Colombia Inteligente Avances de las Redes Inteligentes III Seminario de Eficiencia Energética en Servicios Públicos ANDESCO - UPME Bogotá, 19 de Febrero 2013 CONTENIDO – Conceptos sobre Redes Inteligentes – Referenciamiento Internacional – Iniciativa Colombia Inteligente Composición, Objeto y Estrategia Enfoque y acciones 2013 – Avance de Aplicaciones de RI en el sector eléctrico Colombiano – Retos para la implementación de las Redes Inteligentes en Colombia – Conclusiones 2 1 Conceptos sobre Redes Inteligentes Definición de las Smart Grids según la Agencia Internacional de Energía - IEA Una Smart Grid es una red eléctrica que: – utiliza tecnologías digitales y formas avanzadas de monitoreo y gestión del transporte de electricidad desde todas las fuentes de generación para satisfacer la diferentes demandas de los usuarios. – coordina las necesidades y potencial de todos los generadores, operadores de red, consumidores y participantes del mercado para operar todo el sistema Lo mas eficientemente posible, Minimizando costos e impactos ambientales Maximizando la confiabilidad, la resiliencia y la estabilidad del sistema. 4 2 La Red Actual EPRI, SG Cost Benefit, 2011 5 El sistema eléctrico convencional como conversor de energía 6 3 La Red Inteligente EPRI, SG Cost Benefit, 2011 7 Transformación de Sistemas de Potencia a Sistemas de energía 8 4 Referenciamiento Internacional Misión de Energía – USTDA – Colombia Inteligente 5 Redes Emergentes del siglo XXI – Smart Grids Demanda Oferta Componentes Internacionales – Redes Emergentes Fuente: 2012- ESTA International 6 Barreras Internacionales – Redes Emergentes Fuente: 2012- ESTA International Desafíos Internacionales – Redes Emergentes Fuente: 2012- ESTA International 7 INDUCTORES CLAVES PARA INVERSIÓN EN REDES DE EMERGENTES US VS. EUROPA Los drivers en Colombia estarán marcado por las políticas, planes y normativas Fuente: 2012 Emeter – Smart grid Redes Inteligentes – Impacto en la Regulación Factores motivadores de las Redes Inteligentes Fuente: www.xm.com.co 8 Colombia Inteligente: Composición, Objeto y Estrategia Una Colombia INTELIGENTE es una nación comprometida con un programa de Energía Sostenible, donde todos los sectores hagan un uso eficiente de los recursos energéticos preservando el medio ambiente y logrando niveles adecuados de calidad. Todo en concordancia con políticas, estrategias, planes, acciones y servicios que integren diferentes fuentes de energía, redes eléctricas y tecnologías de información y comunicaciones con una participación activa de la demanda. • Iniciativa sectorial • Marco de conceptualización nacional sobre RI • Análisis de barreras y soluciones regulatorias sobre RI • Foro de pensamiento y discusión • Recomendar desarrollo de estándares y normas • Promotor de planes piloto • Promotor de proyectos colaborativos 18 9 Lineamientos Estratégicos Eficiencia Tomado del documento MIT, “The future of the Electric Grid, 2011” Colombia con 46pp/km2 debería tener pérdidas de T&D de 6.5% 24 10 Confiabilidad Colombia con 46ppl/km2 debería estar en 120 min/año Resultados y Beneficios Esperados 26 11 Avance de Aplicaciones de RI en el sector eléctrico Colombiano Las Redes Inteligentes afectan toda la cadena de energía. 12 Colombia está incursionando en cada eslabón, aunque desarticuladamente Generación Caso Flores IV a gas natural • Aumento de Eficiencia en un 48% por Cierre Ciclos Simples Flores II y III a un Ciclo Combinado 2 x 1 Reducción de emisiones: en alrededor de 400 Mil Ton CO2/año • Inversión US$211 Millones • Respaldo del Banco Mundial. • Viable gracias al esquema de cargo por confiabilidad • 169 MW adicionales sin aumento notable en el consumo de gas 30 13 Transmisión: Red de Medidores Sincrofasoriales en Colombia 31 Despacho: Aporte XM al Programa Colombia Inteligente CND iSAAC: Intelligent Supervision and Advanced Control System Actualización Centro de Control DT Planeación sistemas flexibles de energía: Definición Visión Gestión Inteligente de Sistemas de Tiempo Real: Seguridad de la operación del sistema interconectado nacional Metodología Estándares y Protocolos para Redes Inteligentes - CIM 14 Distribución: Desarrollo tecnológico de modelos de redes Inteligentes : EPSA Desarrollo y apoyo a la iniciativa de Colombia Inteligente para definición de políticas y visión de largo plazo de las redes inteligentes en Colombia Plan estratégico para el desarrollo tecnológico de redes inteligentes para EPSA 2017 bajo la metodología Smart Grid Maturity Model Modelamiento y optimización de variables de despacho de cadenas de generación en tiempo real Vehículos eléctricos; desarrollo de un estudio, pruebas y piloto de transporte Eléctrico Implementación de norma IEC61850 para desarrollo de nuevas subestaciones y modernización de subestaciones existentes en un plan gradual. Distribución: Desarrollo tecnológico de modelos de redes Inteligentes en EPSA Desarrollo de un modelo común de información CIM para EPSA basado en el modelo Intelligrid Diagnóstico y plan de acción de para el sistema Eléctrico de EPSA Implementación de medida avanzada con 9000 medidores AMR reducción de pérdidas de 5 GWh al Año (Reduciendo 1375 Ton de emisiones de CO2 /Año)y 2000 Medidores AMI que cuidan el 50% de la energía Entregada y el 100% de la energía recibida. Desarrollo de un centro de gestión de la medida MDM sobre arquitecturas estándar. Estudio e implementación de soluciones virtuales para clientes Exploración de soluciones de energía solar para Cliente Final Certificado de Beneficio Fiscal por “ Desarrollo tecnológico de modelos de redes Inteligentes para EPSA” FASE 1 por un valor de $8068 millones de pesos. 15 Distribución: Desarrollo tecnológico de modelos de redes Inteligentes en Desde 2006 comenzó en el proceso de renovación tecnológica de su parque de medida – 60 000 clientes con Medida Centralizada que registran y apoyan al control de 16 GWh/mes. – Instalación en los 7 departamentos de la región Caribe – Disminución de Pérdidas No Técnicas del orden de 25 GWh acumulados (Equivalentes a dejar de emitir unas 6900 Toneladas de CO2) con el consiguiente incremento en ventas y mejora de los índices de recaudo. – Inversión realizada aprox. 6 millones de dólares. Instalación de módems bidireccionales a los medidores y un kit de sensores – control de posibles manipulaciones no autorizadas. – Protección en 5000 clientes. – Incremento en ventas del orden de 10 GWh/ año, inversión del proyecto aprox. 2 millones de dólares. 35 Distribución: Estado de Desarrollo EMCALI 16 Distribución: Avances EMCALI Más de 10.500 medidores instalados Seis subestaciones y 137.000 usuarios con comunicación Integración con el Sistema Comercial Conexión / desconexión remota Sistema Prepago implementado Gestión pérdidas: entre el 4 y 6% en trafos intervenidos Efectividad en comunicación: mejor que 99% Simplicidad instalación, comunicación, diagnósis de fallas Atención reclamos T&D Business Smart Grids Initiatives Control center -SCADA/EMS, MAR (DMS) -SCADA Integración de Electricidad and Gas -DASip (Adquisición de datos IP – IEC 104) -Centro de control virtual con la filial EDEQ - Multisite -Common information model –CIM. (Primeros pasos). Automatización de Substaciones -Substation Automation System -Standard IEC 61850 for integración de IEDs -Communications Gateway and LAN network in S/E Red Eléctrica -Proyecto Piloto de Loop automation -Proyecto Piloto PMUs (Phasor Measurement Unit) -Proyecto Piloto Gestión Remota del alumbrado público -Redes de telecomunicaciones de nueva generación -Sistema Prepago de Energía. -Piloto Vehículos eléctricos Control center EPM Colombia 17 Distribución: Avances EPM T&D Business Smart Grid Expectations Multi-Utility systems and tools Plataformas comunes para empresas multiservicios. Integración de tecnologías con el concepto de “smartcity”. Eperiencias exitosas, lecciones aprendidas… Integration de nuevas tecnologías a plataformas o sistemas actuales: SCADA, GIS, DMS, EMS, Business intelligent, etc. Evolución de los estándares para los diferentes servicios o segmentos, ejemplo AMI Advanced Metering Infrastructure. Lecciones aprendidas y experiencias en soluciones inteligentes para detectar y controlar pérdidas no técnicas en electricidad y gas distribution. Valor agregado percibido por el cliente por el concepto Smart Grid Qué nuevos servicios pueden ser desarrollados alrededor del concepto SG y cómo el cliente percibe el valor agregado por el nuevo servicio? Gestión de la Clientes: Empresas que promueven la eficiencia energética 40 18 Gestión de Clientes: Empresas que promueven la eficiencia energética Un solo cliente aumentó su eficiencia energética logrando reducir su consumo en 116 GWHr es decir, 32,060 Toneladas de emisiones de CO2, equivalentes a sembrar 4,933,800 árboles! 41 Generación Distribuida: Red de Plantas Menores en Colombia. JEPIRACHI BARROSO SONSÓN CALDERAS LA VUELTA LA HERRADURA SAN: 19 MW HIDROMONTAÑITAS CHARQUITO EL LIMONAR LA JUNCA LA TINTA SAN ANTONIO TEQUENDAMA RIOPIEDRAS AYURA NIQUIA RIOGRANDE I ANT: 203,96 MW ÍNSULA RIO FRIO II AMAIME ALTO TULUA BAJO TULUA(*) CAL: 25,28 MW CUN: 138.6 MW VALLE : 42,68 MW FLORIDA EL MORRO II CIMARRON EL MORRO I TERMOYOPAL I PALMAS SAN GIL CAU: 39.67 CAS: 79,6 MW MW NAR: 23.13 MW RIO MAYO Total capacidad instalada PCHs > 10 MW: 693,54 MW 42 19 Generación Distribuida: Red de Plantas Menores en Colombia (< 10 MW) Nazareth (IPSE) CAMPESTRE CARACOLI CALDERAS NUTIBARA SAN: 19 MW PAJARITO CASCADA MANANTIALES RIONEGRO SAN CANCIO MUNICIPAL RIO FRIO I GUACHACA RUMOR INTERMEDIA RIO PALO SILVIA SABANDI VENTANA B ASNAZU INZA MIROLINDO VENTANA A MONDOMO PASTALES ANT: 203,96 MW CAL: 25,28 MW CUN: 138.6 MW PANELES FOTOVOLTAICOS EN LAS ZNI VALLE : 42,68 MW CAU: 39.67 CAS: 79,6 MW MW NAR: 23.13 MW JULIO BRAVO RIO SAPUYES RIO BOBO RIO INGENIO RIO PALO Red Parcial de Plantas Menores < 10 MW 43 Empresas que promueven el transporte eléctrico 44 20 Empresas que promueven el transporte eléctrico 45 Qué se requiere para articular todas estas iniciativas? : Una Colombia Inteligente Enfoque 2013 21 Universidades Proveedores Empresas Entidades Financiación Proyectos MME , MADS, MTICs, MinTRANSP., DNP COLOMBIA INTELIGENTE ICONTEC COMITÉ DIRECTIVO Colciencias Beneficios Esperados Desarrollo de una visión de largo plazo del sector eléctrico colombiano Definición clara del escenario de tal forma que se puedan definir las políticas a nivel nacional que lleven al desarrollo del mismo Alineación de la planificación del sector hacia el escenario seleccionado Articulación de todas las acciones del gobierno (UPME, CREG, COLCIENCIAS..) en el sector eléctrico hacia propósitos derivados del escenario seleccionado Base para el desarrollo de un sector eléctrico competitivo, motor de la productividad del país 48 22 Proyecto Evolución del Sector Eléctrico Colombiano a 2030 (Mapa de Ruta 2.0) Objetivo General: Definir las estrategias y acciones recomendadas para la evolución del sector eléctrico colombiano en el horizonte a 2030 con base en el estudio de escenarios probables de desarrollo al incluir elementos de redes inteligentes, considerando sus impactos, beneficios y riesgos. Todos los derechos reservados para Colombia Inteligente. 49 Empresas COLOMBIA INTELIGENTE MME y Otras Entidades Entidades Financiación Proyectos Universidades ACCIONES Proyecto BID Analysis, assessment and recommendations for the successful implementation of the Smart Grid infrastructure in Colombia. En etapa de organización. 2013 PLANIFICACION ACTIVIDADES Tarea 1 - Analysis of the Power Sector Issues in Colombia Tarea 2 - Government Policy Objectives Tarea 3 - International Best Practices Tarea 4 - Regulatory Review, Analysis and Proposed Reforms Tarea 5 - Investments in SG Tarea 6 - Protocols and Standards Tarea 7 - Feasibility Study Tiempo de Ejecucion del proyecto: 12 meses Presupuesto: USD$1,001,100 Personal del Estudio: Executing Agency: BID Energy Division / Beneficiary: Ministry of Mines and Energy of Colombia / Consultant, Empresas Colombia Inteligente 23 ICONTEC COLOMBIA INTELIGENTE ACCIONES 2013 ESTANDARIZACION Firma del Acuerdo NIST-SGIP-ICONTEC-COLOMBIA Inteligente Participación por parte de Colombia Inteligente del Ing. Jorge Valencia CAC. Firma del acuerdo llevada a cabo en sesión especial en el marco de la reunión anual del Smart Grid Interoperability Panel –SGIP- llevada a cabo el día 3 de diciembre de 2012, cuyo fin es comenzar con un trabajo colaborativo para la implementación de redes inteligentes en Colombia soportadas por los estándares más apropiados. • Facilitar el desarrollo de estándares para la interoperabilidad de Smart Grids • Identificación de los requisitos de prueba y certificación • Supervisión del desempeño de estas actividades y mantener su impulso • Informar y educar la industria de Smart Grids en interoperabilidad • Conducir una alineación global en interoperabilidad. Empresas COLOMBIA INTELIGENTE Entidades Financiación Proyectos Universidades ACCIONES 2013 PROYECTO AMI Formulación de proyectos en el área de AMI Convocatoria COLCIENCIAS 562. ARQUITECTURA DE MEDICIÓN INTELIGENTE COMO UNA SOLUCIÓN ORIENTADA A LA REDUCCIÓN DE PÉRDIDAS NO TÉCNICAS EN EL SECTOR ELÉCTRICO COLOMBIANO. Presentado en fecha: Diciembre 14,2012 Ejecutor: Universidad del Valle – Beneficiarios: EPSAELECTRICARIBE. Impactos esperados: 1. Ampliación del conocimiento en las áreas de medición inteligente, Infraestructura de Medición Avanzada y Smart Grids. 2. Un prototipo de Arquitectura de Medición Inteligente basada en estándares internacionales y acorde a las necesidades del sector eléctrico colombiano. 3. Integración al sistema eléctrico de fuentes de energía renovables 4. Reducción de emisiones de CO2 5. Reducción en el costo de producción de la energía al aplazar la necesidad de aumentar la capacidad de generación. 6. Eficiencia Energética y Consumo racional de energía. 7. Información confiable para un mejor dimensionamiento y mantenimiento de la red de distribución. 8. Selección de tecnologías de medición adecuadas orientadas a la reducción de pérdidas no técnicas. 9. Mejoras en la eficiencia, la gestión de la energía y la captura de datos en la redes de distribución. 24 Colciencias COLOMBIA INTELIGENTE ACCIONES 2013 DIAGNOSTICO Formulación y desarrollo de la Encuesta de Redes Inteligentes como un mecanismo de difusión como parte del Sistema Nacional de Redes Inteligentes Enero – Febrero: Conformación grupo de apoyo de iniciativa. Formulación de la encuesta, con Colciencias. Piloto con una empresa de Colombia Inteligente en Febrero. Material para recolección de información disponible final de Febrero. Identificación y adaptación herramienta para el Sistema Nacional de Redes Inteligentes Marzo – Abril: Recolección (WEB) y validación de Información. Información Disponible final de Abril Mayo – Junio: Captura de Información en el SNRI Empresas COLOMBIA INTELIGENTE Entidades Financiación Proyectos Universidades ACCIONES 2013 MEJORES PRACTICAS Referenciamiento Internacional TDA-USA, Misión de USA en visita a Colombia. Proyecto TDA – Colombia Inteligente Expertos invitados Agenda para 3 dias Participación por invitación Fecha por definir Formulación de un proyecto por ejemplo en automatización de la distribución/consumidor final en Colombia Participación de Miembros de la Iniciativa Alcance, cronograma y presupuesto Coordinación y desarrollo de actividades incluyendo difusión de resultados 25 Empresas COLOMBIA INTELIGENTE Entidades Financiación Proyectos Universidades ACCIONES 2013 INVESTIGACION Laboratorio Nacional de Redes Inteligentes Comenzar una plataforma de análisis del comportamiento de diferentes elementos de redes inteligentes tales como: medición, movilidad, iluminación, generación distribuida, comunicaciones, etc. se esta promoviendo la posibilidad que un organismo de cooperación del Canadá pueda donar unos fondos para el arranque del laboratorio y la capacitación inicial de estudiantes de Maestría para su operación. Retos para la Aplicación de RI en el sector Eléctrico Colombiano 26 Principales retos para la implantación de redes inteligentes en Colombia Desarrollar el mapa de ruta cuantificado que evalúe los impactos y beneficios esperados: Proyecto BID en curso Políticas de gobierno que guíen el desarrollo de las Redes Inteligentes para el beneficio del país. Articulación de los diferentes Ministerios (MME, MTICs, MADS, Mintransporte) en coordinación con DNP. Las acciones de las empresas, Universidades y Centros de Investigación han sido efectivas pero desarticuladas; se requiere integración de esfuerzos y difusión de resultados de las mejores prácticas. Definir los estándares (Icontec) y la regulación (CREG) que acompañen el desarrollo armónico de Redes Inteligentes en Colombia. 57 Conclusiones 27 Conclusiones En Colombia, las redes inteligentes ya se están desarrollando, no obstante los activos asociados no se remuneran. Se requiere considerar: – Revisión del modelo de red y de reconocimiento tarifario. – Incentivo a la eficiencia en el consumo – Facilitar entrega de excedentes (medida bidireccional) – Propiedad del equipo de medida, facilidad entrega excedentes y señal eficiencia horaria – Sinergias y convergencia de telecomunicaciones y Energía Es urgente que en Colombia se inicie la discusión sobre activos de redes inteligentes que agregan valor a toda la cadena y que abren nuevas posibilidades y mejoras en la eficiencia y el costo de la energía y redundan en un menor impacto ambiental. 59 Gracias www.colombiainteligente.com.co 28