Cambios y retos en la operación futura del Sistema Interconectado Nacional-SIN

Transcripción

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2 Cambios y retos en la operación futura del Sistema Interconectado Nacional-SIN Alberto Olarte Aguirre Secretario técnico CNO Foro XM El futuro de la energía eléctrica en Colombia Mayo 25 de 2017

3 Agenda SIN actual. Elementos de cambio en el SIN. SIN Mediano Plazo. SIN Largo Plazo. Ciberseguridad.

4 Agenda SIN actual. Elementos de cambio en el SIN. SIN Mediano Plazo. SIN Largo Plazo.

5 0,3% 4,7% 1,1% 8,0% 12,8% 3,9% 1,6% 0,1% 0,6% 0,6% 0,2% Hidráulicos Gas Carbón Combustóleo ACPM Jet1 Gas-Jet A1 Menores Hidráulicos 66,1% Menores Térmicos Menores Eólica Menores Cogeneradores Autogeneradores SIN actual Recursos (MW) (%) Hidráulicos ,07% Gas ,82% Carbón ,01% Fuel - Oil 0 0,00% Combustóleo 187 1,13% ACPM 774 4,66% Jet1 46 0,28% Gas-Jet A ,59% Menores Hidráulicos 648,1 3,91% Menores Térmicos 105 0,63% Menores Eólica 18,42 0,11% Menores Cogeneradores 99,6 0,60% Autogeneradores 32 0,19% Total SIN 16594,12 100,00% Fuente: XM y UPME

6 SIN actual Principales características: Todos los Agentes de la cadena de suministro están organizados de una manera centralizada y jerárquica, donde los flujos de potencia transitan en una sola dirección. Participación pasiva de la demanda, sin embargo es no inelástica (fenómeno El Niño lo demostró). Baja participación de fuentes intermitentes (viento y sol). La capacidad de intercambio de las interconexiones internacionales es moderada, si se compara con la capacidad instalada actual. Se cuenta con cuatro (4) dispositivos FACTS (SVC Chinú, SVC Caño Limón, SVC Tunal y STATCOM Bacatá). Fuente: Prosumer-centric electricity markets. Technical University of Denmark. Centre for Electric Power and Energy.

7 Agenda SIN actual. Elementos de cambio en el SIN. SIN Mediano Plazo. SIN Largo Plazo. Ciberseguridad.

8 Elementos de cambio en el SIN SOLAR Aprobado: 9.9 MW SOLAR Aprobado: 29.2 MW Solicitudes de conexión recursos intermitentes EÓLICO Pendientes: 330 MW EÓLICO Aprobado: 232 MW % SOLAR Pendiente: 38.9 MW % SOLAR Aprobado: 220 MW % EÓLICO Aprobado: 1050 MW % % % SOLAR Pendiente: MW SOLAR Aprobado: 29.8 MW Pendiente: 40 MW % EÓLICO En análisis: 1827 MW % % % % % % % % Plan de Expansión Escenario % % % Hidráulica Gas Carbón Hidráulica Gas Menores Carbón Cogeneración Menores Cogeneración Eólica Solar Eólica Solar Geotérmica Otros Geotérmica Otros Fuente: UPME

9 Elementos de cambio en el SIN Reducción de los costos de las tecnologías Renovables Intermitentes en la última década. Fuente: IRENA

10 Registro capacidad solar < 10 MW=124 MW Elementos de cambio en el SIN Registro capacidad solar > 10 MW=2497,3 MW Crecimiento de la participación de fuentes intermitentes: Registro capacidad eólica >20 MW=1123 MW Incremento sin precedente de solicitudes de conexión, principalmente en el área Caribe. El Plan de Expansión de la UPME recomienda una estrategia con participación importante de fuentes renovables no convencionales. La Ley 1715 de 2014 ha estimulado las solicitudes de registro y acceso a incentivos. Fuente: UPME

11 Elementos de cambio en el SIN Límites dinámicos de intercambio Nuevos dispositivos y practicas que flexibilizan la operación de sistemas de potencia. Los pronósticos de demanda y fuentes intermitentes son esenciales para asegurar la operación de los sistemas de potencia y reducir los costos de programación de reservas. Error Agregado de producción eólica [GW] Fuente: REE, NTNU y ETH

12 Restricciones exógenas Limitaciones ambientales Limitaciones de espacio Poca aceptación social Elementos de cambio en el SIN Flexibilización del SIN optimizando el uso de la infraestructura (FACTS) Expansión no convencional de la red (Baterías, Potencia Localizada, PST, etc.) Transmisión de potencia en corriente continua (HVDC) Incremento de las capacidades de intercambio regional Posibles soluciones Respuesta de la demanda (cargas flexibles que proporcionan servicios estabilizadores al SIN)

13 Agenda SIN actual. Elementos de cambio en el SIN. SIN Mediano Plazo. SIN Largo Plazo. Ciberseguridad.

14 SIN Mediano Plazo Penetración masiva de plantas solares PV a nivel distribuido en todo el SIN. Refuerzo de todas las áreas del SIN a través de nuevos corredores a nivel de 500 kv. Conexión de Ituango 2400 MW, lo cual amerita de nuevas líneas del STN para su correcta evacuación. Desarrollo de nuevas líneas a 500 kv para incorporar 1,45 GW de capacidad eólica en el área GCM. Tecnología HVDC, tanto CSC y VSC, debido a la interconexión Colombia-Panamá y la conexión de mas plantas intermitentes en el área GCM (1,85 GW). Incremento de la capacidad de intercambio Colombia-Ecuador debido a la construcción de nuevas líneas a 500 kv. Todo lo anterior obliga una revisión estructural del Código de Red en el corto plazo. Fuente: UPME

15 Agenda SIN actual. Elementos de cambio en el SIN. SIN Mediano Plazo. SIN Largo Plazo. Ciberseguridad.

16 SIN Largo Plazo Principales características: Esquema descentralizado. Flujos de potencia bidireccionales entre todos los agentes de la cadena. Participación activa de la demanda (cargas termostáticas, vehículos eléctricos, calentadores eléctricos de agua). Alta participación de fuentes intermitentes (viento y sol) en todos los niveles del SIN. La capacidad de intercambio de las interconexiones internacionales es mayor. Se cuenta con elementos FACTS, BESS y HVDC. Fuente: Prosumer-centric electricity markets. Technical University of Denmark. Centre for Electric Power and Energy.

17 SIN Largo Plazo Acoplamiento de sectores, Gas, Distritos térmicos, transporte e hidrocarburos. Múltiples formas de almacenamiento, lo que da mayor flexibilidad a la operación del SIN. Co-optimización multi objetivo y multi etapa. Fuente: Transmission Networks versus Sector Coupling in a Highly Renewable Energy Scenario for Europe. International Renewable Energy Storage Conference, D usseldorf, 15th March 2017.

18 Elementos de cambio en el SIN Cronograma de trabajo Recursos Variables de Energía-VRE Horas de Reunión Id Tarea Responsable Duración Duración Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre 1 Definición de escenarios energéticos SPO/SR/CD 2P+3G 1.1 Reunióin UPME SPO/SR 1G MME Escenarios Mediano Plazo SPO/CD 2P+2G Proyectos Solares PV nivel "utility" SPO Proyectos Eólicos nivel "utility" SPO 1P+1G Proyectos PCH nivel "utility" SPO Proyectos Solares PV nivel distribuido CD Proyectos Eólicos nivel distribuido CD 1P+1G Proyectos PCH nivel distribuido CD Análisis energéticos y de potencia (Simulación despacho para un día del Largo 4P+8.5G 2 SPO/SR Plazo) 2G 2.1 Estandarización de la información SPO 0.5G 2.2 Definición del horizonte SPO 2P+2G 2.3 Construcción series históricas horarias recursos SR 2G 2.4 Revisión necesidades de modelación SPO 2.5 Ajuste modelación SPO 1P+1G 2.6 Simulaciones SPO 1P+1G 3 Análisis eléctricos SAPE/SC/CD 7P+11G CREG Fabricantes 36 Estandarización de la información (modelos de cada tecnología para análisis de flujo 3.1 SAPE* 1P+1G de carga y corto circuito) 2G 3.2 Revisión necesidades de modelación flujo de carga y corto circuito SAPE* 3.3 Ajuste modelación flujo de carga y corto circuito SAPE* 1P+1G 3.4 Simulaciones de flujo de carga y corto circuito SAPE* 1P+1G Estandarización de la información (modelos de cada tecnología para análisis de 2G 3.5 SC respuesta en frecuencia) 3.6 Revisión necesidades de modelación respuesta en frecuencia SC 2P 3.7 Ajuste modelación respuesta frecuencia SC 2G 3.8 Simulaciones respuesta en frecuencia SC 1P+1G 3.9 Simulaciones de flujo de carga y corto circuito CD 1P+1G 4 Consolidación requerimientos del SIN SPO/SC/SAPE/CD 6P+12G 4.1 Requerimientos de rampa (flexibilidad) SPO 1P+2G 4.2 Requerimientos de Reserva y Holgura SC 1P+2G CNO-XM Recursos VRE Academia Rango de factor de potencia y capacidad de suministro y absorción de potencia 4.3 SAPE 1P+2G reactiva 4.4 Umbrales de frecuencia para desconexión de plantas VRE SC 1P+2G 4.5 Características LVRT tecnología eólica y solar conectadas en STN y STR SAPE** 1P+2G 4.6 Características LVRT tecnología eólica y solar conectadas en SDL CD** 1G 1P+1G 7P+14G 5 Referenciamiento Código de Red país similar a Colombia SAPE/SC/CD/Sprot 5.1 Características del Sistema a nivel de "STN y STR" SAPE 1P+2G 5.2 Revisión y consolidación requerimientos código de red "STN y STR" SAPE 1P+2G 5.3 Características del Sistema respecto a las condiciones de respuesta en frecuencia SC 1P+2G Revisión y consolidación requerimientos código de red respecto a las condiciones 5.4 SC 1P+2G de respuesta en frecuencia 5.5 Características del Sistema a nivel de "SDL" CD 1P+2G 5.6 y consolidación requerimientos código de red CD Revisión "SDL" 1P+2G 5.7 Revisión y consolidación requerimientos código de Red respecto protecciones Sprot 1P+2G 12P+24G 6 Construcción de propuesta a la CREG y modificación Acuerdos CNO SAPE/SC/CD/Sprot 6.1 Contraste requerimeintos código de red "STN y STR" Colombia y referente SAPE 1P+2G 2P+4G 6.2 Redacción requerimeintos código de red "STN y STR" Colombia SAPE Contraste requerimientos código de Red respecto a las condiciones de respuesta en 6.3 SC 1P+2G frecuencia Colombia y referente Redacción requerimientos código de Red respecto a las condiciones de respuesta 2P+4G 6.4 SC en frecuencia Colombia 6.5 Contraste requerimeintos código de red "SDL" Colombia y referente CD 1P+2G 6.6 Redacción requerimeintos código de red "SDL" Colombia CD 2P+4G UPME Contraste requerimientos código de Red respecto protecciones Colombia y 6.7 Sprot 1P+2G referente 6.8 Redacción requerimientos código de Red respecto protecciones Colombia Sprot 2P+4G 16 7 Taller socialización y retroalimentación IRENA CO/SAPE/SC/CD/Sprot 8G Referenciamiento Códigos de Red a nivel internacional respecto a 32 8 SProt 1G 5P+10G protecciones 9P+17G 9 Revisión estatuto de generación distribuida CD/Sprot 5P+10G 9.1 Aspectos procedimentales CD 1G 52 4P+8G 9.2 Aspectos técnicos asociados a protecciones (Revisión y actualización A 646) Sprot 9.3 Aspectos técncios asociados a medición CD 3P+6G 3P+8G 10 Construción series velocidad de viento y radiación solar SR 2P+4G Definición metodología considerando complementariedad SR 2P+4G 10.2 Ejemplos SR 10.3 Consttrucción serires periódicas SR 1P 1P 1P 1P 1P 1P 1P 1P 1P 1P 1P 1P 1P 1P 1P 1P Modelación fuentes intermitentes en las simulaciones de Mediano y Largo 4P+10G 11 SPO Plazo 3P+6G Definición metodología de simulación fuentes VRE SPO 2P+4G 11.2 Pruebas SPO 11.3 Simulaciones periodicas en función del horizonte SPO 1P 1P 1P 1P 1P 1P 1P 1P 1P 1P 1P 1P 1P 1P 1P La incorporación de recursos VRE representa un reto para el SIN. Se debe desarrollar este cronograma de forma articulada con todos los Agentes e instituciones del sector. La Academia junto con los fabricantes deben participar activamente.

19 Agenda SIN actual. Elementos de cambio en el SIN. SIN Mediano Plazo. SIN Largo Plazo. Ciberseguridad.

20 Definiendo arquitectura de Ciberseguridad Ciberseguridad

21 Definiendo arquitectura de Ciberseguridad Ciberseguridad

22 Definiendo arquitectura de Ciberseguridad Ciberseguridad

23 Ciberseguridad Definiendo arquitectura de Ciberseguridad Identificación de activos críticos Criterios para definir los activos críticos del SIN Ciberseguridad Consejo Nacional de Operación Plan de recuperación de ciberactivos críticos Gestión de la seguridad de ciberactivos críticos Seguridad física de ciberactivos críticos Acuerdo CNO 788 de 2015

24 Ciberseguridad Ley de Protección de Infraestructura Crítica Nuevo acuerdo implementación guía de ciberseguridad ciberactivos críticos Metodología de gestión de riesgos sectorial Documento CONPES 3854 Necesidad de centro de respuesta a emergencias cibernéticas

25 Reflexiones finales y retos El SIN Colombiano está sufriendo un cambio estructural, donde la incorporación de recursos intermitentes, las limitaciones ambientales y de espacio, el desarrollo tecnológico, las nuevas prácticas operacionales, la articulación con las tecnologías de la información y la participación de la demanda, están moldeando el Sistema de Potencia futuro. El reto es grande y para afrontarlo se necesita la participación de todos los agentes, organismos, fabricantes y la Academia. Se deben unir esfuerzos de manera coordinada para alcanzar los objetivos propuestos. El CNO se esta reorganizando internamente en sus áreas de trabajo para afrontar estos análisis que llevaran seguramente a propuestas al regulador en cuanto al código de redes. El Cronograma es retador pero estamos seguros que lo vamos a desarrollar con todos Ustedes. La ciberseguridad es un aspecto que debe ser interiorizado y gestionado por cada una de las empresas del sector eléctrico. El no hacerlo representa un alto riesgo para el SIN.

26 GRACIAS