tallerxm uniandes nov23-2010 v4
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Redes inteligentes para Colombia
TALLER - TECNOLOGA E IMPLEMENTACIN DE REDES INTELIGENTES EN EL SECTOR ELCTRICO COLOMBIANO
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
Grupo SILICE ngela CadenaUniversidad de los Andes
Medelln, 23 de noviembre de 2010
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Grupo de trabajo proyecto Silice
Universidad de los Andes Profesores: Roberto Bustamante, ngela Cadena, Fernando
Jimnez, Mario Rios, Nicanor Quijano.
Asistentes: lvaro Acua, Juan G. Garca, Daniel Muoz, Andrs Pantoja, Carlos Silva, Camilo Tutiva, Carlos Viteri.
Universidad Nacional de Colombia
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INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
Universidad Nacional de Colombia Profesores: Gerardo Gordillo, Horacio Torres.
Asistentes: Ana Mara Blanco, Julin Aristizbal, Johan Hernndez, Luis Luna.
Otros participantes: Sergio Botero, Daniel Vesga, Luis I. Betancur y Alberto Rodrguez
Codensa: Carlos Gmez y segn especialidad.
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Etapas del taller
Etapa 1: Aspectos introductorios
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INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
Etapa 1: Aspectos introductoriosEtapa 2: Motivadores y elementos clave para las redes inteligentesEtapa 3: Mapa de ruta - Preguntas y respuestasEtapa 4: Reflexin en gruposEtapa 5: Puesta en comn y tareas
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Metodologa
Presentaciones
Preguntas y respuestas
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
Preguntas y respuestas
Se presentarn preguntas de opcin mltiple
Cada participante podr participar con una tarjeta de respuesta (electrnica o papel)
Trabajo en grupos
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Preguntas y respuestas
Se establecer un tiempo determinado para que todos respondan
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que todos respondan
Cada tarjeta tiene 10 nmeros y 10 letras para responder. Utilizaremos las letras.
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Preguntas de prueba
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INTELIGENTES INTELIGENTES
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Preguntas de prueba
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Quin es el Presidente de la Repblica de Colombia?
1. Noem Sann
2. lvaro Uribe Vlez
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2. lvaro Uribe Vlez
3. Hernn Daro Gmez
4. Juan Manuel Santos
5. Antanas Mockus
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Sobre qu tema vers la ltima resolucin publicada por la CREG?
1. Opcin a la entrega de contratos de combustible para las
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1. Opcin a la entrega de contratos de combustible para las OEF.
2. Las reglas para la participacin de la GD en el mercado elctrico.
3. El monto total de la contribucin que deben pagar las entidades sujetas a regulacin de la CREG
4. Mecanismos para implementar los procedimientos de medicin neta.
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Redes inteligentes
Breve introduccin
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INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
Breve introduccin
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Cambio tcnico en la industria elctrica
Profundizacin de los mercados con mayor participacin de la demanda y mayor nmero de agentes. Orientacin de negocios en esta actividad (innovacin y
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Orientacin de negocios en esta actividad (innovacin y reduccin de costos)
Mayores exigencias de confiabilidad, calidad, y cobertura.
Preocupacin por el uso eficiente de energa y reduccin de prdidas.
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Cambio tcnico en la industria elctrica
Reduccin de tamao y costo de las plantas de generacin y mayor participacin de fuentes limpias.
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Seguridad energtica.
Metas ambientales.
Diversificacin de la canasta.
Produccin industrial y desarrollo tecnolgico local.
Polticas de largo plazo.
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Cambio tcnico en la industria elctrica
Requerimientos especficos e incorporacin de nuevas tecnologas Renovacin de redes.
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Mayor automatismo.
Mejoras en el servicio y niveles de cobertura.
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Cambio tcnico en industrias relacionadas
Equipamiento inteligente (AMR, AMI)
Traccin elctrica.
Electrnica de potencia.
Deteccin de fallas.
Telecomunicaciones: informacin del negocio de
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Telecomunicaciones: informacin del negocio de distribucin (operativa y comercial) es una gran oportunidad.
Algoritmos y tcnicas que consideran mltiples agentes.
Informtica: modelos de informacin estandarizados (CIM), metamodelos y grid computing.
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Etapas en el desarrollode la GD y las RI
Modelo actual Nuevo modelo
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Nmero de agentes y capacidad instalada bajos criterios y prcticas comunes.
Nmero de agentes y capacidad tal que requiere intervencin en topologa y adecuacin de prcticas ajuste de reglas de mercado.
Capacidad instalada y nmero de agentes alto no es factible operar con la arquitectura actual, prcticas nuevas, reglas nuevas.
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Contexto energtico
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Contexto energtico
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Entre 1973 y 2007 la participacin del petrleo en la canasta energtica mundial
pas de:
1. 48% a 40%
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2. 26% a 45%
3. 46% a 34%
4. 48% a 47%
5. 46% a 52%
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En el mismo periodo, la participacin de las renovables (incluida hidro y nuclear)
pas de:
1. 13% a 19%
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1. 13% a 19%
2. 16% a 22%
3. 8% a 18%
4. 10% a 9%
5. 15% a 24%
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Energa primaria (Fuente: IEA)
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Tomado de: IEA, Key World Energy Statistics, 2009
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Se espera que la participacin de las energas alternativas (a los combustibles fsiles), en la canasta energtica mundial
de 2035, sea de:
1. 1/2
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1. 1/2
2. 1/3
3. 1/4
4. 1/5
5. 1/6
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Uso de energa comercial por fuente (Fuente: EIA-DOE)
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Tomado de: DOE; International Energy Outlook, 2010
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Cul cree usted que va a ser la electricidad proveniente de renovables
(incluida la nuclear) en 2035 en el mundo?
1. Superior al 35%
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2. Entre 25% y 35%
3. Entre 20% y 25%
4. Entre 15% y 20%
5. Inferior al 15%
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Perspectivas de crecimiento elctrico (Fuente: IEA-DOE)
ELC crece casi 90% en el periodo de anlisis.RNW son utilizadas en la generacin de ELC(en su mayora HYDRO y WIND (adems de Nuclear)).
Entre las otras renovables, se destaca la biomasa.En Europa hay mas optimismo sobre la energa solar
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PARA COLOMBIAPARA COLOMBIATomado de: DOE; International Energy Outlook, 2010
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El precio internacional del barril de petrleo en 2035 se va a situar
entre:
1. 25 50 US$
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1. 25 50 US$
2. 50 75 US$
3. 75 100 US$
4. 100 125 US$
5. 125 150 US$
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Estimaciones del precio de petrleo(Fuente: EIA-DOE)
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Tomado de: DOE; International Energy Outlook, 2010
Tomado de: UPME, Proyeccin de demanda de energaEn Colombia, Octubre 2010.
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Entre 1975 y 2008 la participacin del petrleo en la canasta energtica
colombiana pas de:
1. 40% a 52%
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PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
1. 40% a 52%
2. 45% a 35%
3. 52% a 40%
4. 46% a 52%
5. 46% a 48%
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En el mismo periodo, la participacin de las renovables (incluida hidro y excluida
lea) pas de:
1. 13% a 18%
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
1. 13% a 18%
2. 16% a 21%
3. 15% a 12%
4. 11% a 16%
5. 15% a 24%
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Evolucin de la participacin de las fuentes de energa primaria en la oferta interna colombiana
(Fuente: UPME)
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PARA COLOMBIAPARA COLOMBIAFuente: UPME, PEN 2010-2030. Informe Final
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En el mismo periodo, la participacin de la electricidad en la demanda interna pas de:
1. 2% a 18%
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2. 9% a 4%
3. 7% a 15%
4. 22% a 14%
5. 7% a 21%
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Evolucin de la participacin de las fuentes de energa en la oferta interna colombiana
(Fuente: UPME)
GN
2%PT1%
CM
9%DSO7%
FO9%
Otros3%
1975 GN18%
PT1%
DSO21%
FO1%
Otros6%
2008
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INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
Fuente: UPME, Balances energticos 1975 y 2008
LE26%
BZ6%
RC0%
EE
7%
GLP2%
GM22%
KJ6%
7%
CM
4%
LE7%
BZ4%
RC1%
EE
15%
GLP3%
AC1%
GM14%
KJ3%
BD1%
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La composicin actual del parque de generacin es 68% H y 32% T, cul es la participacin de las
plantas menores ?
1. 7%
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1. 7%
2. 8%
3. 10%
4. 12%
5. 6%
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Hid. Menores7.20%
Trmica Carn5.28%
Gas Menores0.39%
Cogeneracin0.20%
Elica0.14%
Capacidad instalada para generacin elctrica Sistema hidro-dominado
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ThermalHydroWindHidrulica
60.13%Trmica Gas
26.66%
Capacidad instalada = 13.4 GW (68%H,32%T)Carga pico = 9.1 GWDemanda = 56 TWh - ao
Fuente: XM
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Cul es el participacin del consumo residencial en el total de consumo de
electricidad?
1. 43%
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1. 43%
2. 34%
3. 15%
4. 8%
5. 38%
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10.00
Participacin del consumo residencial
Alta demanda residencial
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0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
Demanda Comercial NO-Regulada (GWh) Demanda Comercial Regulada (GWh)
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Cul va a ser la composicin del parque de generacin en 2020?
1. 60% H, 40% T
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1. 60% H, 40% T
2. 65% H, 35% T,
3. 65% H, 30% T, 5% R
4. 70% H, 29% T, 1% R
5. 75% H, 22,5% T, 2,5% R
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Cul debera ser la meta de participacin de las renovables (diferente a la hidro convencional) en
la canasta de energa elctrica colombiana de 2030?
1. 15%
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1. 15%
2. 10%
3. 8%
4. 20%
5. Ninguna
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El precio del kWh fotovoltaico con relacin a la tarifa del estrato 4 residencial es:
1. 5 veces
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2. 4 veces
3. 3 veces
4. 2 veces
5. igual
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1. 75 %
Cul es la eficiencia del sistema elctrico colombiano desde la generacin hasta el
uso final?
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1. 75 %
2. 65%
3. 60%
4. 50%
5. 40%
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Eficiencia del sistema elctrico colombiano(Fuente: Aldana,Cspedes, Parra, 2010)
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1. Falso
Las perdidas totales en el sistema energtico colombiano son mayores que
la energa til?
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1. Falso
2. Verdadero
3. No sabe
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10757 15990
15302
42516
28445
EXP 110352 8396
HIDROENERGIA CENTRALES ELECTRICAS
ENERGIA PRIMARIA
CENTROS DE TRANSFORMACION CONSUMO ENERGIA FINAL POR SECTORES
42099
UNIDAD ENERGETICA 1 TERACALORIA - 1 BILLON CALORIAS - 100 TEP
1 TEP : TONELADA EQUIVALENTE DE PETROLEO
36570
890
80239 SECTOR
TRANSPORTE
EXPORTACION
ENERGIA UTIL SECTOR
INDUSTRIAL
E
N
E
R
T
O
T
REPUBLICA DE COLOMBIA . FLUJO ENERGETICO 2006 TERACALORIAS
REFINERIA
V.I.
160091381996
CARBON
110409
IMPORTACION 9426
EXPORTACION 363774
807600 43393 235117
1037 17936
11294
1559
60342
V.I
IMPORTACION
PETROLEO
18
7540 17826
16826
IMPORTACION 18
65027
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1027
57
49902
12445 73161
3373897
807.600
MME - UPME
4267
39
21185 42440
PERDIDAS
890
PLANTAS
442
NO APROV PERDIDAS PERDIDAS
8991 PERDIDAS DE CONSUMO
SECTOR RESIDENCIAL COMERCIAL Y PUBLICO
SECTOR AGROMINERO
CONSTRUCCIO NES Y NO ID.
6
G
I
A
A
L
381996
124707
348446 EXP
COQUE
GAS 7419
0 1525 1498
COMBUSTIBLES VEGETALES Y OTROS COMBUSTIBLES.*
V.I 4649 N.A 257
9208 2942
16894
4
4201
32370
* Incluye (lea, Bagazo y Residuos Industriales)
Prdidas totales en Colombia(Fuente: UPME, BEN 2006)
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Intensidad energtica en Colombia(Fuente: UPME, PEN 2010 2030)
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Las emisiones per cpita promedio de GEI en el mundo con relacin a las colombianas
en 2005 fueron:
1. 4,5 veces
2. 3,85 veces
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2. 3,85 veces
3. 3 veces
4. 2,2 veces
5. 1,65 veces
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Redes inteligentes para
nuestras redes
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INTELIGENTES INTELIGENTES
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nuestras redes
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Cul cree usted que es el principal motivador del desarrollo de las redes inteligentes a nivel mundial?
1. Preocupaciones ambientales
2. Diversificacin de la canasta
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2. Diversificacin de la canasta
3. Uso eficiente de energa
4. Obsolescencia de equipos
5. Seguridad energtica
6. Desarrollo tecnolgico e industrial
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Cul cree usted que es el segundo motivador del desarrollo de las redes inteligentes a nivel mundial?
1. Preocupaciones ambientales
2. Diversificacin de la canasta
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
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2. Diversificacin de la canasta
3. Uso eficiente de energa
4. Obsolescencia de equipos
5. Seguridad energtica
6. Desarrollo tecnolgico e industrial
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Cul cree usted que es el tercer motivador del desarrollo de las redes inteligentes a nivel mundial?
1. Preocupaciones ambientales
2. Diversificacin de la canasta
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
2. Diversificacin de la canasta
3. Uso eficiente de energa
4. Obsolescencia de equipos
5. Seguridad energtica
6. Desarrollo tecnolgico e industrial
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1. Verdadero
Cree usted que las redes inteligentes modificarn la arquitectura del mercado
elctrico?
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1. Verdadero
2. Falso
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1. Menos de 20
2. Entre 20 50
Cuntos proyectos se estn adelantando en el tema de redes inteligentes a nivel mundial?
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2. Entre 20 50
3. Entre 50 100
4. Entre 100 200
5. Mas de 200
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Proyectos en el tema de redes inteligentes a nivel mundial
Cluster de proyectos IRED: WP 1: Power quality and security of
supply WP 2: ICT/IST relevant for DER WP 3: Laboratory-cooperations WP 4: Coordination of
Pilotinstallation activities WP 5: Socio-economic issues
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WP 5: Socio-economic issues WP 6: International co-operation
including international associations WP 7: Co-ordination with Regional
Research Programmes on DER WP 8: Inernet-based Information
and Management System WP 9: Project management
activities WP 10: Organisation Contractor
meetings, Workshops, Experts
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1. Centralizado2. Totalmente descentralizado
Cul cree usted que ser el esquema de control del sistema elctrico para facilitar el desarrollo de las
redes inteligentes?
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2. Totalmente descentralizado3. Descentralizado con
controladores a nivel de micro-redes
4. Descentralizado con controladores a nivel del operador de red
5. Esquema actual
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1. Centralizado
La siguiente pirmide ilustra una jerarqua de control entre el consumidor y la empresa elctrica Dnde ubicara usted
la funcin de control de la GD?
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1. Centralizado
2. Totalmente descentralizado
3. Descentalizado con controladores a nivel de micro-redes
4. Descentralizado con control a nivel del operador de red
5. Esquema actual
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1. Fibra ptica
Qu tecnologa ha sido la ms utilizada para las telecomunicaciones en proyectos de redes
inteligentes en el mundo?
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1. Fibra ptica
2. GPRS
3. GSM
4. BPL (PLC)
5. WiMax
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1. 5
En cunto aos el pas alcanzar una cobertura de fibra ptica cercana al 70%?
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PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
2. 10
3. 15
4. 20
5. 25
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1. Menos de 1 milln
Cuntos medidores inteligentes hay instalados en Europa?
REDES REDES
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1. Menos de 1 milln
2. Entre 3 5 millones
3. Entre 5 10 millones
4. Entre 10 30 millones
5. Mas de 30 millones
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1. 50 US$
2. 80 US$
A cunto ha llegado el valor de un medidor inteligente?
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INTELIGENTES INTELIGENTES
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2. 80 US$
3. 130 US$
4. 260 US$
5. 480 US$
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1. Sistemas y redes de comunicacin en
Cul es el objetivo principal de la norma IEC 61850?
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1. Sistemas y redes de comunicacin en subestaciones
2. Requisitos de conexin de GD
3. Sistemas fotovolticos
4. Calidad de potencia
5. Medicin de energa
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1. NTC 2050
Qu norma regula a nivel internacional la conexin de GD?
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1. NTC 2050
2. IEC 61850
3. IEEE 1547
4. IEEE 929
5. IEC 61180
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Cul cree que debe ser el perfil del ingeniero clave para las redes inteligentes?
1. Elctrico
2. Electrnico
3. Telecomunicaciones
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3. Telecomunicaciones
4. Energtico
5. Mecnico
6. Todas las anteriores
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Cul de las siguientes definiciones cree usted que es la que se debera adoptar en Colombia
para el concepto de GD?
1. Fuente de potencia elctrica conectada directamente a la red de distribucin o en el lado del contador que corresponde al cliente (T. Ackerman et. al., 2001) (IEA)
2. instalaciones de generacin elctrica conectadas a un rea de un sistema de potencia a travs de un punto de acople comn; un conjunto de recursos
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2. instalaciones de generacin elctrica conectadas a un rea de un sistema de potencia a travs de un punto de acople comn; un conjunto de recursos distribuidos. (IEEE 1547)
3. es la generacin o el almacenamiento de energa elctrica a pequea escala, lo mas cercana al centro de carga, con la opcin de interactuar (comprar o vender) con la red elctrica y, en algunos casos, considerando la mxima eficiencia energtica (CONAE).
4. es la generacin conectada a un Sistema de Distribucin Local (red radial), que no tiene acceso directo a la red de transmisin, y no es despachada centralmente y cumple con los requerimientos de conexin. (Proyectos Colciencias Codensa-Uniandes Unal UIS)
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Cul de las siguientes definiciones cree usted que es la que se debera adoptar en Colombia
para el concepto de RI?
1. ... es el sistema de distribucin de electricidad (desde el punto de generacin hasta el punto de consumo) integrado con comunicaciones y tecnologa de la informacin para mejorar la operacin de la red, el servicio al cliente, y los beneficios ambientales (DOE).
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al cliente, y los beneficios ambientales (DOE).
2. Es una red de entrega de energa de manera eficiente, confiable y econmica, que incorpora recursos energticos distribuidos, fomenta la participacin de los consumidores, y se basa en sistemas de automatizacin avanzados para la supervisin inteligente y el control de la red [OSI].
3. Corresponden a una visin moderna de las redes elctricas en las que convergen nuevas tecnologas y algoritmos en el sistema de potencia, sistemas de telecomunicaciones e informacin, que hacen mas flexible la industria elctrica y ms competitivo y eficiente el mercado (Uniandes Unal - Colciancias- Codensa)