efectos en la red

La experiencia de
Chilectra S.A. con la
Conexión de PMGD
Santiago, Mayo 2015
MOTIVACIÓN
•Disminución de Disponibilidad de Energía Tradicional
•Encarecimiento y dificultad en concreción de macro
proyectos de generación
•Disminución de costos inversión de ERNC
•Eficiencia en acercamiento de la generación a la
producción
INCORPORACION EN LAS REDES AT/MT
DE GENERACION DISTRIBUIDA
2
ANTECEDENTES
MARCO CONCEPTUAL
ORGANICA Y PROCEDIMIENTOS
PMGD EN CHILECTRA
EFECTOS EN LA RED
SITUACION FUTURA
3
• ANTECEDENTES
Descripción del Sistema
Ubicación de Chilectra S.A.
Area de concesión total: 2.118 km2
Chilectra + Colina + Luz Andes
Capital política
y económica del
país
6.967.609 Habitantes
1.700.000 Clientes
4
Nota: Habitantes 2014 según INE en provincias de Santiago, Chacabuco, Cordillera, Maipo y Talagante
• ANTECEDENTES
Energía (GWh)
Ventas de Energía / Total Chile Dx
5,5%
4,7%
3,7%
4,2%
3,6%
15.282
13.905
2010
16.002
16.583
2011
2012
2013
2014
9,8%
4,7%
2,5%
2,7%
2.540
2.604
2.674
2011
2012
2013
1,8%
2010
Chilectra
40%
14.488
Potencia (MW)
2.427
Otras
Empresas
60%
Clientes / Total Chile Dx
Otras
Empresas
72%
Chilectra
28%
2.937
2014
Ventas Totales Distribuidoras a nivel Nacional 2013: 32.732,6 GWh
Ventas de Chilectra 2013: 13.056 GWh
Clientes Totales Distribuidoras a nivel Nacional: 5.863.355
Clientes Chilectra 2013: 1.669.911
Fuente: Empresas Eléctricas A.G. / Regulación (Año 2013)
5
• ANTECEDENTES
Descripción del Sistema
Ámbito de Operación
6 Subestaciones AT/AT
3.165 MVA Capacidad Instalada
(incluye 765 MVA propiedad de Transelec)
355 Kms Líneas AT
220 kV / 110 kV / 44 kV
49 Subestaciones AT/MT MT/MT
5.243 MVA Capacidad Instalada
434 Alimentadores MT
5.152 kms de red MT
11.016 Kms Redes BT
28.995 Transformadores de Dx
6
• ANTECEDENTES
Descripción del Sistema
Resumen Red MT / BT
(Urbano y Rural)
Ámbito de Operación
15000
MT [kms]
BT [kms]
10000
Total
5000
0
Urbano
Rural
Red MT [kms]
78%
22%
12 kV
20 kV
23 kV
0%
7
ANTECEDENTES
MARCO CONCEPTUAL
ORGANICA Y PROCEDIMIENTOS
PMGD EN CHILECTRA
EFECTOS EN LA RED
SITUACION FUTURA
8
• MARCO CONCEPTUAL
SSEE
AT/MT
220kV
SSEE
AT/MT
110 kV
110kV
En Redes de Transporte
•Reduce pérdidas
•Reduce o desplaza inversiones
•Mejorar perfiles de voltaje
23-12 kV
•
•
•
•
En Redes de Distribución
Reduce o aumenta pérdidas
Mejoraría confiabilidad ante fallas.
Produce variaciones de tensión
Generación con energías renovables de
menor potencia
Aspectos Técnicos
•Variaciones de voltaje significativas cuando ocurren cambios de la generación.
•Inversión de flujos en generación en condiciones de demanda mínima
•En fotovoltaicos, inversor debería tener rango de control de potencia reactiva
•Masificación de generadores: ¿Sistema de supervisión?
• Aumentos de potencia de cortocircuito.
9
• MARCO CONCEPTUAL.
MGNC
• PMGD: Pequeño Medio de Generación Distribuida
P < 9 MW
Conectado a redes de distribución
PMG
• PMG: Pequeño Medio de Generación
P < 9 MW
Conectado a instalaciones pertenecientes a un sistema troncal, de
subtransmisión o adicional
• MGNC: Medio de Generación No Convencional
Fuente sea no convencional
P < 20MW
10
• MARCO CONCEPTUAL
•Distribuidoras permitirán la
conexión de los PMGD a sus
instalaciones
PMGD
Obras adicionales para la
conexión ejecutadas por las ED y
de cargo del propietario del
PMGD.
•Las ED y PMGD deben entregar
toda la información técnica
necesaria
•Estudios Técnicos
•Acuerdos Comerciales
12
ANTECEDENTES
MARCO CONCEPTUAL
ORGANICA Y PROCEDIMIENTOS
PMGD EN CHILECTRA
EFECTOS EN LA RED
SITUACION FUTURA
13
• ORGANICA Y PROCEDIMIENTOS
Reglamento DFL 244 y NTCO PMGD
PMGD
Interesado
Intercambio de
Información
Elaboración y consolidación de los
antecedentes de las redes de la empresa
distribuidora para el desarrollo de sus
estudios.
Procedimiento
Desarrollo ICC
Es el informe técnico que sustenta la
posición de la Distribuidora ante el
PMGD y la autoridad (CNE – SEC)
Construcción y
Puesta en Servicio
Coordinación y ejecución de las obras.
Desarrollo de pruebas
Autorización de la operación del PMGD.
14
• ORGANICA Y PROCEDIMIENTOS
Aspectos
Comerciales
PMGD
Interesado
Aspectos
Técnicos
Recepción de las solicitudes del PMGD
Acuerdos comerciales con el cliente
Acuerdo de Abastecimiento con el cliente
Procedimiento de Facturación.
Telemedida
Construcción del Empalme
Suscripción del Contrato
Entrega de Información Técnica.
 Formularios NTCO
 Coordinación y Desarrollo de estudios técnicos
Evaluación del impacto
Entrega ICC
 Revisión Informes Técnicos del generador
 Definición de requerimientos para la conexión del
PMGD
 Construcción de las obras de adecuación
Determinación de balances de energía
Coordinación de la Puesta en Servicio.
15
• ORGANICA Y PROCEDIMIENTOS
Área Ingeniería
de Distribución
Área de
Operación de la
Red
Área de
Planificación
Área Comercial
Incorporación
de PMGD
Área
Abastecimiento
Eléctrico
Área de
Protecciones
Fiscalía y Área
Regulación
16
• ORGANICA Y PROCEDIMIENTOS
DIgSILENT PF
CYMDIST
ELPLEK
Temperaturas de devanados calculadas y medidas.
80
77
74
71
68
65
62
59
56
53
50
47
44
41
38
35
1
Aplicaciones de
Aplicaciones de
Ingeniería Ing. Distribución
Temperaturas de aceite calculadas y medidas.
3
5
7
9
49
48
47
46
45
44
43
42
41
40
39
11 13 15 17 19 38
21 23 1
3
37
hora
36
35
34
33
32
31
30
1
3
5
7
tdev.cal ( C)
tdev.med. ( C)
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
5
7
Estudios técnicos y tareas:
•
•
•
•
•
•
•
•
Coordinación de Protecciones.
Estudio de Flujos de Potencia.
Estudio de Cortocircuitos.
Estudios Dinámicos.
Convenios de conexión estándares
Requerimientos de Comunicación.
Reglamento de operación
Diseño de Configuración para evitar
operación en Isla no deseada.
Procesamiento de información
• Sistema integrado de administración
de información
t.aceite. calc.( C)
t.aceite.med.( C)
9
11 13 15 17 19 21 23
1
3
9
11 13 15 17 19 21 23
hora
17
ANTECEDENTES
MARCO CONCEPTUAL
ORGANICA Y PROCEDIMIENTOS
PMGD EN CHILECTRA
EFECTOS EN LA RED
SITUACION FUTURA
18
• PMGD EN CHILECTRA
Tipos de PMGD con Potencial de desarrollo en
zona de Concesión de CHILECTRA
Solar
Biomasa
Eólico
Geotérmico
Principales Características
• Variación de los Aportes
Estacional: Invierno/Verano
• Mayor periodo de generación
en verano
• No aportan potencia firme al
alimentador.
• No permiten desplazar
Generación en Invierno /Verano: 33%
19
• PMGD EN CHILECTRA
Proyecto UTEM Solar (no PMGD)
Sistema fotovoltaico con Monitoreo On-line
Variables Monitoreadas
•
•
•
•
Generación eléctrica (kWh)
Irradiancia (Watt / m2)
Temperatura ambiente (° C)
Temperatura paneles (° C)
Generación Fotovoltaica
20
• PMGD EN CHILECTRA
PMGD en Operación
Proyecto Fotovoltaico Techos de Altamira
Características:
• Proyecto experimental de la empresa
Energías del Futuro.
• Instalado en el techo del Colegio
Altamira de Peñalolén.
• Generación Fotovoltaica.
• Punto de conexión: Alimentador
Ictinos de S/E La Reina.
• Capacidad 1ra etapa 30 kW
• Capacidad Final 130 kW
• En operación desde marzo de 2014.
21
• PMGD EN CHILECTRA
Situación Actual y Perspectivas
Futuras:
Cantidad de Formularios 1 ingresados a
Chilectra S.A.
- 90 Solicitudes de Información
39
- 8 SCR (~40MW)
30
19
- Concentrados en Sectores
Rurales/Industriales 23kV
- 95% son Plantas Fotovoltaicas
2
2012
2013
Formularios 1
2014
2015
22
• PMGD EN CHILECTRA
PMGDs en Chilectra con Formulario 1
23
• PMGD EN CHILECTRA
Características
• Privilegian Zonas con Espacio
• Zonas Rurales
• Zonas Industriales con Techos aptos
• En general Zonas de Larga Extensión
• Transformadores AT/MT de baja capacidad
• 4 de 22 Alimentadores concentran el 75%
de las solicitudes:
• Huechun (20)
• Polpaico (14)
• Rungue (14)
• Portezuelo (4)
• Alimentadores con SCR:
• Huechun (17,25MW, 4 Proyectos)
• Polpaico (21MW, 3 Proyectos)
24
• PMGD EN CHILECTRA
RUNGUE, 23kV
SCR: 2,5MW (EEM TilTil)
Dda min: 0,5MW**
3.5MVA
Rungue
HUECHUN 23kV 12MVA*
SCR: 17.25MW
Dda min: 2MW**
20MVA
POLPAICO 23kV, 12MVA*
SCR: 21MW
Dda min: 3MW**
El Manzano
*Limitados por criterio de diseño de red
20MVA
**En horas de sol durante el Verano
25
• PMGD EN CHILECTRA
Alimentador Huechún (SCR)
PMGD
3 MW
PMGD
6,5 MW
PMGD
3 MW
PMGD
5 MW
El Manzano
20MVA
26
• PMGD EN CHILECTRA
Alimentador Polpaico (SCR)
PMGD
3 MW
PMGD
9 MW
PMGD
9 MW
20MVA
27
ANTECEDENTES
MARCO CONCEPTUAL
ORGANICA Y PROCEDIMIENTOS
PMGD EN CHILECTRA
EFECTOS EN LA RED
SITUACION FUTURA
28
• EFECTOS EN LA RED
Pérdidas
Dependencia del nivel de
generación, demanda del
alimentador y ubicación del
PMGD.
PERDIDAS
Perdidas de Energia en Alimentador
70
7.0%
60
6.0%
50
5.0%
70000
60000
12.0%
50000
4.0%
30
3.0%
20
2.0%
10
1.0%
10000
0.0%
0
0
0.1
0.3
0.5
0.7
0.9
1.1
1.3
1.5
1.7
PMGD [Mw]
% de Perdida
Potencia perdida Alimentador
1.9
2
9.0%
40000
40
0
15.0%
30000
6.0%
20000
3.0%
0.0%
0
0.1
0.3
0.5
0.7
0.9
1.1
1.3
1.5
1.7
1.9
2
Potencia PMGD [Kw]
Perdidad de energia
% de Perdida de Energia
La ubicación del consumo, el monto de generación y la
ubicación de ella, determinan el estado de pérdidas en la red. 29
% de Energia Perdida
8.0%
Energia perdida [Kw-H]
80
% de perdida
Potencia perdida [Kw]
Perdidas de Potencia en el Alimentador
• EFECTOS EN LA RED
Calidad de Producto
Topología
Típica
Alimentador
Demanda Alimentador con PMGD PV con
Alta Nubosidad
Inyección PV
día con
Nubosidad
Impacto Operación PMGD PV con Alta
Nubosidad en Tensión
Inyección PV
día con baja
Nubosidad
30
Fuente: Revista IEEE Power & Energy, marzo/abril 2013
• EFECTOS EN LA RED
Protecciones
• Esquemas de Conexión y Protecciones en redes de Chilectra.
• Cumplimos con la NTCO
• Complementamos con equipos que ayudan a mantener la seguridad del
Sistema.
Seccionador
Equipo
Medida
Interruptor
Acoplamiento
con
Protecciones
PMGD
Evitar Situación en Isla
31
• EFECTOS EN LA RED
Protecciones
Cumplimiento de la normativa legal (NTCO)
•
Sobrecorriente fase y residual, sobre y bajo voltaje, sobre y baja frecuencia.
• Coordinación de operación de protecciones del cliente con equipos instalados
en la red.
• ¡GARANTIZAR LA NO OPERACIÓN EN ISLA¡
• Protección anti isla de los inversores de planta
• Salto Vector
• Tele protección
• Revisión de flujos de carga y cortocircuitos para identificar los ajustes y la
Coordinación
• Aporte PV a cortocircuito = corriente máxima de generación.
• Protección sobre voltaje residual como respaldo en la detección de estas
anormalidades.
32
• EFECTOS EN LA RED
¡Estamos preparados¡
33
ANTECEDENTES
MARCO CONCEPTUAL
ORGANICA Y PROCEDIMIENTOS
PMGD EN CHILECTRA
EFECTOS EN LA CHILECTRA
SITUACION FUTURA
34
• SITUACION FUTURA
Corto Plazo
• Situación Actual
Algunas Redes de
Distribución
concentran las
solicitudes
Se requiere
Inversiones para
lograr adecuación de
las redes.
Modificaciones en
subestaciones de
menor tamaño y
con menos
incorporación
tecnológica
35
• SITUACION FUTURA
Mediano Plazo
Modernización de las redes de distribución.
 Integrar tecnologías de control y
Comunicaciones
 Introducir inteligencia para la dar a la red
selfhealing
Modelo de red flexible.
 Facilitar la operación de los generadores
distribuidos.
 Logra mayor productividad/eficiencia
energética
 Optimización el uso energético a través de
la gestión de la demanda.
Sistema de Supervisión de GD
36
• SITUACION FUTURA
Mediano Plazo
37
• SITUACION FUTURA
Largo Plazo
SUPUESTOS ANÁLISIS ALTA INSERCIÓN GD
• Desarrollo del sistema de CHILECTRA al año 2030
• Instalación 730 MW en zona de Concesión
 Generación PV: 490 MW
Cogeneración: 240 MW.
• Alto desarrollo en zonas norponiente y nororiente de
Santiago.
FOCO DEL ESTUDIO
• Cargabilidad de transformadores AT/AT.
• Postergación de Inversiones en AT y AT/MT
IMPACTOS IDENTIFICADOS
• Desplazamiento de Generación convencional en
Verano. Bajo desplazamiento en Invierno.
• Postergación focalizada de inversión en líneas de
transmisión y transformadores de poder.
• Baja postergación de Inversiones en Transformación
AT/AT. (1 a 2 años)
38
Comentarios Finales y Conclusiones
• Solicitudes crecientes en MGNC
• Alta concentración Zona Norte
• Con la disminución de costos de inversión, en el mediano
plazo, se deberían concretar gran parte de ellos
• Modificaciones en Subestaciones y esquemas de protección
• Zona industrial comercial con potencial de techos, futuras
solicitudes
•¡Modernización de redes en control y comunicaciones¡
Chilectra cuenta con las redes necesarias, el
conocimiento técnico y la disposición para
enfrentar estos desafíos
39
La experiencia de Chilectra S.A.
con la Conexión de PMGD
MUCHAS GRACIAS
FIN
Santiago, Mayo 2015
La Red Integrada:
Transición hacia la distribución inteligente
*
- Requiere modernizar las redes de
transmisión y distribución.
*
- Mejorar los diseños actuales de
redes MT.
- Integrar tecnologías y soluciones
- Introducir inteligencia para la dar a
la red la capacidad de tomar
decisiones.
-Concebir una red optimizada y
dinámica
41
Situación Actual y Perspectivas Futuras
PMGDs en Chilectra
Estado Alerta:
Exigencia de desconexión por variación de tensión
Exigencia de desconexión por variación de frecuencia
•Conexión :
•0,94 Vn <V <1,06 Vn y
49,6< f< 50,4 Hz
42
Temas Normativos por Resolver
• Tratamiento para los PMG/PMGD tanto en la parte técnica como comercial se basa
en el DS 244 de 2005.
• Define interacción entre las partes y los plazos involucrados.
• Aún no existe definición respecto del estándar exigido a la conexión en distribución.
• Promotores no tienen experiencia en Sistemas de Distribución de la RM
pendiente
• Requiere orientación experta para el desarrollo de análisis relevantes.
• Pueden presentar cuantificación incorrecta de los costos de conexión.
• Sería ideal contar con consultores certificados
44
Formulario N°1:
Solicitud de
Información
15 días
Formulario N°2:
Antecedentes Emp.
Dist.
Recomiendo
sacar
Proceso de Interacción entre Interesados
en conectarse a Instalaciones de
Distribución
15 días
15 días
Complemento de
Inf. Formulario N°2
Resp. Complemento
de Inf. Formulario
N°2
ND
60 días
SCR
20 días
ICC
Solicitud de
Correcciones ICC
15 días
Respuesta solicitud
de Correcciones
ICC
45
Acepta ICC ó Recurre a la SEC