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Primeros pasos hacia una red eléctrica inteligente - Smart Metering

Congreso INGENIERIA ARGENTINA 2014

Ing. Fabián DoceSIEMENS

Infrastructure and Cities Sector

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Contenido

Smart Grid . El cambio de paradigma

Ventajas de la Medición Inteligente

Experiencia de Smart Metering en Brasil

Tecnología que involucra

Experiencia de Smart Metering en EE.UU.

El valor agregado de los datos

The CRYSTAL PROJET


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Integración de energías renovables Cambio de paradigma

Pico Demanda

Capacidad Disponible

Sistemas tradicionales:

Control de la oferta

Usando tecnología para adaptar el consumo a la

generación

"Smart Grid"

Optimiza las fuentes disponibles para balancear

oferta y demanda

Tomando decisiones en tiempo real sin impactar

calidad del servicio

Demanda AleatoriaNecesidad de Manejo

de Demanda

“Adaptar la Demanda a la Generación”

Oferta Disponible (variable)

Demanda

Generación Renovable Aleatoria

Generación

Reduce riesgos e impacto ambiental


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…una nueva visión…“ADAPTAR LA DEMANDA A LA GENERACION“


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Definiciones

A smart meter is usually an electrical meter that records consumption of electric energy in intervals of an hour or less and communicates that information at least daily back to the utility for monitoring and billing purposes.[7] Smart meters enable two-way communication between the meter and the central system. Unlike home energy monitors, smart meters can gather data for remote reporting. Such an advanced metering infrastructure (AMI) differs from traditional automatic meter reading (AMR) in that it enables two-way communications with the meter.

http://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_meter

http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_energy

http://en.wikipedia.org/wiki/Telemetering

http://en.wikipedia.org/wiki/Public_utility

http://en.wikipedia.org/wiki/Automatic_meter_reading


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Ventajas de la Medición InteligenteSmart Metering

Beneficios operacionales Reducir costos de lectura manualConectar/desconectar remotamente

Controlar de pérdidas Técnicas y no técnicas. Recuperación de ingresos

Calidad de energíaControlar interrupciones, medida de voltaje

Apoyo a nuevos modelos tarifariosTOU (tiempo de uso), etc.

Intercambio de información para mercados de energía

Información para consumidores

Incrementar uso de energías renovables


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Experiencia de Smart Metering en Brasil


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El alto nivel de pérdidas no-técnicas (NTL) en Brasil apalancó el desarrollo de Smart Grids

Regulaciones de ANEEL demandaron Eficiencia

Pérdidas de Distribución en Brasil

Demanda vs Eficiencia Energética

El crecimiento de Brasil demandó

mayor infraestructura, especialmente

en Energía.

El primer paso para mejorar la

Enficiencia Energética es la reducción

de las pérdidas.

Regulaciones de la Agencia Nacional de

Energía (ANEEL) orientadas a la

reducción de las tarifas a las

Distribuidoras a cambio de mejor

eficiencia en al distribución. i30% c/4a

32%

20%

18% 5%

21% 9%

20%

10%

32%

20%

Referencias:

Distribution Losses

Non-technical Losses

NTL= 23 TWh (5.8 % de la generación total)


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NTL: No sólo un problema Brasilero, otras regiones del mundo también reclaman soluciones para combatirla

Wester

n Europe

Easter

n Europe

Middle-ea

st, N

orth A

frica

Africa

North A

merica

South A

merica

Centra

l Ameri

ca, C

aribbea

n

South A

sia

Southea

st Asia

East A

sia, A

ustrala

siaTotal

0

5

10

15

20

25

30

7.71

9.68 11.18

14.6

9.67

13

15.5

25.2

12.14

8.67

11.69

7.56

18.1819.63 19.95

9.38

17.23

21.68

27.55

13.32

7.65

16.22

T&D losses 1980

T&D losses 2000

%

*Source: World Bank - 2000

10,25%


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Ejemplo: CEMIGEl 42% de la facturación proviene del 1,5% de los clientes de HV/MV

Facturación protegida (42% de la Fact Total)

AT

MT

BT >/= 2000

kWh/mo

BT < 2000

kWh/mo

<0,003%

0,17%

1,2%

+/- 98,6%

% of total metering points

http://www.senergy.com.br/Site/images/remota1.jpg




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La infraestructura envejecida no puede contra los fraudes…ocurren tanto en el medidor como en la red


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Senergy - Solución End to End desarrollada localmente que detecta y combate NTL

Communication Network

(Ej: GPRS)

Software y Aplicaciones Detección de fraude Metering Data Management Communication

Management Interfaz de Facturación

Medidores de MV instalados en postes

Multiple LV

Metering Operation

Center (MOC)

LAN

Field Services

Instalación e Inspección

Data Acquisition Server/ MDC

HV/MV/LV




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Residential Metering

Commercial Metering

GPRS

RF Mesh

PLC

Other Comm

Transformer Metering

Sub- Metering

RTUsMODEMs

Data Acquisition Server

(Universal MDC)

Billing

CIS

WMS, GIS, OMS, etc.

Installation, Commissioning, Field inspection

NTL Algorithms

MECE Software

Consultancy, Software Integration

Other 3rd party

systems

Meters(*)

RTUs, Metering sets (indirect metering with RTU/VT/CT)

Communicationsystem

HeadEnd System

Software Platform

Services

(*) 3rd Party meters

Senergy - Solución End to End desarrollada localmente que detecta y combate NTL


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Cómo identificar las pérdidas no técnicas?

Medición equilibrada – Balance Energético

Recopilación y análisis de eventos

de manipulación.

Analítica - correlación de datos de intervalos con eventos

de manipulación

Creación de flujos de trabajo desde y hacia otros sistemas

Substation or Transformer Meter/Totalizing


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Experiencia de Smart Metering en EEUU


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Estado de los Programas de Smart Grid en los EE UU

Existen aprox. 150MM de medidores

Instalación completa de ~30MM medidores inteligentes

en un periodo de 4 años

10% de los proyectos fueron financiados a través de subsidios del

gobierno

50% de los distribuidores pudieron justificar la inversión

de medición inteligente (y AMI) por los beneficios operativos

Consumo medio residencial 12,300 kWh/por año

Costo de lectura mensual = $.75/medidor

Incentivos para reducción de la demanda, conservación, precios

variables


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Plataformas de Medición y Control de las Redes de Transmision y Distrubición

Plataformas de Control de la Red de Transmisión:

DMS, EMS, SCADA, OMS

Pocos dispositivos de medición

Datos entregados en “tiempo real”

Plataforma de Aplicaciones de Smart Grid:

MDM, Analìticas, Soluciones para NTL

Muchos dispositivos de medición

Datos de cada 15, 30, 60 minutos

Transmisión Gestion de Distribución de Energia

Medidores y Dispositivos inteligentes

Comunicación Especifica del Grid

EnergyIP


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El valor agregado de los datos


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Con Advance Metering Infrastructure (AMI), el Volumen de Datos es Exponencial

Por cada 1,000,000 de puntos de medición, cada día, los sistemas de IT y los empleados tienen que manejar:

2,000 intercambios de medidores (implementación de AMI) 1,000 mudanzas de clientes diarias (25% anual) 10,000 lecturas perdidas (99% de lecturas son recibidas) 20 fallas de medidor (0.5% anual) 1,000 fallas de validación al día (0.1% falla de integridad) XX cambios de tarifa

Además de todas estas “excepciones” el sistema tiene que validar, procesar y archivar 24.000.000 lecturas de intervalos al día (suponiendo intervalos de 60 mins)

La automatización es INDISPENSABLE


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Solución E-Meter: EnergyIP

Electric Vehicles

Wind

Residential Metering

Appliance

Sub Metering

Outage Management

Demand Response

Customer Information Systems

Workforce Management

Data Warehouse

EnergyIP core platform

functionality

Integration layer

Applications


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Customer Operations

Grid Operations

Market Operations

AMI Operations

Aplicaciones

Analiticos Registro de Facturacion

Intervalo de Facturación

Prepago Portal de Servicio p/cliente

Energy Engage

Proteccion de Ingresos

Analñiticos

Analíticos

Analíticos

Con/Descon remota Gestión de apagon Pérdidas de red

Pérdidas de Red Compensación

Ciclo de vida equipos

Gestión de Demanda


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Los clientes en el centro de Smart Grid

Como se compara mi casa?

Como puedo ahorrar?

Cómo uso la energía?

Tips estacionales

Analíticos

eMeter Energy EngageTM

Características PrincipalesProvee acceso instantáneo al consumo de energía actual e histórico y la información de gastos asociados.Distribución automática de alertas de servicios y mensajes basados en las preferencias del cliente.Presenta consejos de uso de la energía y datos comparativos.

Beneficios para el ClienteMaximizar el impacto en la gestión de la demanda.Aumenta la satisfacción de cliente y evita la deserción.Cumple con los requerimientos regulatorios para la conservación de energía.


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Control de la Demanda…no solo eléctrica

Medidorde gas

Medidorde agua

Heladera

Termotanque

Medidoreléctrico

Lavaropas

Lavavajillas

Climatizador

Cocina

Horno


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Smart Cities

“Evolucionar es variar.Sin ideales sería inexplicable la evolución humana.Es cegera oponer la imaginacion de lo futuro a la experiencia de lo presente.Todo idealista es un hombre cualitativo: posee un sentido de las diferencias que le permite distinguir entre lo malo que observa, y lo mejor que imagina. Los hombres sin ideales son cuantitativos: pueden apreciar el más y el menos, pero nunca distinguen lo mejor de lo peor.Sin ideales sería inconcebible el progreso.”

“El hombre mediocre” José ingenieros

Gracias por su atención !

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