritmos avanzados para control y procesamiento de señales. Flexibilidad y E/S modular Rendimiento del hardware personalizado Rápido tiempo de desarrollo y lanzamiento al mercado Mejor localización y prevención de fallas Instale una vez, actualice de manera remota Eficiencia Operacional 36

37 Conclusiones Los sensores son los bloques fundamentales para implementar redes inteligentes La calidad del sensor afecta la efectividad de la medición y automatización La capacidad de configuración y actualización remota son características escenciales de una red inteligente La tecnología está cambiando rápidamente en esta área y necesita adaptarse continuamente a nuevos requerimientos NI provee sistemas embebidos y herramientas de hardware y software que se pueden aplicar a un gran rango de soluciones para smart grid 37

38 Preguntas? Roberto Piacentini Global Strategic Business Development Manager Energy Segment 38

39 Disfrute el Resto del Día 39