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Gon

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201

0, F

ranc

isco

M. IX Congreso de Instalaciones Electricas

Caracas, Venezuela, 13 al 16 Octubre 2010

Cop

yrig

ht ©

este

r, 13

/10/

2010 Redes Inteligentes Sustentables

(Macro/Micro): Retos y Oportunidades

e U

nive

rsity

of M

anch

e ( ) y p

alez

-Lon

gatt,

PhD

The

Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhDThe University of Manchester

1 of 54Fran

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o M

. Gon

za

XI Congreso de Instalaciones Eléctricas, Caracas, Venezuela 13-16 Octubre 2010

Gon

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t

Agenda

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Agenda• Introducción

Cop

yrig

ht ©• Generación Distribuida

• Conceptos afines: Micro-Macro red

este

r, 13

/10/

2010 • Que es una Smart Grid?

• Concepto de Smart Grid

e U

nive

rsity

of M

anch

e • Concepto de Smart Grid• Flujo de información e interacción

I f d di ió d

alez

-Lon

gatt,

PhD

The • Infraestructura de medición avanzada

• Visión de Sistema de Potencia

2 of 54Fran

cisc

o M

. Gon

za


Gon

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t

Introducción

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Introducción• Uno de los términos mas usados en la

lé t i l lti dé d

Cop

yrig

ht ©empresa eléctrica en las ultimas décadas

es “DESREGULACION” y ha causadof d bi l f l

este

r, 13

/10/

2010

profundos cambios en la forma en que lossistemas de potencia son disenado y

d

e U

nive

rsity

of M

anch

e operados.

alez

-Lon

gatt,

PhD

The

3 of 54Fran

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o M

. Gon

za


Gon

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t

Introducción

© 2

010,

Fra

ncis

co M

.

• El crecimiento del mercado eléctrico• El desarrollo del mercado financiero

Introducción

Cop

yrig

ht ©

• El acelerado progreso técnico; • Proceso de desregulación – Competencia en la

este

r, 13

/10/

2010

g pgeneración

Costos de Planta de Generación Térmica versus Potencia (1930-1990)

Eficiencia versus Potencia del Generador para Diferentes tipos de tecnologías

e U

nive

rsity

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anch

e

$/M

W]

%]

alez

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gatt,

PhD

The

Cos

tos [

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Efic

ienc

ia [%

4 of 54Fran

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o M

. Gon

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Gon

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t

Introducción

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Introducción• El modelo centralizado y vertical basado en

t l t á i á

Cop

yrig

ht ©componentes electromecánicos, serán

sustituidos por modelo distribuidos yd d t

este

r, 13

/10/

2010

desagregados con componentesdigitalizados.

e U

nive

rsity

of M

anch

e

Ener

gía Generación

Transmisión

Distribución

alez

-Lon

gatt,

PhD

The

Fluj

o de

Distribución

Consumidores

Distribución

Generación Propia

5 of 54Fran

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o M

. Gon

za

XI Congreso de Instalaciones Eléctricas, Caracas, Venezuela 13-16 Octubre 2010 Microturbina

EolicoCelda de CombustibleFotovoltaico

Gon

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t

Introducción

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Introducción• El mix de generación, los sistemas de

t l di ió f i á bi

Cop

yrig

ht ©control y medición sufrirán cambios e

impactos con este nuevo modelo.

este

r, 13

/10/

2010 • Se romperán los paradigmas considerados

en sistemas de potencia y el todo el sector

e U

nive

rsity

of M

anch

e

eléctrico• Este es el contexto en el cual las MacG-

alez

-Lon

gatt,

PhD

The

MicG-DG-DER-RES y las SMART GRIDSestán siendo desarrolladas.

6 of 54Fran

cisc

o M

. Gon

za


Gon

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t

Concepto de GD

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Concepto de GD• No existe una definición que pueda ser

universalmente aceptada

Cop

yrig

ht ©universalmente aceptada.

• Un gran número de términos y definicionesestablecidas en la literatura son usados para

este

r, 13

/10/

2010

establecidas en la literatura, son usados paradesignar que la generación no es centralizada.– Anglo-sajones: “embedded generation”

e U

nive

rsity

of M

anch

e Anglo sajones: embedded generation– Norteamérica: “dispersed generation”– Europa y parte de Asia: “decentralised

alez

-Lon

gatt,

PhD

The – Europa y parte de Asia: decentralised

generation”.

7 of 54Fran

cisc

o M

. Gon

za


Gon

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t

Antecedentes de la Definición

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Antecedentes de la Definición• Electric Power Research Institute:

G i ‘d d kW h t 50 MW

Cop

yrig

ht ©

• Gas Research Institute:

Generacion ‘desde unos pocos kW hasta 50 MW

este

r, 13

/10/

2010

• Preston and Rastler [3]:… tipicamente entre 25 kW y 25 MW

e U

nive

rsity

of M

anch

e • Preston and Rastler [3]:…en el rango desde pocos kW hasta mas de 100 MW

alez

-Lon

gatt,

PhD

The • Cardell [6]:

…generacion entre 500 kW y 1 MW

8 of 54Fran

cisc

o M

. Gon

za


[3] D. Sharma, R. Bartels, Distributed electricity generation in competitive energy markets: a case study in Australia, in: The Energy Journal Special issue: Distributed Resources: Toward aNew Paradigm of the Electricity Business, The International Association for Energy Economics, Clevland, Ohio, USA, 1998, pp. 17–40.[6] J. Cardell, R. Tabors, Operation and control in a competitive market: distributed generation in a restructured industry, in: The Energy Journal Special Issue: Distributed Resources: Toward a New Paradigm of the Electricity Business, The International Association for Energy Economics, Clevland, Ohio, USA, 1998, pp. 111–135.

Gon

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t


© 2

010,

Fra

ncis

co M

.

• El grupo de trabajo de International Council onLarge Electric Systems (CIGRE) ha puesto su


Cop

yrig

ht ©Large Electric Systems (CIGRE) ha puesto su

definición de DG considerándola como [36]:– No es centralmente planificado.

este

r, 13

/10/

2010

p– No es centralmente despachado.– Usualmente conectado a la red de

e U

nive

rsity

of M

anch

e Usualmente conectado a la red dedistribución.

– Más pequeño de 50 a 100 MW.

alez

-Lon

gatt,

PhD

The

p q

htt // i

9 of 54Fran

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o M

. Gon

za


http://www.cigre.org[36] CIGRE, Impact of increasing contribution of dispersed generation on the power system; CIGRE Study Committee no 37, Final Report, September 1998.

Gon

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t


© 2

010,

Fra

ncis

co M

.

• Otra definición de GD es la adoptada porl I tit t f El t i l d El t i


Cop

yrig

ht ©la Institute of Electrical and Electronic

Engineer (IEEE).

este

r, 13

/10/

2010 “ La generación de electricidad por empresas

suficientemente pequeñas comparada plantasde generación central las cuales permiten la

e U

nive

rsity

of M

anch

e de generación central, las cuales permiten lainterconexión a un punto muy cercano en unpunto del sistema de potencia. Es un

alez

-Lon

gatt,

PhD

The punto del sistema de potencia. Es un

subconjunto del sistema de distribución”.

htt // i

10 of 54Fran

cisc

o M

. Gon

za


http://www.ieee.org

Gon

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t

Concepto de GD

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Concepto de GD• Generación distribuida es considerada como una

fuente de energía eléctrica conectada al sistema

Cop

yrig

ht ©fuente de energía eléctrica conectada al sistema

de potencia, en un punto muy cercano o en laubicación del consumidor, ya sea del lado de

este

r, 13

/10/

2010

ubicación del consumidor, ya sea del lado deéste o de la red, que es suficientemente pequeñocomparado con las plantas centralizadas.

e U

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rsity

of M

anch

eal

ez-L

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11 of 54Fran

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o M

. Gon

za


GD GD

Gon

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Concepto de GD

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Concepto de GD• La definición NO establece la potencia

i l d l f t d ió

Cop

yrig

ht ©nominal de la fuente de generación

Clase Tamaño Relativo

Micro ~1 Watt < 5 kW

este

r, 13

/10/

2010 Pequeña 5kW < 5 MW

Mediana 5MW < 50MW

e U

nive

rsity

of M

anch

e

Gran 50MW < ~300MW

alez

-Lon

gatt,

PhD

The

12 of 54Fran

cisc

o M

. Gon

za


400 W400 W 5000 W5000 W 500 kW500 kW 1.5 MW1.5 MW

100 MW100 MW

Gon

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t

Tecnologías de GD

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Tecnologías de GD• Diesel Estándar/ Motor a Gas

Cop

yrig

ht ©

• Fotovoltaico• Turbinas de viento

este

r, 13

/10/

2010 • Micro-turbine

• Fuel Cell

e U

nive

rsity

of M

anch

e • Fuel Cell• Almacenamiento en baterías

alez

-Lon

gatt,

PhD

The • Biomasa

• Geotérmica, Mareomotriz, …

13 of 54Fran

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. Gon

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Gon

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t

Tecnologías de GD

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Tecnologías de GDTecnología Tamaño típico disponible por

modulo

Turbinas a Gas de Ciclo Combinado 35–400 MW

Cop

yrig

ht ©

Motores de Combustión Interna 5kW–10 MW

Turbinas de Combustión 1–250 MW

Micro-Turbinas 35 kW–1MW

Renovables

este

r, 13

/10/

2010

Pequeñas Hidros 1–100 MW

Micro Hidros 25 kW–1MW

Turbinas de Eólicas 200 Watt–3MW

Arreglos Fotovoltaicos 20 Watt–100 kW

e U

nive

rsity

of M

anch

e

Solar térmica, receptor central 1–10 MW

Solar térmica, sistema Lutz 10–80 MW

Biomasas, por ejemplo, basados en gasificación 100 kW–20 MW

Celda de combustible, acido fosfórico 200 kW–2MW

alez

-Lon

gatt,

PhD

The Celda de combustible, carbonato fundido 250 kW–2MW

Celda de combustible, intercambio de protones 1 kW–250 kW

Celda de combustible, oxido sólido 250 kW–5MW

Geotérmico 5–100 MW

14 of 54Fran

cisc

o M

. Gon

za


Energía del océano 100 kW–1MW

Motor Stirling 2–10 kW

Gon

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t

Tecnologías de GD

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Tecnologías de GD

Cop

yrig

ht ©

este

r, 13

/10/

2010

e U

nive

rsity

of M

anch

eal

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tt, P

hD T

he

15 of 54Fran

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o M

. Gon

za


Gon

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t

Tecnologías de GD

© 2

010,

Fra

ncis

co M


L i t it i

Cop

yrig

ht ©


La intermitencia y la variabilidad de estas fuentes

este

r, 13

/10/


• Fuel Cell

estas fuentes puede causar problemas

e U

nive

rsity

of M

anch


p ob e as

alez

-Lon

gatt,

PhD

The • Biomasa


16 of 54Fran

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o M

. Gon

za


Gon

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t

Ejemplo: Aerogeneradores

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Ejemplo: Aerogeneradores

12

14

16

Vie

nto

[m/s]

Cop

yrig

ht ©

0 10 20 30 40 50 60

8

10

Tiempo [seg]

Vel

ocid

ad d

el

1.03 1.0005

este

r, 13

/10/

2010

0.99

1.00

1.01

1.02

Vol

taje

[p.u

]

0 998

0.9985

0.999

0.9995

1

aje

en T

erm

inal

es [p

.u]

Recurso primario

e U

nive

rsity

of M

anch

e

0.97

0.98

1.005

1.01

1.015

a [p

.u]

0.997

0.9975

0.998

Vol

ta

0 995

1

1.005

a [p

.u]

Recurso primario gobierna la producción y el comportamiento

alez

-Lon

gatt,

PhD

The

0 5 10 15 20 25 30 350.98

0.985

0.99

0.995

1

Pote

ncia

Act

iva

0 5 10 15 20 25 30 350.975

0.98

0.985

0.99

0.995

Torq

ue y

Pot

enci

ade las variables

17 of 54Fran

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o M

. Gon

za


Tiempo [seg]0 5 10 15 20 25 30 35

Tiempo [seg]

Gon

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t

Tecnologías de GD

© 2

010,

Fra

ncis

co M


Cop

yrig

ht ©


El comportamiendo dinamico exhibe retos antes cambios bruscos en la demanda

este

r, 13

/10/


• Fuel CellRequire se complementado con batterias o flywheel storage para mejorar la

e U

nive

rsity

of M

anch


storage para mejorar la respuesta

alez

-Lon

gatt,

PhD

The • Biomasa


18 of 54Fran

cisc

o M

. Gon

za


Gon

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t

Ejemplo: Micro Turbina un Solo Eje

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Ejemplo: Micro Turbina un Solo Eje

1

1.005

1.01

e [p

.u] 1

1.05

e [p

.u]

Transitorios de voltaje debido a

Cop

yrig

ht ©

0.99

0.995

1

Vol

taje

1 15

1.20.9

0.95Vol

taje

1.2

ausencia de AVRen el GIP

Sobreimpulso

este

r, 13

/10/

2010

0 9

0.95

1

1.05

1.1

1.15

Vel

ocid

ad d

el R

otor

[p.u

]

0.8

0.9

1.0

1.1

Pote

ncia

[p.u

]

Sobreimpulso minúsculo en la velocidad en aumentos de

e U

nive

rsity

of M

anch

e

0.85

0.9V

0.9

1

1.1

Act

iva

[p.u

]

0.7

0 9

1.0

1.1

1.2

cia

[p.u

]

carga

Respuesta rápida

alez

-Lon

gatt,

PhD

The

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50.6

0.7

0.8

Tiempo [seg]

Pote

ncia

A

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

0.7

0.8

0.9

Tiempo [p.u]

Pote

nc

Respuesta

y la potencia

19 of 54Fran

cisc

o M

. Gon

za


Respuesta sumamente rápida

Gon

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t

Ejemplo: Fuel Cell

© 2

010,

Fra

ncis

co M

.

1

1.001

1.002

min

ales

[p.u

.]

40%30%20%10%

50%P =

0.995

1

1.005

min

ales

[p.u

.]

30%20%10%

Voltaje mas afectado

Ejemplo: Fuel Cell

Cop

yrig

ht ©

0.998

0.999

1

Vol

taje

en

Term

1

1.1

u.] 50%P =

0.985

0.99

Vol

taje

en

Term

40%30%

50%P =

1

1.1

u.] 50%P =

Respuesta rápida

Sin sobre impulso

este

r, 13

/10/

2010

0.6

0.7

0.8

0.9

1

rient

e en

Ter

min

ales

[p.u

40%

30%

20%

10%

0 5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

rrie

nte

en T

erm

inal

es [p

.u

40%

30%

20%

10%

Sin sobre impulso en la corriente

e U

nive

rsity

of M

anch

e

0.4

0.5

Cor

0.8

0.9

1

1.1

el In

vers

or [p

.u.]

40%

30%

50%P =

0.4

0.5

Cor

0.8

0.9

1

1.1

el In

vers

or [p

.u.]

40%

30%

50%P = Respuesta muy lenta en la potencia

alez

-Lon

gatt,

PhD

The

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 1200.4

0.5

0.6

0.7

0.8

Tiempo [seg]Po

tenc

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20%

10%

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 1200.4

0.5

0.6

0.7

Tiempo [seg]

Pote

ncia

Act

iva

en

20%

10%

potencia

20 of 54Fran

cisc

o M

. Gon

za


Tiempo [seg]p [ g]

Gon

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ngat

t

Tecnologías de GD

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Tecnologías de GD• Retos a ser enfrentados:

Cop

yrig

ht ©– Costos de operación y

mantenimientoL fi bilid d l l d l

Inherente a la tecnología

este

r, 13

/10/

2010

– La fiabilidad a largo plazo de las UnidadesP bl d i t ió Inherente a

e U

nive

rsity

of M

anch

e – Problemas de interconexión– Establecimiento y funcionamiento

en Isla

Inherente a la operación y control

alez

-Lon

gatt,

PhD

The en Isla

– Estrategias de flujo de potencia activa y reactiva

control

21 of 54Fran

cisc

o M

. Gon

za


activa y reactivaOportunidades para Smart Grid!

Gon

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t

Recursos Distribuido

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Recursos Distribuido• Recursos del lado de suministro y de la

demanda que pueden ser empleadas a lo largo

Cop

yrig

ht ©demanda que pueden ser empleadas a lo largo

de un sistema de distribución para cumplir conlas necesidades de confiabilidad del consumidor

este

r, 13

/10/

2010 servido y su sistema.

• Recursos distribuidos pueden ser instalados ya

e U

nive

rsity

of M

anch

e

sea del lado de la empresa eléctrica o delconsumidor

alez

-Lon

gatt,

PhD

The

Generación distribuida + recursos del lado de la demanda

22 of 54Fran

cisc

o M

. Gon

za


recursos del lado de la demanda

Gon

zale

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ngat

t

Recursos Distribuidos

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Recursos DistribuidosRecursos del lado de la demanda:

Cop

yrig

ht ©

• Gerencia de la demanda: para mover elpico de la demanda.

este

r, 13

/10/

2010 • Opciones de eficiencia energética: reducir

el pico de la demanda.

e U

nive

rsity

of M

anch

e e p co de a de a da• NO son basados en generación local

dentro del sistema del consumidos pero

alez

-Lon

gatt,

PhD

The dentro del sistema del consumidos, pero

reducen la demanda.

23 of 54Fran

cisc

o M

. Gon

za


Gon

zale

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t

Potencia Distribuida

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Potencia Distribuida

E l ió di t ib id l l l

Cop

yrig

ht ©• Es la generación distribuida, pero a la cual se le

agregan las tecnologías de almacenamiento deenergía

este

r, 13

/10/

2010

energía.• Se emplean volantes (flywheel), grandes celdas

de combustible regenerativas sistemas de

e U

nive

rsity

of M

anch

e de combustible regenerativas, sistemas dealmacenamiento por compresión de aire (SMES)y sistemas de bombeo hidráulico.

alez

-Lon

gatt,

PhD

The

24 of 54Fran

cisc

o M

. Gon

za


Gon

zale

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t


© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Potencia Distribuida• Es menos conocido que los términos generación

distribuida o recursos distribuidos

Cop

yrig

ht ©distribuida o recursos distribuidos,

probablemente debido a que es incluso másdifícil de definir claramente.

este

r, 13

/10/

2010

difícil de definir claramente.

• La capacidad distribuida incluye todos los

e U

nive

rsity

of M

anch

e La capacidad distribuida incluye todos losaspectos de recursos distribuidos, además de losrequerimientos de capacidad de

alez

-Lon

gatt,

PhD

The

transmisión/distribución.

25 of 54Fran

cisc

o M

. Gon

za


Gon

zale

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ngat

t


© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Potencia Distribuida• Una de las razones para instalar la GD es reducir

el pico de la demanda

Cop

yrig

ht ©el pico de la demanda.

• La GD no incluye capacidad de reserva algunaLa red de transmisión/distribución ha de ser

este

r, 13

/10/

2010

• La red de transmisión/distribución ha de sercapaz de cubrir, al menos, la misma generaciónusualmente suministrada por la GD

e U

nive

rsity

of M

anch

e usualmente suministrada por la GD.• La red de transmisión/distribución será

sobredimensionada y el factor de carga será

alez

-Lon

gatt,

PhD

The

sobredimensionada y el factor de carga serápeor que sin generación distribuida.

26 of 54Fran

cisc

o M

. Gon

za


Gon

zale

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ngat

t


© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Potencia Distribuida

L id d di t ib id h i l t d l

Cop

yrig

ht ©• La capacidad distribuida, ahora incluye todos los

aspectos de la GD y los recursos distribuidos,además de la capacidad de reserva por ejemplo

este

r, 13

/10/

2010

además de la capacidad de reserva, por ejemplo,generadores de respaldo o gerencia de lademanda, para minimizar los requerimientos del

e U

nive

rsity

of M

anch

e , p qsobredimensionamiento del sistema detransmisión/distribución.

alez

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gatt,

PhD

The

27 of 54Fran

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. Gon

za


Gon

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t

Micro-Mallas

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Micro-Mallas• El Consortium for Electric Reliability

T h l S l ti (CERTS) l

Cop

yrig

ht ©Techology Solutions (CERTS), es el

pionero en el concepto de micro-red( i id)

este

r, 13

/10/

2010

(microgrid)• Forma alternativa a la integración de FGD

e U

nive

rsity

of M

anch

e

de pequeña escala en los sistemas dedistribución y al amplio sector de energía

alez

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gatt,

PhD

The eléctrica actual (macrogrid).

28 of 54Fran

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. Gon

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Gon

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t

Micro-Mallas

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Micro-Mallas• Micro-red, asume una agregación de cargas y

micro fuentes (microsources) operando como un

Cop

yrig

ht ©micro-fuentes (microsources) operando como un

solo sistema, entregando tanto energía eléctricacomo calor.

este

r, 13

/10/

2010

como calor.

e U

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Gon

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t

Micro-Mallas

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Micro-Mallas• La característica principal de las tecnologías de fuentes

de energía distribuida, que son candidatas para ser

Cop

yrig

ht ©de energía distribuida, que son candidatas para ser

usadas en el concepto de la micro-red, es suinterconexión a través de inversores y ninguna capacidadparticular de potencia

este

r, 13

/10/

2010

particular de potencia.

e U

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30 of 54Fran

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. Gon

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Gon

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t

Conceptos Afines a la GD

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Conceptos Afines a la GD

Cop

yrig

ht ©

este

r, 13

/10/

2010

e U

nive

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of M

anch

eal

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31 of 54Fran

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. Gon

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Gon

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t

Innovaciones en Infraestructura

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Innovaciones en Infraestructura• Adecuación de la fuente y Economía:

Cop

yrig

ht ©

– Aplicaciones de las energías renovables,– Tecnologías de almacenamiento para

este

r, 13

/10/

2010

g pmejorar la seguridad,

– Coordinación de los suministros

e U

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of M

anch

e Coordinación de los suministrosrenovables y almacenamiento, lasemisiones de carbono

alez

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gatt,

PhD

The emisiones de carbono

32 of 54Fran

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. Gon

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Gon

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t


© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Innovaciones en Infraestructura• Expansión de la transmisión y seguridad:

Cop

yrig

ht ©

• Planificación de expansión de lasinstalaciones de transmisión,

este

r, 13

/10/

2010 • Coordinación de las infraestructuras

energéticas, los superconductores, HVDC,

e U

nive

rsity

of M

anch

e

g pseguridad física y cibernética, lasmediciones en toda la zona, las unidades

alez

-Lon

gatt,

PhD

The

de gestión, PMU.

33 of 54Fran

cisc

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. Gon

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Gon

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t


© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Innovaciones en Infraestructura• Smart Grid:

Cop

yrig

ht ©

• Eficiencia energética,• Respuesta de los precios,

este

r, 13

/10/

2010

p p ,• Reducción de carga de punta,

Automatización de la distribución,

e U

nive

rsity

of M

anch

e Automatización de la distribución,• Nuevas tecnologías de construcción,

contadores inteligentes

alez

-Lon

gatt,

PhD

The contadores inteligentes,

• Sensores, la comunicación y las técnicasd t l

34 of 54Fran

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. Gon

za


de control.

Gon

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t

Fuezas que mueven la Smart Grid

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Fuezas que mueven la Smart GridRenewableResources

VariableGeneration

Cop

yrig

ht ©

Conservation & Distributed

este

r, 13

/10/

2010

Conservation &Demand response

DistributedResources

e U

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anch

e

GreenhouseGases

CapacityLimitations

alez

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gatt,

PhD

The

35 of 54Fran

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. Gon

za


Operational Efficiency

Consumer satisfaction

SupplyEconomics

Gon

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t

Que es Smart Grid realmente?

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Que es Smart Grid, realmente?

Cop

yrig

ht ©

este

r, 13

/10/

2010

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Nadie Sabe!

Gon

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t

Que es una Smart Grid?

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Que es una Smart Grid?Union de dos InfraUnion de dos Infra--estructurasestructuras

Cop

yrig

ht ©

este

r, 13

/10/

2010

Infra-estructura Eléctrica (Smart)

e U

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e ( )

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PhD

The

37 of 54Fran

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. Gon

za


Infra-structura de Comunicacion (Smart)

Gon

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t

Que es Smart Grid realmente?

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Que es Smart Grid, realmente?

Cop

yrig

ht ©

WANData

Applications server

este

r, 13

/10/

2010

Peopleconcentrator

e U

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anch

e

Smart Meters

Smart

PMU PMU

alez

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gatt,

PhD

The Smart

Appliances

38 of 54Fran

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. Gon

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Gon

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t

Sistemas de potencia y Smart Grid

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Sistemas de potencia y Smart GridGeneración Transmisión Subestación Distribución Consumidor

Cop

yrig

ht ©

Integracion de renovables Wide-Area Monitoring and Control

Substation Automation

AMI EV/PHEVIntegration

Automation

este

r, 13

/10/

2010 Smart grid integra infraestructura de

informacion/comunicacion/potencia

e U

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39 of 54Fran

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. Gon

za


DER Integration

ConditionMonitoring

AssetOptimization

WorkforceEffectiveness

Gon

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t

Definicion de Smart Grid

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Definicion de Smart GridNational Electrical Manufacturers A i ti NEMA

Cop

yrig

ht ©Associations - NEMA

• El concepto básico de Smart Grid consiste en

este

r, 13

/10/

2010 añadir el monitoreo, análisis, control y capacidad

de comunicación a la red eléctrica a fin demejorar la fiabilidad maximizar el rendimiento

e U

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anch

e mejorar la fiabilidad, maximizar el rendimiento,aumentar la eficiencia energética, facilitar laparticipación de los consumidores y permitir la

alez

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gatt,

PhD

The participación de los consumidores y permitir la

diversidad de generación y posibilidades dealmacenamiento.

40 of 54Fran

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. Gon

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Gon

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© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Definicion de Smart Grid• International Electromechanical

C i i

Cop

yrig

ht ©Commission

• El Smart Grid es el concepto de modernizaciónd l d lé t i

este

r, 13

/10/

2010

de la red eléctrica.• El Smart Grid comprende todo lo relacionado con

el sistema eléctrico en cualquier punto entre los

e U

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rsity

of M

anch

e el sistema eléctrico en cualquier punto entre losde la Generación y cualquier punto de consumo.

• También incluye los efectos de acoplamiento con

alez

-Lon

gatt,

PhD

The • También incluye los efectos de acoplamiento con

otras formas de energía (almacenamientotérmico, etc ...)

41 of 54Fran

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. Gon

za


térmico, etc ...)

Gon

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t


© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Definicion de Smart Grid• Smart Grids es básicamente el concepto

d h d l d lé t i " á

Cop

yrig

ht ©de hacer de la red eléctrica "más

inteligentes"

este

r, 13

/10/

2010

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Gon

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t

Alcances de la Smart Grid

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Alcances de la Smart Grid

Cop

yrig

ht ©

Transmission Automation

este

r, 13

/10/

2010 System Coordination

Situation Assessment

Renewable integration System Operation

Distribution Automation

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anch

e integration

Demand

Energy Efficiency

y

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gatt,

PhD

The Participation

Signals & Options

Smart Distributed

43 of 54Fran

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. Gon

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Appliances, PHEVs &

Storage

DistributedGeneration & Storage

Gon

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t

Flujo de Potencia e Informacion

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Flujo de Potencia e Informacion Traditional

Environment

Cop

yrig

ht ©

Information Flow

este

r, 13

/10/

2010 Power Flow

e U

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anch

e Demand Response

DG-PV

alez

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gatt,

PhD

The

AMI

Thermal Storage

PEVUtility grade PVWind

farm

Solar farm

44 of 54Fran

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Power Flow

Information Flow AMIStorage

Smart Grid

Gon

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t

Interaccion y funciones

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Interaccion y funcionesAnálisis AvanzadoNIVEL

Cop

yrig

ht ©

Automatización y IT respaldoEMPRESA

Infraestructura de Comunicación

este

r, 13

/10/

2010

Dispositivos sensores y controladoresNIVELRED

Infraestructura de Comunicación

e U

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anch

e

Nuevos componentes de redRED

Generacion Us ario

alez

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gatt,

PhD

The Generacion

Centralizada Transmisión Distribución Usuario Final

45 of 54Fran

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Gon

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t

Respuesta de la Demanda, Conectividad y Flujo de f ó

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Información

ISO & wholesale markets

Energy

Whole sale MarketsTransmission system

Cop

yrig

ht ©

Wholesale PricesConstraints

AncillaryServices

•Day-Ahead•Real-time

•Energy•Ancillary Services•Capacity

69 kV/132 kV

Sub transmission

este

r, 13

/10/

2010

SupplyDemand& Supply

Transmission System

Industrial

34 kV

e U

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e

Distribution System

D dRetail prices

DLC ,Power Quality, Reliability

& S pp y

4kV – 13 kV

PrimaryDistribution

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PhD

The

Consumers

Demand& Supply

pricesQuality, ReliabilityCommercial

Residential600/480/240/120VSecondaryDistribution

46 of 54Fran

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DGResidentialLoad

PHEV

Gon

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Aplicaciones Smart Grid

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Aplicaciones Smart Grid Demand Response

DG-PV

Cop

yrig

ht ©

PEVUtility grade PVWindSolar

este

r, 13

/10/

2010

Simulación en tiempo real y análisis de contingencia

G ió di ib id f l i d í

grade PVWind farmfarm

e U

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anch

e Generación distribuida y fuentes alternativas de energía

Self-Healing Wide-Area Protection y Islanding

Asset Management and Monitoreo On-Line de equipos

alez

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gatt,

PhD

The

Demand Response and Dynamic Pricing

Participacion en Mercados de Energaa

47 of 54Fran

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Informacion compartida – Continuamente Optimizada

Respuestas inteligentes!

Gon

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Gran Foto – Smart Living

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Gran Foto – Smart LivingCiudades Edificios,

Cases, transporte, red Distributed

(Renewable)

Cop

yrig

ht ©Cases, transporte, red

electrica Intelligent / Sustainable

f

(Renewable) Energy Sources

este

r, 13

/10/

2010

Portafololio regionalmente

optimizado /Mix de generacion

Integracion con Macro y Micro

Grids

e U

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anch

e

renovableNormativas, Practicas,

Economica, Voluntad Política

Para cuidar y

alez

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gatt,

PhD

The Mercado, Negociomantener las

comunidades Buena Vida (smart living)

Atractivo / estética /

48 of 54Fran

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Ecológicamente amigo / EstableMedio ambiente

Gon

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t

Advanced Metering Infrastructure (AMI)

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Advanced Metering Infrastructure (AMI)• Combina tres elementos

Cop

yrig

ht ©

(a) Sensores inteligentesen las instalaciones del cliente,

este

r, 13

/10/

2010

,

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he

(c) Maestro controlador de la gestión y medición de

49 of 54Fran

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. Gon

za


(b) Comunicaciones de dos vías,

consumo de energía por hora

Gon

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© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Advanced Metering Infrastructure (AMI)

Cop

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ht ©

este

r, 13

/10/

2010

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Gon

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© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Advanced Metering Infrastructure (AMI)• Comunicación de dos vías empleando las

d ó il télit l d d

Cop

yrig

ht ©redes móviles, por satélite y las redes de

radio frecuencia.

este

r, 13

/10/

2010 – IAM revoluciona la detección de apagón

eléctrico y la restauración, proporcionandoinformación a la empresa sobre el evento

e U

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e información a la empresa sobre el evento.

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PhD

The

51 of 54Fran

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. Gon

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Gon

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© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Advanced Metering Infrastructure (AMI)• El controlador maestro (smart meter) utiliza

l i f ió d i h

Cop

yrig

ht ©la información de precios por hora para

ofrecer a los consumidores la ofertaf t l d t d ti l

este

r, 13

/10/

2010

perfecta con los datos de tiempo real.

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Gon

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t

Vision de Sistema de Potencia

© 2

010,

Fra

ncis

co M

. Vision de Sistema de Potencia• “El sistema de potencia perfecto garantizara la

disponibilidad absoluta y universal de la energía en la

Cop

yrig

ht ©disponibilidad absoluta y universal de la energía en la

cantidad y calidad necesaria para satisfacer lasnecesidades de cada consumidor. Es un sistema quenunca falla al consumidor ”

este

r, 13

/10/

2010

nunca falla al consumidor.Bob Galvin

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. Gon

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http://en.sevenload.com/videos/trVIHJp-Bob-Galvin-on-Perfect-Power

Gon

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201

0, F

ranc

isco

M.

Cop

yrig

ht ©

Gracias!

este

r, 13

/10/

2010

Gracias!

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nive

rsity

of M

anch

e

Alguna Pregunta?

alez

-Lon

gatt,

PhD

The [email protected]

54 of 54Fran

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. Gon

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francisco m. gonzalez-longatt, phd · lez-longatt, phd th francisco m. gonzalez-longatt, phd the...

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