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EL CAMBIO DE PARADIGMA: TARIFACIONES INTELIGENTES PARA
ENERGIAS INTELIGENTES
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ
José Wanderley Marangon Lima
1. El Cambio de la Estructura
2. Mercados y Tarifas
3. Redes Inteligentes en América Latina
4. Redes Inteligentes en Brasil
5. Desafíos a Ser Enfrentados
AGENDA
EL CAMBIO DE LA ESTRUCTURA
J. W. Marangon LimaPaulo Fernando Ribeiro
La Evolución en Ciclos
1929
1990
2000
Empresas privadas generando, transmitiendo y distribuyendo energía.
Estatización de las empresas en varios países.
Centralización de las decisiones, creación de grandes redes y grandes centrales generadoras.
Descentralización, privatización, competición en la generación y comercialización a través del mercado.
Monopolio natural en la distribución y transmisión
Tendencia en algunos países de volver al modelo estatal. 2008
Hoy
Avanzo de la mini y micro generación, participación más efectiva del consumidor vía ”Smart Grid”. Incentivo a la descentralización.
• El avanzo de las tecnologías de comunicación, de computación y
integración de los equipos (de la red y de los agentes) – Red
Inteligente.
• El avanzo de la mini y micro generación conectada a la red de
distribución – Generación Distribuida
• La necesidad de una menor emisión de CO2 – Energía Renovable
• Tendencia de una descentralización de las decisiones de
operación y inversiones en el ambiente de mercado – Sistemas
Distribuidos
Los “Drivers” en el Cambio Actual de Paradigma
HVDC -SVC
Calidad de Energía
FACTS
TCSC
STATCOM
GD
Renovables
Microrredes
El concepto básico de Red Inteligente es la integración del monitoreo, análisis, control y capacidad de comunicación con el sistema de
fornecimiento eléctrico maximizando el rendimiento del sistema.
Evolución de las Tecnologías
Sistema Convencional de Entrega de Energía
Daft NIST Framework and Roadmap Smart Grid Interoperability Standards. Release 2.0 – October 17.2011
La Estructura Empieza a Partir del Cliente
Inclusos:
Residencial Industrial Los Centros Comerciales Edificios Gubernamentales Aeropuertos Puertos
Nuevo Modelo Conceptual
Daft NIST Framework and Roadmap Smart Grid Interoperability Standards. Release 2.0 – October 17.2011
Visión Integrada de la Red
Sistema de Potencia va a ser Flexible, Resiliente, Conectado
y Optimiza los Recursos Energéticos.
Generación Distribuida y Microgrids
MG’s son:
• El planeamiento NO centralizado
por el concesionario.
• El despacho NO centralizado.
• Normalmente conectados al
Sistema de distribución.
EPRI, Smart Grid Cost Benefit, 2011
Visión Estructurada
Smart Grid Architecture Model (SGAM). Source: SG – CG/M490/C
Visión Estructurada
Comunicaciones, informática y electrónica de potencia para crear un sistema que es: • Autorregenerable.• Interacción adaptativa con
los consumidores y el mercado.
• Optimizado para hacer mejor uso de los recursos y equipos.
• Predictivo en lugar de reactivo, para evitar situaciones de emergencia.
• Distribuido a través de fronteras geográficas y organizativas.
• Integrado, monitoriamente fusionado, control, protección, mantenimiento, EMS, DMS, marketing y TI.
• Más seguro contra ataques.
Smart Grid Architecture Model (SGAM). Source: SG – CG/M490/C
Almacenamiento
Hoy
Energía
Capacidad
Ancillary Services
Futuro ?
Energía
Capacidad
Ancillary Services
Estación CentralRespuesta a la Demanda
Recursos para Capacidad, Energía y Servicios
Generación Variable
Ejemplo – Almacenamiento de Energía
Operador de la Transmisión Operador
de laDistribución
Proveedor de Servicios de Respuesta a la Demanda
Cliente Industrial
Cliente Comercial
Unidad de Complejo Habitacional
Cliente Residencial
Microred / Comunidades Sustentables
Otras Subestaciones
Subestación
Almacenamiento de Energía
Recursos Distribuidos
Renovables en Larga
Escala Subestación
MicrorredResidencial
El almacenamiento de energía tiene aplicaciones potenciales en toda la cadena de valor de la
concesionaria.
Comercial y Industrial
Kamath, Haresh; Mossé, Acher. Energy Storage for Distribution Flexibility
MERCADOS Y TARIFAS
• Con relación a la cantidad: Mercado Mayorista y Mercado Minorista (al por Menor)
• Con relación al horizonte: Mercado "spot" y Mercado Futuro*
• Con relación al riesgo: Mercado de derivativos (opciones, ”swaps”, etc. )
• Con relación al producto: energía, capacidad, transporte y servicios complementarios
*Contractos bilaterais y subastas organizadas por el gobierno
Mercado en el Sector Eléctrico
El Mercado en Diferentes Niveles de la Red
Sistema de Transmisión
Sistema de Sub-transmisión
Diagram of the Energy Surety Microgrid developed by Sandia National Laboratory(Courtesy of Sandia Laboratory/Released)
Un Único Cliente
• Compra y venta de energía (con agregador o directamente);
• Compra y venta de capacidad de generación (con agregador o directamente);
• Compra de capacidad de transporte con la distribuidora.
Energía y Capacidad
Transporte
Ramal Parcial
• Mercado interno de compra y venta de energía y capacidad;
• No hay mercado interno de transporte;
• Mercado externo de energía y capacidad con comercializador o agregador;
• Compra de capacidad de transporte con la distribuidora.
Energía y Capacidad
Transporte
Ramal Completo
• Mercado interno de energía, capacidad y transporte;
• Mercado externo para la parcela líquida de generación y/o demanda;
• Pago de transporte para la distribuidora de la parte líquida.
Energía y Capacidad
Transporte
• En cada nivel de tension y microrred tenemos una forma de tratar el transporte;
• La Remuneración de los activos y la O&M devén ser definidos para cada microrred;
• La metodología a ser adoptada para el prorrateo de la Remuneración también depende del tipo de red.
Tarifas de Transporte
• Construir una plataforma de negocios de energía con productos definidos.
• Incorporar el negocio de transporte con la participación de la distribuidora.
• Incorporar niveles de negociación en microgrids, en regiones y en la red principal.
• Promover la participación de consumidores, “prosumers”, generadores distribuidos y operadores.
• Desarrollar contratos de largo-plazo para viabilizar las inversiones.
Plataforma de Negocios
Ejemplo de una Plataforma: Transactive Energy (TE)
Intermediarios• Comercializadores y
brokers
• Vendedores y
compradores
• Comercializadores
Minoristas
• Operadores del
Sistema
Proveedoresde Plataforma
de Transacción
Grupo de Servicios
Energéticos• Clientes• Productores• Prosumidores• Propietarios de los
almacenadores.
Grupo de Servicios de Transporte
• Operadores de laTransmisión.
• Operadores de laDistribución.
Bases de datos de lasofertas y
transacciones
Responsables por la red: Congreso, DOE, EPA, FERC, NERC, Legislatura, Coops.
Interface de Servicios TE
Ofertas y Transacciones
Ed Cazalet. Transactive Energy: A Sustainable Business and Regulatory Model for Electricity. MAY 5-8, 2014 ⏐ DENVER, COLORADO.
REDES INTELIGENTES EN AMÉRICA LATINA
Iniciativas de Redes Inteligentes en la Región de América Latina
Estos países intercambian conocimientos y experiencias a través de talleres y foros con el apoyo de organizaciones internacionales.
• América Latina es una región aun atrasada encomparación con los países desarrollados en temasde innovación y uso eficiente de recursos, sinembargo también existen iniciativas asociados aCiudades Inteligentes.
Ranking de las Ciudades Latinoamericanas Inteligentes:1. Santiago de Chile2. México 3. Bogotá4. Buenos Aires5. Río de Janeiro6. Curitiba7. Medellín8. Montevideo
ACCIONES REGIONALES COORDINADAS:
• Fórum Latino-Americano de Smart Grid.
• BID (Banco Interamericano de Desarrollo).
• IEA (International Energy Agency).• Comisión Económica para América
Latina y el Caribe (CEPAL).
• European Energy Research Alliance (EERA)
• International Smart grid Action Network (ISGAN)
• CIER
2003 2008 2009 2012 2013 2015
CHILE
La Ley 20/20 de 2008 de Energía Renovable: Exige que el 10% de la producción de energía de Chile sea renovable hasta el año 2024; a partir del año 2010.
Creación de la Asociación Chilena de Energías Renovables (ACERA)
Ley 20571/2012. “Ley de Net Metering” Regula el Pago de las Tarifas Eléctricas de las Generadoras Residenciales.
Proyecto Piloto
SmartCity Santiago:
Localización: Ciudad
Empresarial en la
comuna de
Huechuraba. Inicio del
proyecto 2013.
Ley 20/25
Llegar a 2025 con 20% de generación eléctrica proveniente de Energía Renovable.
“Acuerdo entre las Repúblicas de Chile y Alemania sobre Proyectos Energías Renovables”• Decreto 58/2010• Decreto 59/2010• Decreto 84/2009• Decreto 267/2008
Ley 20.402:Crea el Ministerio de Energía
2009 2010 2012 2013 2014 2015
Introducción de la iniciativa de Redes
Inteligentes “Colombia
Inteligente”
COLOMBIA
PROYECTO COLOMBIA INTELIGENTE
Proyecto Evolución del Sector Eléctrico Colombiano a 2030 (Mapa de Ruta 2.0)
Ley 1715 del 13 de mayo de 2014: “Regula la Integración de las Energías Renovables no Convencionales al Sistema Energético Nacional”.
TALLER:
“Estándares para Interoperabilidad”
• Experiencias IEC 61850.
• Estandarización de Diseño de IEC 61850.
Misión Canadiense de Redes Inteligentes en Colombia. “Smart GridImplementationChallenges”.
TALLER:
“Tecnología e Implementación de
Redes Inteligentes en el Sector Eléctrico
Colombiano”
Workshop US -Colombia Smart Grid 2014
Firma del Acuerdo NIST-SGIP-ICONTEC-COLOMBIA Inteligente
2010 2012 2013 2015
ARGENTINA
Comité de Estudios 08
Conferencia Internacional en conjunto con la
Pacific Northwest NationalLaboratory (PNNL)
COMITÉ DE ESTUDIOS 08
• Cooperación DoE:
• Grupo de Trabajo Binacional en Energía entre Estados Unidos y Argentina (BEWG)
Guía de AEA 92559-1
Redes Eléctricas Inteligentes: Conceptos, Beneficios y Desafíos para su Implementación.
NORMAS VIGENTES:• Resolución 019/15:
Reglamento de las Condiciones Técnicas para la Operación y Facturación de Excedentes de Energía Volcados a la Red Eléctrica de Distribución.
• Guía AEA 90364-7-712 “Paneles Fotovoltaicos”. Sistema de Suministro de Energía por Panel Fotovoltaico.
IEEE Innovative Smart Grid Technologies LatinAmerica 2015 (ISGT LATAM), Montevideo, Uruguay. AEA 92559 – 1: Towards an Argentinean Smart GridVision.
Agencia de Promoción Científica y Tecnológica
Proyecto Piloto en Cooperativa de Armstrong.
Comité de Estudios 08
Seminario: “Situación Actual y Perspectivas en Argentina y los
EE.UU”.
Empresa Provincial de Energía (EPE)
Resolución N° 442
PROCEDIMIENTO ARGENTINO DE CONEXIÓN DE GENERACIÓN
RENOVABLE EN REDES DE BT y MT.
LA SITUACIÓN EN BRASIL
Principales Proyectos Piloto en el Brasil
• Resolución Normativa N° 482/2012: GeneraciónDistribuída
• ResoluciónNormativaN° 687/2015: GeneraciónFotobovoltaica.
AES Eletropaulo: Área Metropolitana de São Paulo
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Proyecto 1
Pro
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lo
Proyecto 2Proyecto 3
Proyecto 4
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ón
Dis
trib
uid
a
Proyecto Eletropaulo Digital:
Localización: Barueri y Área Metropolitana de São Paulo– SP
Duración: 3 años.
Presupuesto: R$ 75 Millones.
Cantidad de Clientes: 62.000 clientes
Financiamiento: ANEEL – Agencia Nacional de Energía Eléctrica, AES Eletropaulo y patrocinio.
Asociaciones: AES Eletropaulo, Energ, Sinapsis e USP.
ConcienciaSocial
Medidores Inteligentes
Medidores inteligentes:
100% unidades
de baja tensión.
Soportea VE
Vehículoseléctricos.
GeneraciónDistribuida
Prueba de Rendimiento de Paneles Solares
PV’s.
Iluminación Pública Eficiente
104 luminárias
LED.
EficienciaEnergética
Lámparas más
eficientes, refrigeradores
donados a consumidores de
bajos recursos.
Programas locales com
instituciones de
educación.
EDP - Aparecida InovCity
Proyecto InovCity:
Localización: Aparecida do Norte – SP.
Duración: 5 años.
Presupuesto: R$ 10 Millones.
Cantidad de Clientes: 13.500 clientes.
Financiamiento ANEEL – Agencia Nacional de Energía Eléctrica, EDP y patrocinio.
Asociaciones: Intendencia de Aparecida do Norte, Gobierno Federal de São Paulo, 4 Universidades y 2 instituciones de
investigación.
ENEL – AMPLA – Búzios
Proyecto Cidade Inteligente
Búzios:
Localización: Armação de Búzios– RJ
Duración: 3 años
Presupuesto: R$ 40 Millones.
Cantidad de Clientes: 9.400 clientes.
Financiamiento: P&D ANEEL, Ampla y
patrocinio.
Asociaciones: Intendencia de Búzios,
Gobierno de Rio de Janeiro y 2
Universidades.
Light - Rio de Janeiro
L1
L4
L3
L5
L2
Gestión optimizada de la red aérea
Gestión de fuentes renovables, almacenamiento distribuido y vehículos eléctricos recarregables:
Gestión energética por el lado de la demanda
PLATAFORMA• Medidores Inteligentes• Certificación Digital• Interoperabilidad lógica y física• Medios de comunicación• Arquitectura técnica• Prototipos
Fabio Toledo. Programa_Smart_Grid _Light. Março 2012. Rio de Janeiro.
Proyecto Smart Grid Light:
Localización: Rio de Janeiro – RJ
Duración: 3 años.
Cantidad de Clientes: 400.000 clientes
Financiamiento: ANEEL – Agencia Nacional de
Energía Eléctrica, Light y patrocinio.
Asociaciones: Gobierno Rio de Janeiro, 4
Universidades y 2 instituciones de investigación.
Gestión optimizada de la red subterrania
CEMIG - Sete Lagoas
Proyecto Cidades do Futuro:
Localización: Región Metropolitana de Sete Lagoas– MG.
Duración: 3 años.
Presupuesto: R$ 45 Millones.
Cantidad de Clientes: 8.000 clientes.
Financiamiento: P&D y PEE - Programa de Eficiencia Energética de la ANEEL, CEMIG
Asociaciones: Intendencia de Sete Lagoas, Gobierno de Minas Gerais y Universidad Coporativa CEMIG.
• Muchas experiencias con casos pilotos pero los resultados indican que hoy no hay justificativa económica para la implantación completa del “smart grid”;
• Con la centralización existente, hay una dificultad de cambiar la regulación tradicional;
• La GD es tratada hoy como una generación marginal con poco impacto en la red;
• Hay incentivos para la mini y micro generación verde pero sin una análisis de las consecuencias para la operación y sustentabilidad económica de las distribuidoras
Resumiendo
DESAFÍOS A SER ENFRENTADOS
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Los costos todavía NO justifican a implantación en masa de las redes inteligentes;
Las empresas necesitan cambiar gran parte de sus modelos de negocio;
El regulador espera el equilibrio en los costos con el fin de asegurarse de que cada participante encuentre una relación aceptable entre sus gastosy el rendimiento de las inversiones;
Hay un miedo generalizado por parte de los consumidores con el aumento de la factura de la energía;
Preocupaciones sobre la privacidad de la información transmitida a lainternet;
Necesidad de estándares como la “IEC 61850” que permitió una verdadera interoperabilidad entre productos de diferentes empresas;
Poder de mercado de la generación dentro de las microrredesespecialmente durante la operación aislada.
Desafíos para la implantación de red inteligente
• ¿Con un sistema activo, como cambiar la tarifa del uso de distribución? ¿Importar de la transmisión?
• Hay una tendencia de gran ociosidad en la red:
• ¿como remunerar los activos de esta red?
• ¿Los consumidores que no tienen generación van a pagar?
• ¿Como son asignados los nuevos costos de medición, comunicación y TI? ¿En la base de remuneración?
• ¿Existen otros servicios que la distribuidora puede proporcionar? ¿Y la regulación?
• ¿Que tarifa inteligente vamos diseñar?
Desafíos para el Transporte
