innovación: regulación del sistema eléctrico. - · pdf fileobjetivo...

Innovación:RegulacióndelSistemaEléctrico.Caso:ControladordenivelygeneraciónTilawa

ING. JOSÉ FREDDYROJASCH.

Proyectodeinnovaciónydesarrollo

SectorElectricidad

§IngenieríayConstrucción.§ CentrodeServiciosInvestigaciónyDesarrollo

§NegociodeGeneraciónEléctrica§ ComplejoHidroeléctricoPlantasArenal,Dengo,Sandillal.

§CentrodeControldeEnergía.

Ing.MarvinMonteroMontero.

Ing.FabioJaramilloCordero.

Ing.AndrésFernández

Ing.OscarVargasFallas

Ing.FreddyRojasChavarría

Ubicación

4.8metros

ObjetivoGeneralDesarrollar un sistema de control de lazo cerrado para el nivel del embalse Santa Rosa,mediante estrategias de desvío de la potencia final de las plantas Arenal y Dengo delcomplejo ARDESA, manteniendo la potencia total requerida por el Sistema Automático deGeneración (AGC) del Centro de Control de Energía.

4.8metros

Tilawa

Nombreindígenaasociadoconlaslluviasintermitentesyventosas(tilawas)delaZonadeTilarán,dedondesederivaelnombredela

localidad.

Años70ControladorCibertec

Nuevomilenio2000ControladorSIAHC

2016ControladorTilawa

Historia

Años70ControladorCibertec

§ ComputadorCromenco

§ EnsambladorZ80

§ Recibeconsignatotalyreparteconsignasparagarantizarniveldelembalse.

Historia

Nuevomilenio2000ControladorSIAHC

§ PrimerproyectoI+Dysedesarrollaentre1998y2000

§ PLCSiemensS5

§ SistemaOperativoSolaris

§ G2www.gensym.com

Historia

2016ControladorTilawa

§Controldelnivelmedianteajustesporunidadindividual.

§ RestriccionesdelMercadoEléctricoCentroamericano

§ TodoeldiseñoesnacionalenC++/C,sobreLinux.§ Usomaximizadodecódigoabierto.

§ IntegracióncomercialconSimulink yLabView

§ InteroperabilidadsiguiendoestándaresSmartGrid.

§ Ningúnalambrado.

§ Integrasimulaciónentiemporeal7x24durantemeses.

Historia

Realizareldespacho delnivel delembalseSantaRosadelComplejoHidroeléctricoArenalDengoSandillal,mediantetelemandoycontrolautomáticoenformaintegradaconelnegocioGeneraciónyelCentrodeControldeEnergía(CENCE)

Mantener lasconsignas depotencia enviadasporelCentrodeNacionaldeControldeEnergíaquegaranticenelcontrol primario ysecundario,enformaconjuntaconelcontrol deniveldelembalseSantaRosa.Permitir elcontrolmanualdelembalseSantaRosaporpartedelosoperadores dePlantaArenalmediantelaintervencióndelasunidadesdePlantasArenalyDengo.

Desarrollarelsistemaconunmínimo deindisponibilidades.

Alcance

Cómocontrola

Cómocontrola

MER

CENCE

TILAWA

MICRODESPACHOCONTROLNIVELMANUAL

OPERADORESCONTROLLOCAL

PrecedenciadeControl

NIST:http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/SpecialPublications/NIST.SP.1108r3.pdf

Estándares

http://iectc57.ucaiug.org/wg15public/Public%20Documents/List%20of%20Smart%20Grid%20Standards%20with%20Cybersecurity.pdf

Estándares

Interoperabilidadenlacadenadevalor

GestióndelaEnergía

17

Pasos Implementación SG … un proceso iterativo1

RequerimientosdelaEmpresa

2RequerimientosFuncionales

3Conceptualización

Técnica

4SeleccióndelaTecnología

ControlNivel EmbalseDesvío depotenciaSinalambradoMínimas pruebas

• AGCCENCE• UTR• Algoritmos• Gobernadores• Protocolos

• IEC-60870-5-104/101• Estándares

• EIC-61131-3

• Linux• OpenSource• SoftwareComercial• Reivax• ABB• MatLab• LabView

• Nubeinteroperabilidad ycontrol

• Controladordistribuido

UTR

HistoriadorTiempoReal

HSDataProtocol

HSDataProtocol

ModbusTCPIEC-60870-5-

101

NubededatosServidordecomunicacionesInternetdelascosasindustriales

IEC-60870-5-104

Contenedor de datos de tiempo real

(interoperabilidad)

Gobernadores

AGCMedidoresION

MicrodespachoHMI

Contenedor de datos de tiempo real

(interoperabilidad)

ControladorSimulador

Controlador

HMI

HSDataProtocolHSData

Protocol

ControladorServiciodecontrol

Contenedor de datos de tiempo real

(interoperabilidad)

Contenedor de datos de tiempo real

(interoperabilidad)

ControladorControlador GobernadoresReivax

SimuladorUnidadesTerminalresRemotas

§Controldeeventosdiscretos

§ControldeLazocerradodenivel

ControladorServicio de control

Simulink/MatLab

Referencias yrecursos

Modelado generado

Gobernador Turbina,tubería depresión

Generador completo

Modelado complejo

Generadores Arenal,Dengo,tuberías deconducción ,efectos deretardo,caida neta Arenal yDengo.

HSDataProtocolHSData

Protocol

ControladorServiciodecontrol

Contenedor de datos de tiempo real

(interoperabilidad)

Controlador

Simulador

Contenedor de datos de tiempo real

(interoperabilidad)

Controlador GobernadoresReivax

UnidadesTerminalresRemotas

§Controldeeventosdiscretos

§ControldeLazocerradodenivel

Comparar simulación yrealidad

Historiador open sourceOpenTSDB/Hadoop

Resultados

Resultados

§Inversióncercanaaunmillóndedólares.§ CompradeUnidadesTerminalesRemotas.§ Tarjetas104Prosoft.§ Costosindirectos.§ Manodeobra.

§Enserviciodesdeel21deJulio7x24.§ ControldeUnidadesArenalyDengo.§ Controlautomáticodeválvulacónica.§ IntegraciónMicrodespacho.

§Aplicativos§ Nubedeinteroperabilidad§ Controlador§ HMI§ HistoriadorOpenTSDB

InteroperabilidadGrupo

UTR

HistoriadorTiempoReal

HSDataProtocol

HSDataProtocol

ModbusTCPIEC-60870-5-

101

IEC-60870-5-104

Contenedor de datos de tiempo real

(interoperabilidad)

Gobernadores

AGCMedidoresION

MicrodespachoHMI

Contenedor de datos de tiempo real

(interoperabilidad)

ControladorSimulador

Controlador

NubedeDatosyControlenTiemporeal

測量和控制

Målingogkontrol

Estandarización

Estandarización Estandarización

Estandarización

Measurementandcontrol

etMensuraeالقیاس والتحكمimperium

Mjerenjeikontrola

Измерениеиконтроль

מדידה ובקרה

ControlyMedición

計測と制御

NubedeDatosyControlenTiemporeal

Nube de datos y control en Tiempo Real

(Interoperabilidad)

$AVR

$Frecuencia

$ConsignaU1

$EstadoU1$EstadoVD

$PotenciaU1

$PanelSolar

$FactorPotencia

$CargadorVE

$NivelEmbalse

Nubededatosenlenguajecomún

Nube de datos y control en Tiempo Real

(Interoperabilidad)

Cmd:$AVR,OFF;

Get:$Frecuencia;

Cmd:$ConsignaU1,30;

Get:$EstadoU1;Get:$EstadoVD;

Get:$PotenciaU1;

Calc:#mean,$PanelSolar;

Read:$FactorPotencia;

SBOCmd:$CargadorVE,ON;

Get:$NivelEmbalse;

Nubedeinformaciónycontrolenlenguajecomún

Nube de datos y control en Tiempo Real

(Interoperabilidad)

Cmd:$AVR,OFF;

Get:$Frecuencia;

Cmd:$ConsignaU1,30;

Get:$EstadoU1;Get:$EstadoVD;

Get:$PotenciaU1;

Calc:#mean,$PanelSolar;

Read:$FactorPotencia;

SBOCms:$CargadorVE,ON;

Get:$NivelEmbalse;

Nubedeinteroperabilidad

EN OPERACIÓN 7x24

Nube de interoperabilidad en energía

NubedeInternet

NubedeInternet

ProtocoloOEM

Controlador

Simulador

Protocolo

GeneraciónDistribuida

VE

NuevosNegocios

OEM

InteroperabilidadenlacadenadevalorGrupo

RangerABB

IBMWebSphere

IBMWebSphere

IBMWebSphere

RedMER

RedTécnica,Sistemas

ControlPlanta

ESRIArcGIS

UTRs 61850SICAM

MedidoresION

SCADAServicioalCliente

@ce+

Trunking,Spread

Spectrum900,3G

MPLS

IEDs

SiemensSICAMP

GeneraciónDistribuida

MedidoresAMI

SDH/MPLS

Tilawa

Nube de interoperabilidad

en energía