miguel Ángel figueroa rivera, dr. ing - unidad de fiscalización y calidad del sector -
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Comisión Nacional de Energía
Impacto de la Generación
Distribuida en los Sistemas de
DistribuciónMIGUEL ÁNGEL FIGUEROA RIVERA, Dr. Ing
- Unidad de Fiscalización y Calidad del Sector -Comisión Nacional de Energía, Honduras
Comisión Nacional de Energía 2
Contenido
Contenido1.Introducción
2.Generación Distribuida (GD)
3.Impacto GD (positivo y negativo)
6. Tareas
5. Escenario Futuro
4.GD en Honduras
Comisión Nacional de Energía 3
1. Introducción
Comisión Nacional de Energía
1- Introducción
Estructura del Sector Energético Mercado Eléctrico Nacional:
Empresa Nacional de Energía Eléctrica (ENEE), Monopolio Estatal, monopsonio, responsable de la operación, y redes de transmisión y Distribución con parte de la generación (31.1 %).
Generación privada (68.9 %), mercado de contratos (PPA) a mediano y largo plazo.
Comisión Nacional de Energía 5
Fuente: www.enee.hn
31.0%
53.7%
9.2%0.1%
6.0%
Matriz de Generación SIN (Capacidad Instalada), año 2012
HidroelectricidadTérmicoBiomasaBiogásEólico
Fuentes [ % ]Renovable 46.3Térmico 53.7
Capacidad instalada: 1699 MWDemanda ~ 1300 MWConsumo 2011: 7485 GWh/año
* 10 plantas de aprovechamiento de residuos biomásicos: ingenios azucareros (7); plantas procesadoras de aceite de palma africana (3).
1- Introducción
Comisión Nacional de Energía
Potencial Estimado de Energía Renovable
Tipo de Potencial0
500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
3,500
4,000
4,500
5,000
5,000
363
1,334
120
Potenciales ER
HidroeléctricoBiomasaEólicoGeotérmico
Pote
ncia
[MW
]
• Hidroeléctrico explotado 522 MW (10.5%);• Energía Eólica ~ 102 MW + ampliación 24 MW (9.4%)• Biomasa instalada ~ 91 MW (25%)
1- Introducción
Comisión Nacional de Energía 7
2. Generación Distribuida (GD)
Comisión Nacional de Energía 8
SISTEMAINTERCONECTADO
(133 kV ~ 500 kV)
RED DEDISTRIBUCIÓN
DE MT(13.2 kV ~ 33 kV)
SUBESTACIÓNAT / MT
SUBESTACIÓNAT / MT
SUBESTACIÓNMT / AT
SUBESTACIÓNMT / AT
GRANDESGENERADORES
GENERACIÓNDISTRIBUIDA
GENERACIÓNDISTRIBUIDA
2- Generación Distribuida
La nueva estructura de los sistemas de potencia
Comisión Nacional de Energía 9
Tecnologías de Generacion Distribuida (GD) incluyen:microturbinas, celdas de combustible, paneles solares, generadores eólicos, biomasa, máquinas térmicas,Centrales hidroeléctricas, etc.
LV / MV
HV / MV
S
CMV :[13.2 ~ 33] kV
CB: Circuit breakerR : RecloserF : FuseS : Sectionalizer
CB F S
R
R
2- Generación Distribuida
Comisión Nacional de Energía
2- Generación Distribuida
Fuente: Presentación Ing. Francisco Paradinas, Proyecto GAURE II
Quilio 2 – Concepción OcotepequeFecha: 2012Ppotencia: 900 kW, conectado a redFinanciación GAUREE – ENEEGeneración: 5 GWh/año (3 municipios)
Comisión Nacional de Energía 11
3- Energía Renovable y Eficiencia Energética Sistema FV en Red: UNAH, Fac. de Ingeniería Capacidad de paneles 2,28 kWp, Inversor 600 Vc.d./220 Vc.a., 2000 W
Comisión Nacional de Energía 12
3. Impacto GD (+, -)
Comisión Nacional de Energía
“ISLANDING” CONDITION:
3- Impacto de la GD
Estrategias de operación y control
Seguridad de personal de empresas eléctricas
Comisión Nacional de Energía
TRES (3) ASPECTOSEN TEMAS DE PROTECCIÓN:
3- Impacto de la GD
Std IEEE1547
Comisión Nacional de Energía 15
SUBESTACIÓNAT / MT
F
GD1 GD2
FALLAF1
F2
F3
GD
FALLA
FALLA1
2
3
a) Aumento de los niveles de cortocircuito b) Pérdida de radialidad : corrientes de falla en varias direcciones
Problemas en la correcta operación del Sistema de Protección :
3- Impacto de la GD
Comisión Nacional de Energía 16
SUBESTACIÓNAT / MT
F
GD1
R FALLA
aa
bb
cc
Sistema energizado
2
Sistema energizado
1
R
20 a 30 ciclos
corriente de carga
corriente de falla
En este tiempo el sistema de protección de interconexión
debe detectar esta situación y desconectar la GD
contactos abiertos(tiempo muerto del reconectador)
S1 S2
DAng
Tipo de falla Incidencia (%) Monofásicas a tierra Bifásicas Bifásicas a tierra trifásicas
70 15 10 5
corrientede falla
corrientede carga
operaciones rápidas(contactos cerrados)
operaciones lentas(contactos cerrados)
tiempos muertos ointervarlos de reconexión
(contactos abiertos)
apertura(contactosabiertos)
3- Impacto de la GD
Comisión Nacional de Energía 17
3- Impacto de la GD
Nuevos esquemas de protección con
funcionesavanzadas (“Smart”)
Aspectos de seguridad (estabilidad transitoria)
Continuidad del Servicio Calidad del producto eléctrica (PQ)
Impacto Positivo para: Red de la empresa distribuidora Instalaciones de GD (Productores) Usuarios (clientes)
Bajo el nuevo escenario:
Comisión Nacional de Energía 18
3- Impacto de la GD
Test distribution network (w GD):
R1Zsc Zsc 1
P1B1 B2 B4
S DG 1
P5
R2
B3
R3
P2
Zsc 2DG 2
10 MVAX/R = 15
3 MVAX/R = 5
2 MVAX/R = 5
33 kV
75 kVA 150 kVA
P4
P3
Sampling frequency: 1 MHzWindowed length (ΔW): 1.024 ms (1024 samples)
ATP/EMTP Studies
* Wavelet Toolbox* Neural Networks Toolbox
New protection algorithms:
Ultra-high speed (< ¼ cycle): Detection/classification 3.072 ms Directional discrimination 2.048 ms Single-Pole Automatic-Reclosing (adaptive protection)
Comisión Nacional de Energía 19
Otras complicaciones del problema:
Control y Regulación de Tensión. Fenómeno de Estabilidad en Sistemas de
Distribución (transitoria y pequeña señal). Calidad de Energía (Power Quality). Confiabilidad (Quality of Supply). Transitorios Electromagnéticos. Aspectos de Operación y Control. Planificación de Redes de Distribución. Acceso a Red (regulatorios). Remuneración de Red (regulatorios).
3- Impacto de la GD
Comisión Nacional de Energía 20
Empresa eléctrica: Alivio en la capacidad de transmisión. Alivio en la capacidad de distribución.
En el sitio de la GD: Uso eficiente de la energía (cogeneración). Mejora en la confiabilidad del suministro. Incentivos tarifarios sobre cargos por demanda de
potencia y energía. Venta de excedente de energía (exportación).
Productores comerciales de energía: Mercado de energía eléctrica. Venta de servicios auxiliares o complementarios
(potencia reactiva, capacidad de reserva, etc.)
Aspectos positivos (beneficios):
3- Impacto de la GD
Comisión Nacional de Energía 21
4. GD en Honduras
Comisión Nacional de Energía 2222
4- GD en Honduras
Comisión Nacional de Energía 2323
28%
5%
56%
7%4%
HIDRO MAYORHIDRO MENORTÉRMICO MAYORTÉRMICO MENORBIOMASA
Generación Distribuida (GD en E = < 34.5 kV)
~ 16%~ 9% GD/ER
4- GD en Honduras
Nivel de penetración de GD:
Comisión Nacional de Energía 24
5. Escenario Futuro
Comisión Nacional de Energía 25
5- Escenario Futuro
Proceso de Licitación Pública Internacional No. 100-1293/2009 “Compra de Potencia y su Energía Asociada Generada Con Recursos Renovables” (Meta: 250 MW)RESULTADOS: Un total de ~ 708 MW de Energía Renovable. 50 Proyectos de Energía Renovable. Ofertado a la Empresa Nacional de Energía Eléctrica (ENEE) alrededor de 225 MW Venta a Terceros (Clientes Desregulados) alrededor 484 MW
Fuente: www.enee.hn
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5- Escenario Futuro
Resultados del Proceso de Licitación:
Hidroeléctrico 88 % Biomasa 2 % Eólico 1% Geotérmico 5 % Cogeneración (Eficiencia) 4%
Precios Ofertados:
Máximo: 0.112801 USD $/kWh Mínimo: 0.098551 USD $/kWh
Promedio: 0.107892 USD $/kWhFuente: www.enee.hn
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5- Escenario Futuro
52%
9%
39%
Generación Distribuida Renovable (GD/ER), Año 2022
ERGD/ERTERMICO
(191.78 MW)
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6. Tareas
Comisión Nacional de Energía 29
6- Tareas de Regulación (CNE)
En el nuevo contexto, la CNE tiene las tareas de revisar reglamentos existentes ó crear nuevos marcos regulatorios que incentiven el libre acceso, segura, rápida y económica interconexión de fuentes de GD:
Proyecto:
Normativa para la Interconexión, Operación, Control, Mantenimiento y Comercialización de Fuentes Distribuidas de Generación (GD) (<= 20 MW)
Comisión Nacional de Energía 30
6- Tareas de Regulación (CNE)
EMPRESAELÉCTRICA
PRODUCTORES GD
USUARIOS
SOLUCIÓN DE COMPROMISO (TRADE-OFF):
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7- Publicaciones:
M. Figueroa, E. Orduña “Protección de redes de distribución con generación dispersa – Aplicación de la reconexión automática monofásica”, XI Encuentro Regional Iberoamericano de CIGRÉ (XI ERIAC), Ciudad del Este, Paraguay, Mayo 2005. (trabajo técnico aceptado) M. Figueroa, E. Orduña, “Application of Single Pole Auto-Reclosing in Medium Voltage Distribution Networks for Improving Integration of Distributed Generation”, IEEE PES Transmission and Distribution Conference and Exposition Latin America, Venezuela, 2006. M. Figueroa, E. Orduña, “Ultra-High-Speed Protection for Medium Voltage Distribution Networks with Distributed Generation”, IEEE PES Transmission and Distribution Conference and Exposition Latin America, Colombia, 2008.
REFERENCIAS:
Comisión Nacional de Energía
Muchas Gracias por su Atención
MIGUEL ÁNGEL FIGUEROA RIVERAEmail: mfigueroa@cne.gob.hn
Web Site: www.cne.gob.hn
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