Sistemas Eléctricos Inteligentes

Transcripción

1 Sistemas Eléctricos Visión a Mediano y Largo Plazo: Desafíos y Rolando Nieva Gómez Panel organizado por el Capítulo México del Consejo Mundial de Energía (WEC MEX) V Congreso Anual Conjunto de Asociaciones del Sector Energético y XIII Congreso Anual de la AMEE Acapulco 2013

2 Sistemas Eléctricos Esquema Los Sistemas Eléctricos El Mediano y el Largo Plazos Desafíos y oportunidades en México Reflexión Final

3 Sistemas Eléctricos No existen definición y solución únicas, universalmente aceptadas Sistema Eléctrico Inteligente será el resultado de la modernización del Sistema Existente La modernización, que incluirá todos los segmentos de la cadena de valor, hará un mayor uso de: tecnologías de información y cómputo, infraestructura de comunicaciones, sensores, inteligencia artificial, nuevas técnicas de monitoreo y diagnóstico,. entre otros elementos. Convergencia de diversas industrias: telecomunicaciones, internet, cómputo, sistemas eléctricos

4 Sistemas Eléctricos Motivadores Eficiencia económica y energética Confiabilidad Seguridad energética Sustentabilidad Impulso a la actividad económica En el mundo, se perciben diferentes matices, que se explican por la diversidad de entornos socio-económicos, y diferencias culturales y geográficas

5 Sistemas Eléctricos : Mediano y Largo Plazos La transformación del Sistema Eléctrico Actual: Tomará años y requerirá muchos recursos Gestión del cambio: necesario para lograr sinergias, optimizar esfuerzos y administrar riesgos o Visión y Mapa de ruta El Mediano Plazo ( 2026) Estrategia Nacional de Energía Prospectiva de Energías Renovables POISE El Largo Plazo ( ) Alta incertidumbre

6 Desafíos: : Visión a Mediano y Largo Plazos Desafíos Integrar energía renovable intermitente Mayor eficiencia en el consumo de energía eléctrica Reducir pérdidas de distribución Optimizar el uso de la capacidad instalada Prevenir fallas en equipos críticos y optimizar mantenimiento Mejorar calidad y continuidad del suministro Gestión de riesgos de operación del sistema Electrificación rural

7 Desafío: Integrar Energía Renovable Intermitente (Gran Escala) Beneficios Reducción de emisiones de Gases de Efecto Invernadero Menor exposición a riesgo de precios de energéticos Mediano Plazo (. 2026) Largo Plazo ( ) Almacenamiento de energía Suficiente capacidad de almacenamiento en grandes embalses del país Flexibilidad de operación de la transmisión Flexibilidad de operación de centrales generadoras convencionales Modelos estocásticos de planeación de operación Respuesta dinámica de la demanda (balance) Tecnología disponible en AC, Compensación serie y paralelo Flexibilidad de grandes centrales hidroeléctricas Modelos disponibles, con oportunidades de innovación Necesarias otras opciones tecnológicas Posiblemente necesarias redes híbridas AC-DC Mayor flexibilidad en centrales de Ciclo Combinado No relevante Posiblemente necesaria

8 Desafío: Integrar Energía Renovable Intermitente Distribuida Beneficios Reducción de emisiones de GEI Menor exposición a riesgo de precios de energéticos Planificación de Redes de Distribución para integrar energía renovable distribuida Mediano Plazo ( 2026) Relevante para algunos sitios específicos Automatización de la distribución Largo Plazo ( 2050) Redes de distribución en dos vías Capacidad de almacenamiento en baja y media tensión Centrales virtuales, integradoras de fuentes distribuidas y de capacidad de almacenamiento Micro-redes integradas a la red Micro-redes locales en Corriente Directa

9 Desafío: Mayor Eficiencia en el Consumo de Energía Eléctrica Beneficios Eficiencia energética Beneficio económico para consumidores Mediano Plazo ( 2026) Largo Plazo ( 2050) Control automático de voltaje en media y baja tensión Servicio de orientación personalizada a usuarios, por la empresa de servicio público Gestión de consumo de energía en casas, edificios, comercios e industria Tecnología disponible, con oportunidades de mejora Muy buena relación beneficio/costo Minería de datos y extracción de inteligencia de las BD de medición electrónica de consumo Desarrollo de estructura empresarial de datos y comunicaciones Interfaz con usuarios finales Sistemas de gestión del consumo en segmentos industrial y comercial Tarifas dinámicas que reflejen costos de oportunidad Automatización en casas

10 Desafío: Reducir Pérdidas en la Distribución Beneficios Eficiencia energética y económica Mediano Plazo (. 2026) Largo Plazo ( ) Medición electrónica de consumo Tecnología disponible para la detección de ilícitos Minería de datos de consumo -detección de ilícitos Control automático de voltaje en media y baja tensión Mejor planeación de la distribución, aprovechando datos de medidores electrónicos Balanceo dinámico de cargas en circuitos de distribución Desarrollo de estructura empresarial de datos Tecnología disponible Desarrollo de estructura empresarial de datos y comunicaciones Automatización de la distribución

11 Desafío: Optimizar el Uso de la Capacidad Instalada Beneficios Eficiencia económica y energética Mediano Plazo ( 2026) Largo Plazo ( 2050) Medición electrónica de consumo y tarifas por tiempo de uso Monitoreo de equipos críticos de T y D, para determinar los más amplios límites operativos seguros, con base en su condición Aprovechamiento de capacidad de almacenamiento de energía en redes de distribución Disponible para usuarios en alta y media tensión Mayor inteligencia en los equipos críticos de T y D Tarifas dinámicas para algunos segmentos de consumidores en baja tensión Almacenamiento de energía: o Micro-redes en residencias, edificios e industria o Vehículos eléctricos

12 Desafío: Prevenir Fallas en Equipos Críticos y Optimizar Mantenimiento Beneficios Confiabilidad y Eficiencia económica Monitoreo y diagnóstico de equipos críticos de G, T y D Mantenimiento basado en confiabilidad y condición de los equipos Mediano Plazo ( 2026) Largo Plazo ( 2050) Modelos de estado de salud de equipos primarios Innovación creciente en sensores Inteligencia artificial aplicada al diagnóstico Mayor inteligencia en los equipos críticos de T y D Modelos de probabilidad de falla con base en condición Modelos de vida útil remanente Infraestructura empresarial de datos para la gestión de activos

13 Desafío: Calidad y Continuidad del Suministro Beneficios Calidad del servicio al cliente Reducción de costos por falla de suministro Automatización de la distribución Mediano Plazo (2026) Largo Plazo (2050) Localización automática de fallas, segmentación y restauración automática Balanceo automático de carga en circuitos de distribución Sistemas computarizados de gestión de la distribución, atención a fallas, fuerza de trabajo móvil geo-referenciada Arquitectura empresarial de TICs Aprovechamiento de medición electrónica de consumo para monitorear la calidad de la energía (variación de tensión, contenido armónico) Control de calidad de la energía Localización automática de fallas, segmentación y restauración automática Control de calidad de la energía

14 Desafío: Gestión de Riesgos de Operación del Sistema Interconectado Beneficios Mantener la estabilidad del sistema eléctrico interconectado Seguridad operativa y eficiencia económica Mediano Plazo ( 2026) Largo Plazo ( 2050) Mejor consciencia situacional de operadores del sistema eléctrico Sistemas automáticos de valoración continua de riesgos operativos y de síntesis de acciones preventivas y correctivas Arquitectura de TICS para el aprovechamiento de medición sincro-fasorial, de cobertura nacional Alertas tempranas con base en medición sincro-fasorial Algoritmos de planeación de operación de corto y mediano plazos, con visión integral de seguridad y economía de operación Uso de probabilidades de falla de equipos críticos, con base en su condición Sistemas de protección de área amplia, con base en medición sincro-fasorial

15 Desafío: Electrificación Rural Beneficios Incrementar el acceso a la electricidad Micro-redes aisladas Micro-redes de bajo costo, en Corriente Directa, fuentes de energía renovable Mediano Plazo (2026) Largo Plazo (2050)

16 Sistemas Eléctricos Reflexión Final Transformación que tomará años y requerirá muchos recursos Alta complejidad de la gestión de tecnología Gran variedad de tecnologías Tecnologías nuevas, inmaduras, alta expectativa Importancia de los estándares: interoperabilidad Desarrollo de competencias y habilidades: ahora! Despliegue de tecnologías: con raciocinio económico y social Alta relación beneficio/costo Sinergia entre funciones de Redes Seguimiento del entorno internacional

17 Gracias por su atención! Rolando Nieva Gómez Instituto de Investigaciones Eléctricas Calle Reforma N 113 Col. Palmira Cuernavaca, Morelos, México [email protected]