Malta Smartgrids Bornholm - Virtual power plant como un servicio en la plataforma de Smarter Energy Juan P. Scarafia Energy and Utilities IBM de Chile
Caso de Estudio Malta: Como transformar desde el punto de vista de la energía a un país completo, logrando el mejor balance entre generación eléctrica y desalinización de agua necesitando además renovar toda la red, con todos los desafíos técnicos y logísticos que eso implica. 2 2
Malta 3 Ubicación: 95km al sur de Italia, 290km al norte de Africa Geografia: Archipielago: Malta, Gozo y Comino Clima: inviernos suaves, veranos calurosos y secos Superficie: 316 Km2 Idioma: Maltes, Inglés Población: 410.290 3
Malta - Desafios Una serie de cambios complejos, necesarios para asegurar que Malta sea capaz de entregar servicios de agua y electricidad confiables, protegiendo el medio ambiente Water Service Corporation provee agua a partir de napas subterráneas, pero mas del 50% de la demanda se satisface con agua desalinizada usando electricidad Provee agua potable y saneamiento para todo Malta WSC lleva a cabo la facturación de sus servicios y los de Enemalta. 1300 empleados 100% estatal Enemalta Corporation genera electricidad solo a partir de combustible fósil importado Sistema pequeño y aislado 1400 empleados 100% estatal Dependiente de petróleo 4 4
Malta la necesidad de SmartGrids Dimension: Recursos Humanos Conocimiento Expectativas de los consumidores Recursos Humanos Costo de la energia Enemalta Water and Services Regulaciones de la Union Europea Rotación Medio ambiente Eficiencia 5 5
Malta la necesidad de SmartGrids Dimension: Costo de la Energia Desalinizacion del agua Combustibles Fosiles Expectativas de los consumidores Recursos Humanos Optimización Costo de la energia Enemalta Water and Services Regulaciones de la Union Europea Medio ambiente 6 6
Malta la necesidad de SmartGrids Dimension: Regulaciones de la UE Eficiencia Expectativas de los consumidores Recursos Humanos Costo de la energia Enemalta Water and Services Regulaciones de la Union Europea Ahorros Medio ambiente Transparencia 7 7
Malta la necesidad de SmartGrids Dimension: Expectativas de los consumidores Expectativas de los consumidores Recursos Humanos Información Flexibilidad Costo de la energia Enemalta Water and Services Regulaciones de la Union Europea Medio ambiente Calidad de Servicio 8 8
Malta la necesidad de SmartGrids Dimension: Medio ambiente Expectativas de los consumidores Recursos Humanos Administracion del Agua Costo de la energia Enemalta Water and Services Regulaciones de la Union Europea Control de Emisiones Medio ambiente Optimización de consumos Manejo de la demanda 9 9
Malta los disparadores y los problemas de negocio Perdidas económicas por electricidad (aproximadamente 20m por año) Perdidas técnicas de agua:18% Perdidas totales de agua: 22% Necesidad de información confiable para toma de decisiones operativas y estratégicas Interacción entre las compañías de Agua y Electricidad: el 75% del proceso de desalinización es manejado con electricidad Compromisos ambientales (reducción de emisiones y uso de recursos naturales) Lograr eficiencias internas Necesidad de dar un mejor servicio y además dar mas poder a los consumidores Hacer mas simples las interacciones entre las utilities, los clientes y el regulador, permitiendo implementar: TOU, Prepago, Incentivos, etc. 10 10
Malta el proyecto 2009 2010 2011 2012 2013 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 CRM - Billing Phase I CRM-Billing Go Live Phase I CTI + Portal Implementation CTI + e-services + Portal Go Live Phase II ERP + EAM + BI ERP Basic Finance & Logistics Enterprise Asset Management Business Intelligence Go Live ERP Phase I Go Live EAM Go Live BI AMM AMM Central System & Small Scale Implementation AMM High Scale Implementation AMM High Scale Implementation AMM High Scale Implementation AMM Commissioning (monthly) AMM Commissioning (monthly) 5.000 Meters 84.000 Meters 84.000 Meters 84.000 Meters AMM Solution sign-off Application Maintenance and Support (AMS) SAP / Maximo / AMM Evolutive Maintenance 11 11
Malta arquitectura de comunicaciones AMM Central System Metering Data Management Adaptor for Multi-Utility meter reading Enel concentrator GPRS module PLC 2.5 Kbps DH Protocol GPRS Communication Network MV electricity meters AMR vendor protocol Data pulse transmitter GPRS module RF Data pulse concentrator RF RF Data pulse transmitter Downstream Upstream 12 Enel electricity meters Water Meters 12
Caso de Estudio EDISON Virtual Power Plant (VPP): Como integrar un gran porcentaje de energía eólica fluctuante con un numero significativo de vehículos eléctricos, lo que representa ya sea un desafío y una oportunidad de almacenamiento/regulación. Electric vehicles in a distributed and integrated market using sustainable energy and open networks EDISON- Symbiosis of Electrovehicles and Grid 13 13
Electric vehicles in a distributed and integrated market using sustainable energy and open network El problema de negocio: Diseñar el sistema energético de un país completo que soporte una proporción no menor de VE, conectados a la red eléctrica publica, en hogares o en estaciones de carga privadas o publicas. El desafío: Como mantener la seguridad de la oferta en una matriz energética que incorpora un alto porcentaje de energía eólica, verde pero fluctuante y que además tiene un numero significativo de vehículos eléctricos. La solución: Desarrollar un sistema de administración que permita controlar la carga de los vehículos de acuerdo a la disponibilidad de energía eólica, permitiendo un uso optimo de la red eléctrica. El rol de IBM Research: Desarrollar un entorno de simulación para modelar y entender el desempeño de los vehículos eléctricos en la red. Diseñar e implementar EVPP (EDISON Virtual Power Plant) para manejar la carga y uso como almacenamiento de los vehículos eléctricos. 2009-2011 14 14
El impacto de mas viento sobre la red Almacenar la energía del viento permite eliminar el uso de combustibles fósiles en otro momento G2V Grid to Vehicle Y lo que ocurre cuando el viento se detiene V2G Vehicle to Grid Fuente: Oestergaard, et.al., 2009. 15 15
El impacto de los Vehículos Eléctricos en la red 6 3.500 vehículos 12.000 bocas de carga de 400v price [cents/kwh] 5.5 5 4.5 4 0 6 12 18 24 time [h] 50 Precio de la electricidad: sintético, pero de acuerdo a la disponibilidad de energía eólica Carga rápida y sin control, el vehículo se carga al conectarse a la red y lo hace hasta que sus baterías estén llenas power [MW] 45 40 35 30 25 20 15 10 5 eager charging base load 0 0 6 12 18 24 time [h] 16 16
Uso de la red: Noche Generador 60kV - red de transmisión Transformador 10kV redes de distribución 400V red de distribución cargas 17 17
Uso de la red: Día Generador 60kV - red de transmisión Transformador 10kV redes de distribución 400V red de distribución cargas 18 18
EDISON Virtual Power Plant Planeamiento centralizado Incorpora los vehículos al mercado eléctrico Crea planes de carga para los vehículos suscritos basado en: predicción de desplazamientos (simulación) estado de carga y salud de las baterías estado de la red(según el DSO) disponibilidad y precio de la energía Administra el roaming Mantiene la contabilidad 19 TSO: Transmission Service Operator DSO: Distribution Service Operator SOC: State of Charge SOH: State of Health BRP: Balance Responsible Party 19 2012 2012 2010 IBM IBM IBM Corporation Corporation
Eliminación de congestión en la red La capacidad de la red es limitada Líneas de distribución Transformadores Demand 257 kw Capacity 217 kw Generator Grid Generator Demand 324 kw Capacity 234 kw El reemplazo de infraestructura supone grandes costos Que ocurre si múltiples vehículos eléctricos se confabulan para cargar? Será capaz la red de soportar la carga? Consumers Demand 217 kw Capacity 217 kw Generator Grid Consumers Generator Demand 234 kw Capacity 234 kw 20 Consumers Consumers 20
Carga optima, comunicando la red y el consumidor En un escenario de precios de energía constantes, la carga es indiscriminada Los precios dinámicos proveen un mejor control, pero aun no es suficiente 21 21
Gracias! 22 22