2
Seminario Internacional del CIGRE Confiabilidad de los Sistemas Eléctricos
Santiago de Chile, 2729 de noviembre de 2005
François Gallon AREVA T&D, Systems BU
Confiabilidad de Operación Consideraciones y Desarrollos Tecnológicos
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 3 3 3
Consejo Mundial de la Energia (27 de Septiembre de 2005)
Dos definiciones:
•« Adequacy » (adecuación):
Capacidad del sistema de satisfecer la transmmision y la distribucion de energia eléctrica en cualquier momento
•« Security » (confiabilidad):
Capacidad del sistema de soportar cualquiera falla de cualquier componente de dicho sistema, – no prevista que pueda occurir, y recuperarse de las consecuencias temporarias que resulte
En el contexto, « adequacy » y « security » pueden ser – o son controlados por organizaciones distintas
World Energy Council: www.worldenergy.org
Introducción
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 4 4 4
Consejo Mundial de la Energia (27 de Septiembre de 2005)
Referencia CIGRE Joint Colloquium A3 + B3 en Tokyo (Septiembre de 2005)
4CIGRE WG B306: « Implementation of Information Strategy to support Utility Asset Management »
Introducción
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 5 5 5 T6889
Flujo de Informaciones y Proceso de Decisiones Inventario de los
Equipos
Mantenimiento
Diagnosis
Registro de Fallas Escenarios
Re emplazamiento
Evaluacion de la Confiabil idad
Al limite
Renovacion
Modelos de Envejecimiento
Modificacion
Igual Original
Repuestos Monitoreo
Costo de Inversion
Costo de Mantenimiento
Costo de Diagnosis
Costo de Falla
Costo de Repuestos
Costo de Reparacion
3 Proceso de Decision "Risk
Management" Seleccion de los Datos
economicos mas Pertinentes
2 Evaluacion economica entre varias alternativas
Elaboracion de las estrategias de Mantenimiento
Caracterisiticas de Vida Util
Costo del Ciclo de Vida
Factor de Potencia
Contractos y Clientes
1 Mantenimineto y evaluacion
por diagnosis
Regulador
Seguridad Regulatoria
Obligacion y Garantia de: Disponibil idad Confiabil idad
Calidad
Precio de la Energia non suministrada
Reclamaciones Penalidades
Evaluacion de Riesgos
Prestaciones del Sistema
Desarollo del Sistema
Business Values
Escenarios con cuantificacion de ganancias / costos Asset level
Network level
Corporate level
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 6 6 6 T6889
Flujo de Informaciones y Proceso de Decisiones Inventario de los
Equipos
Mantenimiento
Diagnosis
Registro de Fallas Escenarios
Re emplazamiento
Evaluacion de la Confiabil idad
Al limite
Renovacion
Modelos de Envejecimiento
Modificacion
Igual Original
Repuestos Monitoreo
Costo de Inversion
Costo de Mantenimiento
Costo de Diagnosis
Costo de Falla
Costo de Repuestos
Costo de Reparacion
3 Proceso de Decision "Risk
Management" Seleccion de los Datos
economicos mas Pertinentes
2 Evaluacion economica entre varias alternativas
Elaboracion de las estrategias de Mantenimiento
Caracterisiticas de Vida Util
Costo del Ciclo de Vida
Factor de Potencia
Contractos y Clientes
1 Mantenimineto y evaluacion
por diagnosis
Regulador
Seguridad Regulatoria
Obligacion y Garantia de: Disponibil idad Confiabil idad
Calidad
Precio de la Energia non suministrada
Reclamaciones Penalidades
Evaluacion de Riesgos
Prestaciones del Sistema
Desarollo del Sistema
Business Values
Escenarios con cuantificacion de ganancias / costos Asset level
Network level
Corporate level
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 7 7 7 T6889
Flujo de Informaciones y Proceso de Decisiones Inventario de los
Equipos
Mantenimiento
Diagnosis
Registro de Fallas Escenarios
Re emplazamiento
Evaluacion de la Confiabil idad
Al limite
Renovacion
Modelos de Envejecimiento
Modificacion
Igual Original
Repuestos Monitoreo
Costo de Inversion
Costo de Mantenimiento
Costo de Diagnosis
Costo de Falla
Costo de Repuestos
Costo de Reparacion
3 Proceso de Decision "Risk
Management" Seleccion de los Datos
economicos mas Pertinentes
2 Evaluacion economica entre varias alternativas
Elaboracion de las estrategias de Mantenimiento
Caracterisiticas de Vida Util
Costo del Ciclo de Vida
Factor de Potencia
Contractos y Clientes
1 Mantenimineto y evaluacion
por diagnosis
Regulador
Seguridad Regulatoria
Obligacion y Garantia de: Disponibil idad Confiabil idad
Calidad
Precio de la Energia non suministrada
Reclamaciones Penalidades
Evaluacion de Riesgos
Prestaciones del Sistema
Desarollo del Sistema
Business Values
Escenarios con cuantificacion de ganancias / costos Asset level
Network level
Corporate level
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 8 8 8
•Operacion en un mercado desregulado
•Sistemas de Informacion y Communicacion
•Monitoreo
•Diagnosis prefalla
Confiabilidad del Sistema
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 9 9 9
Operacion en un mercado desregulado
Sistemas de Informacion y Communicacion
Monitoreo
Diagnosis prefalla
Confiabilidad del Sistema
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 10 10 10
“ Invertir en ‘transmisión’ no mejora la productividad de las Empresas eléctricas”
Ayer Hoy
++
=
++
Evoluciones 19972002
Generación
Consumo
Margen de Seguridad
4No obstante, estas inversiones contribuyen a la prevención de fallas mayores o al mejoramiento de los flujos de potencia
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 11 11 11
En un mercado desregulado:
•Operadores de Sistema deben explotar redes con configuraciones topográficas y operativas sumamente diferentes y variables
•Pueden aparecer inesperadas zonas de congestión y corredores saturados, lo que puede exigir soluciones de interconexión y sistemas adaptados tipo « FACTS » para agilizar la operación entre sistemas interconectados
•Se deben contemplar nuevas filosofías y reglas de operación comúnes y aceptadas por los diferentes Operadores de los sistemas interconectados
Mercado desregulado
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 12 12 12
Transmisión en larga distancia: Nelson River
4 1670 MW, ±465 kV
4 Potencia de generación hidráulica transmitida en 900 km (50% de la potencia consumida en Manitoba)
Hudson Bay
Lake Winnipeg
Limestone 1330 MW
Longspruce 980 MW
SASKAT
CHEW
AN Ne
lson River
MANITOBA
ONTARIO
Kettle 1272 MW
Winnipeg
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 13 13 13
CC +/500kV 4000MW
CA 230kV 600MW
Nelson River
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 14 14 14
Conversión de frecuencia
4Rivera HVDC (BTB)
4Interconexión de las redes de w Brazil (60 Hz) w Uruguay (50 Hz)
472.5 MW, 22 kVdc, 3300 A
Montevideo Buenos Aires
Rivera
URUGUAY
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 15 15 15
Flujos de Potencia entre regiones no sincronizadas (Respaldo mutuo y fluidez de las explotaciones
hidráulicas / térmicas)
Chandrapur 2 x 500 MW
1997 Visakhapatnam 500 MW
1998
Sasaram 500 MW 2002
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 16 16 16
Chandrapur Diagrama Unilineal
OESTE
SUR
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 17 17 17
T5445
Rectificador Sur Rectificador Oeste
Barra de HVDC
Chandrapur 2x500 MW
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 18 18 18
4 2 x 1000 MW, ±270 kV
4 Puesta en servicio: 198586 4 La conexión 2000MW representa:
w Generación adicional de 1500MW en Inglaterra
w Generación adicional de 1500MW en Francia
Sellindge
Les Mandarins
FranciaInglaterra (CrossChannel)
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 19 19 19
FranciaInglaterra
Sellindge (NGC)
El canal
Les Mandarins (EDF)
400kV
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
SVC
SVC
400kV
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 20 20 20
Subestación 400kV GIS
Filtros
SVC 2 SVC 1
Filtros
Bipolo 2 Edificio de control
Bipolo 1
Area CC Area CC
Ruta de cable
Estación de conversión de Sellindge (Inglaterra)
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 21 21 21
Estación de conversión Les Mandarins (Francia)
Filtros
Ruta de cable
Bipolo 2 Bipolo 1 Edificio de control
400kV barras
DC Area
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 22 22 22
Total SVC Rating 5.5GVAR
D C
TCR/TSC
400kV 275kV
SR
TSC (RSVC)
Configuración flexible: 60 MVar TSC (7 pasos 8.6 Mvar c/u)
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 23 23 23
T4085.ppt
RSVC Vista y Corte
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 24 24 24
T4088.ppt
Iron Acton RSVCs
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 26 26 26
HVDC
RSVC
400kV 275kV
TSC/STATCOM
Saturated Reactors
TCR/TSC
0 to +225Mvar SVC con tecnología de GTO
Subestación East Claydon
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 27 27 27 T6889
Flujo de Informaciones y Proceso de Decisiones Inventario de los
Equipos
Mantenimiento
Diagnosis
Registro de Fallas Escenarios
Re emplazamiento
Evaluacion de la Confiabil idad Al limite
Renovacion
Modelos de Envejecimiento Modificacion
Igual Original
Repuestos Monitoreo
Costo de Inversion
Costo de Mantenimiento
Costo de Diagnosis
Costo de Falla
Costo de Repuestos
Costo de Reparacion
3 Proceso de Decision "Risk
Management" Seleccion de los Datos
economicos mas Pertinentes
2 Evaluacion economica entre varias alternativas
Elaboracion de las estrategias de Mantenimiento
Caracterisiticas de Vida Util
Costo del Ciclo de Vida
Factor de Potencia
Contractos y Clientes
1 Mantenimineto y evaluacion
por diagnosis
Regulador
Seguridad Regulatoria
Obligacion y Garantia de: Disponibil idad Confiabil idad
Calidad
Precio de la Energia non suministrada
Reclamaciones Penalidades
Evaluacion de Riesgos
Prestaciones del Sistema
Desarollo del Sistema
Business Values
Escenarios con cuantificacion de ganancias / costos Asset level
Network level
Corporate level
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 28 28 28
Puerto Rico
Northeast Utilities
Pacific Gas & Electric
AESO
Hydro One
San Diego Gas & Electric
Pennsylvania Power & Light
Manitoba Hydro
Public Services of New Mexico
National Grid
New York Power Authority
Entergy
Central Maine Power
Powder River Energy
Southern Company
CenterPoint
TriState
BC Hydro Vermont Electric
SVCs STATCOMs
Situaciones conocidas de PreBlack Out
Pacificorp
American Electric Power
Aquila Networks
Dofasco
NSTAR BPA
Sharyland Utilities 150200 MUSD
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 29 29 29
America del Norte: “ cortafuegos” HVDC
BacktoBack HVDC
Sistema de transmisión de larga distancia
ERCOT
Sistema Central/Eastern
Seaboard
Sistema West Coast
Quebec
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 30 30 30
Operacion en un mercado desregulado
Sistemas de Informacion y Communicacion
Monitoreo
Diagnosis prefalla
Confiabilidad del Sistema
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 31 31 31
Automatización de la S/E: hacia un sistema integrado de Gestión de la Red
Control
Subestacion
Medición
Subestacion
Protección
Subestacion
Subestación
Red de Telecom Datos
Com
s EMS / D
MS / M
MS » Datos tiempo real
» “Fasors” » Registr o de fallas » Configuración Update » Datos de la S/E
» Ajuste de relés » Contr ol r emoto » Aislamiento » Load shedding » Ajustes adaptativos
Automatización de la S/E
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 32 32 32
Integración de Soluciones
4Aplicaciones disponibles w Control Local Volt/Var w Esquemas de reconstrucción y reestablecimiento postfalla
w Archivos de medidas de los desfasajes y análisis
w Ajuste de los sistemas de protección
w Plan de carga en tiempo real
w …
4Una gama de aplicaciones que pueden combinar e integrarse con el fin de propiciar una solución adaptada a las problemáticas de operación de la Empresa
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 33 33 33
“ Asset Management” Utilización optimizada de los Datos
SCADA/EMS HMI
SCADA/EMS HMI
Operational PI
Operational PI
SCADA Comunicación Datos operacionales Substation Operational
Data Concentrator
Substation Operational
Data Concentrator
LAN
Serial
Subestación
Cir cuit Br eaker Oper ation: Sequence of Event s
0: Fault Incept @ 2004 0926 06: 37: 12. 3828 ( 0. 0 ms) 1: Rel ay Cont rol Cont act Event @ .. . (... ms, ... cycl es ).
2: Rel ay Cont rol Cont act Ti me @ ... (... ms , . .. c ycles ). 3: Br eak er Control Ti me @ .. . (.. . ms , ... cycl es ). 4: Br eaker – Auxil iary Cont act Event @ ... (... ms , . .. c ycles ).
5: Br eaker Oper ation Ti me @ . .. ( ... ms, ... cycl es). 6: All Phases : Fault C l ear ed @ 2004 09 26 06: 37: 13. 0208 ( 638 ms , 38 cycl es).
Phase A Cl ear ed @ 2004 09 26 06: 37:13.0208 ( 638 ms, 38 cycles ). Phase B Cl ear ed @ 2004 0926 06: 37: 13.0208 ( 638 ms, 38 cyc les) .
Phase C Cl ear ed @ 2004 09 26 06: 37:13.0208 ( 638 ms, 38 cycles ).
Maxi mu m t i me dur ati on bet ween when t he firs t phas e of a br eaker clears a f ault to when a subsequence phase cl ears a f ault
Maxi mu m t i me dur ati on bet ween when f ault c ur rent i s c lear ed t o when f ault cur rent appears on any phas e suggesti ng br eaker r es tri king
Maxi mu m t i me dur ati on f ro m t he inc epti on of the f ault t o relay cont rol c ont act event Maxi mu m t i me dur ati on f ro m t he rel ay cont rol c ont act ti me t o t he breaker c ontac t ti me Maxi mu m t i me dur ati on f ro m t he rel ay cont rol c ont act ti me t o when f ault was cl ear ed
Maxi mu m t i me inter val fr om the incept ion of t he f aul t t o when t he f ault was c leared on all phas es
A nal ysi s : Accu mul at ed Los s of L if e I 2 T Phase A: ? ? J Phase B: ? ? J Phas e C: ?. ? J All Phas es: ? ? J
Faul t : Exceeded F irst Level of I 2 T
Phase C I 2 T: ? ? J, Ti me 200409 26 06:37: 48. 5487
All Phas es I 2 T: ? ? J , Ti me 2004 09 26 06: 37: 47. 9386
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cont act I 2 T
Phase A: ? ? J Phase B: ? ? J Phas e C: ?. ? J All Phas es: ? ? J
<cal cul at ed >
Fa ul t
<mea sur ed> R el a y
C o nt r ol C onta ct E ve nt
<calc ul at ed> R el a y
C o nt r ol C onta ct Ti me
<calc ul at ed> Br e ak er Co nt a ct Ti me
<mea sur ed> Br e ak er A ux il i ar y C o nt a ct
<me asur ed >
F aul t Cl e are d
MEN: Rel ay Contr ol
C ontact Adj ustme nt
user defi ned: Br eaker Energi ze
D urati on
< me as ured > Br ea ker
O pe r at i o n Ti me
B r ea ker co nt act durat i on C onta c t I 2T (j oul es )
To ta l br eaker operati on dur a ti on (s ec )
To ta l o per ati on d urati on: (s ec)
I 2 T ( j oul es)
To t al r elay operati on durati on (s ec )
Análisis Automatizada, Injformes y advertencias
Datos Comunes Visualización
Red o Modem Non Operational Non Operational
eterraanálisis eterraanálisis E xpe rt
Sy s te m
P ro c edu ra l
r eas o ning
N e ura l
N etw o rk s
F uz z y
Log ic
Analy sis Engine
Analysis Scrip t
Smart Object L ibrary
Repor t Generator Report, chart, or action
Data Via API
Datos non operacionales
Non Operacional Non Operacional
eterraanalisis eterraanalisis E xpe rt Sy s te m
P ro c edu ra l r eas o ning
N e ura l N etw o rk s
F uz z y Log ic
O PE N D ata bas e A P I
Analy sis Engine
Analysis Script
Smart Object L ibrary
Report Generator Report, chart, or action
Data Via API
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 34 34 34
Soluciones avanzadas de Control de S/E
Plataforma Plataforma central : central : análisis análisis y y archivado archivado
EMS/SCADA EMS/SCADA
Comunicaciones (cumple FERC)
Substation Substation Data Data
Manager Manager
Serial gateway
» Seguridad de comunicaciones
Gestión Gestión de de Falla Falla
Asset Mgmt Asset Mgmt
GIS GIS
DMS DMS otro otro
All Utility Departments All Utility Departments » Integración de Datos » Analisis » Advertencia » Informe » Visualización » Accesos controlados
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 35 35 35
Sistema de Monitoreo Integrado en el DCS
02/06/99 Bay 1 Bay 2 Bay …n
Supervision PC (Backup de archivos)
Supervisión remota HMI HMI
Internet Datos & alarmas
Switched or dedicated telephone line (all supervision functions)
Monitoring bus (Interbus S)
Alarms & Interlocks
Alarms & Interlocks
Alarms & Interlocks
Ethernet switch HMI Substation monitoring computer
(archival storage) W
Bay computer
Bay computer
Bay computer
Industr ial PC with embeded
WEB server
sensor s
CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU
sensor s sensor s
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 36 36 36
Operacion en un mercado desregulado
Sistemas de Informacion y Communicacion
Monitoreo
Diagnosis prefalla
Confiabilidad del Sistema
37
AIS Software
Web access
SCADA System
Red de Cameras Infrarojo
Monitoreo de Capacidad Dinamica de las Lineas de Transmision
473ºF! Monitoreo local
Control Centre
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 38 38 38
Monitoreo de Transformadores para O y M
4 Envejecimiento y Sobrecarga (IEC 60354) 4 Enfriamiento
w Oil temp vs. load vs. ambient w Harmonic/dc offset impact w Oil temperatures differential of cooler w Cooling efficiency and thermal model w Status of fans (On/off)
4 Bushings w Oil pressure w Leakage cur rent w Power factor
4 Reserva de aceite w Oil level w Absolute level and trend w Humidity
4 Cambiador de Tap w Contact wear w Accumulated contact I2T w Tap motor monitor ing w Inrush and operating cur rent w Differential oil temperature w Main tank and tap oil differential
4 Bobinados w Gas en Aceite w Humedad
w Descargas parciales w Identificacion de Hot Spot w Harmonicos y DC offset
Bushing monitor Fans Hydran Serveron Incon (taps) Dynamic Ratings
39
Transformer Monitoreo de Transformador
Monitoreo de Transformador
Cameras de Infrarojo
Comunicaciones de Datos Internet
Comunicaciones de Datos Internet
AIS Software
Web access
SCADA System
Acceso S/E local
Centro de Control
plataforma™ browser comm scada™ ...
archivos™ schedule™ automacion™ control™ ...
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 40 40 40
Ejemplo de un Evento Diagnóstico y Reenergización mas rápida
de un Transformador
4 Relé diferencial pone el transformador fuera de servicio
4 Falla causada por una descarga atmosférica
4 Corriente de falla lado segundario 4 Corriente de falla lado primario
4 Generación de gas en el transformador
4 Conclusión : falla de un pararrayo 4 Valor del Evento – Seis horas
ahorradas para reenergizar el transfo w Ahorros en el $$k per evento
w Mejora el index de confiabilidad
Low Side Current
High Side Current
Fault Current
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 41 41 41
Analisis de Ondas: prediccion de Falla
4 Inusuales Ondas de Voltage: precursor de una falla de Pararayo, o de Aislamiento
4 Resonancia (Energizacion de Capacitores)
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 42 42 42
Informe de las fallas / analisis de las causas
Outage List
Outage Summary
Figure 1. Outage Historical Report
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 43 43 43
Conclusiones
4DATOS: muy abundantes en el T&D e IT asset
4Datos y riesgos Operacionales Financieros ($) y Fisicos (MW) pueden ser reducidos o controlados por:
w Gerencia efectiva de largas cantitades de datos operacionales y nonoperacionales
w Capacidad de extraer y procesar instantaneamente datos confiables
w Control de Equipos y Sistemas por flujos de Informaciones: FACTS, SVC
w Mantenimiento preventivo por sistemas de monitoreo avanzado
w Informaciones pertinentes para agilizar el proceso de decision de los Operadores
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 44 44 44 T6889
Flujo de Informaciones y Proceso de Decisiones Inventario de los
Equipos
Mantenimiento
Diagnosis
Registro de Fallas Escenarios
Re emplazamiento
Evaluacion de la Confiabil idad Al limite
Renovacion
Modelos de Envejecimiento Modificacion
Igual Original
Repuestos Monitoreo
Costo de Inversion
Costo de Mantenimiento
Costo de Diagnosis
Costo de Falla
Costo de Repuestos
Costo de Reparacion
3 Proceso de Decision "Risk
Management" Seleccion de los Datos
economicos mas Pertinentes
2 Evaluacion economica entre varias alternativas
Elaboracion de las estrategias de Mantenimiento
Caracterisiticas de Vida Util
Costo del Ciclo de Vida
Factor de Potencia
Contractos y Clientes
1 Mantenimineto y evaluacion
por diagnosis
Regulador
Seguridad Regulatoria
Obligacion y Garantia de: Disponibil idad Confiabil idad
Calidad
Precio de la Energia non suministrada
Reclamaciones Penalidades
Evaluacion de Riesgos
Prestaciones del Sistema
Desarollo del Sistema
Business Values
Escenarios con cuantificacion de ganancias / costos Asset level
Network level
Corporate level
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 45 45 45
Operacion en un mercado desregulado
Sistemas de Informacion y Communicacion
Monitoreo
Diagnosis prefalla
Confiabilidad del Sistema
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 46 46 46
Predictibilidad
4Hacia una predictibilidad de las fallas eléctricas?
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 47 47 47
Problemática 4Caso de una serie de eventos ‘dramáticos’ : Falla de Agosto de 2003, EEUU
Largo Sistemas de Transmisión de Energia: que métodos? Que tipo de análisis?
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 49 49 49
Plan de la Falla en Italia (2003)
SLOVENIA SLOVENIA SLOVENIA
SWITZERLAND SWITZERLAND SWITZERLAND
FRANCE FRANCE FRANCE
AUSTRIA AUSTRIA AUSTRIA
Rondissone Villarodin
Venaus
Gorduno
Airolo
Ponte
Pallanzeno
Moerel Riddes
Avise Valpelline
Camporosso Le BrocCarros
Soazza
*Bulciago Musignano
Lavorgo
Sondrio
Robbia
Mese
Lienz
Soverzene
Redipuglia Divaca
Padriciano
7
1 2
3
Mettlen Sils
56
8
4 3.1
Separación del Sistema Europeo
Planais
3.2
380 kV Mettlen – Lavorgo Falla Hipótesis del origen de la falla: contacto con árboles
Confiabilidad de los Sistemas – CIGRE Chile – Noviembre 2005 Pag. 50 50 50
Frequenza 28 9 2003
47,50
45,500
46,000
46,500
47,000
47,500
48,000
48,500
49,000
49,500
50,000
50,500
03:24:00
03:24:07
03:24:14
03:24:21
03:24:28
03:24:35
03:24:42
03:24:49
03:24:56
03:25:03
03:25:10
03:25:17
03:25:24
03:25:31
03:25:38
03:25:45
03:25:52
03:25:59
03:26:06
03:26:13
03:26:20
03:26:27
03:26:34
03:26:41
03:26:48
03:26:55
03:27:02
03:27:09
03:27:16
03:27:23
03:27:30
03:27:37
03:27:44
03:27:51
03:27:58
ora
Hz
SoazzaSils Outage Separación con
el sistema europeo
Perdida de generación ~1.700 MW
Pérdida de 21 de las 50 unidades principales: ~3.700 MW
Load shedding (EAC) equivalente a ~600 MW c/u (–0,1 Hz) pérdida de control de la frecuencia ; total ~7.000 MW
Automatic pumping shedding
Umbral crítico de Frecuencia
Blackout definitivo
3:25 3:28 ~2,5 minutos
FREQUENCIA (Roma)
Perdida de Control del Sistema: colapso de la frecuencia y propagación a nivel nacional de la falla en menos de 3 minutos
Plan de la Falla en Italia (2003)
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Tipos de Modelos
4Análisis dinámico : wSistema largo o global: complejidad del modelo mallado / modelo eléctrico « simplificado » wSistema largo, modelo mallado y modelo eléctrico detallados wSistema local, modelo mallado simplificado y modelo eléctrico avanzado
Cargas variables f(t)
Discontinuidades Elementos de conversión de Voltaje (Subestaciones)
Dependencia espacial Líneas de Transmisión Gestión ν : efecto global Generadores ν Gestión Q : efecto local, Gestión V Dinámica de los Flujos : P(i , j, t) y Q(i, j, t) Identificación de los flujos P : potencia activa, Q : potencia reactiva (V, I, Z) leyes de Kirchhoff Sistema topológico mallado (i , j)
Resolucion Datos
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Trabajos EE.UU. 4Análisis de Ian Dobson (Universidad de Wisconsin, USA) : Análisis estadísticos, series temporales y factor de Hurst (datos del NERC, eventos ocuridos desde 1984) :
l El sistema funciona cerca de sus límites operacionales
l Ausencia de perturbaciones de tipo periódico
l Se confirma la existencia de una persistencia (correlación de largo plazo): no es un proceso aleatorio
Importancia del Evento Factor de Hurst Número de Fallas ~ 0.5 (Non correlado)
Energía no distribuida (MWh) ~ 0.7 Potencia perdida (MW) ~ 0.6
Número de Consumidores afectados ~ 0.8 Duración de la falla > 0.6
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Modelo : Criticidad AutoOrganizada
Analogía entre la dinámica del montículo de arena y la dinámica de la red eléctrica
Red eléctrica Variables Montículo de Arena
Carga Condiciones estatales Perfil del gradiente
Consumo Fuerza de excitación Adición de Arena
Respuesta al Blackout Fuerza de relajación Campo de Gravedad
Límite de los flujos Eventos Caída de Arena
Falla de líneas Cascada Avalancha
Unos sistemas cerca de sus condiciones límites pueden evolucionar espontáneamente hacia una condición crítica –sin causa externa Modelo del montículo de arena :
Dos dinámicas:
una lenta: añadido progresivo de arena
una rápida: avalancha de arena.
Oscilaciones entre dos perfiles de pendientes distintos
Fenómeno de atud para volver a condiciones de mayor estabilidad:
Sistema Crítico AutoOrganizado (CAO)
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Sistemas críticos autoorganizados
Dinámica rápida : « blackout » :
Un « blackout » es un fenómeno de relajación natural de una red eléctrica.
Es la repuesta a una dinámica lenta de una red eléctrica operando cerca
de sus limites de estabilidad
Se debe identificar la existencia y la ubicación de « Puntos Críticos » a partir de
los cuales se puede propagar el proceso de ruptura
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Ejemplo MAAC
n (id. del evento)
Tiempo Eventos entre 1984 y hoy
Eventos mayores
Deceleraciones
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Student 1 re décélération
Student
Déterminacion del Tc
Student max
Ejemplo MAAC
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4Se necesitan mas FACTS w Maximizan las eficiencias de las estructuras existentes w Reducen las incidencias de posibles fallas w Mejoran la confiabilidad del sistema w Adaptados a la integración de las energías disribuidas
4Se deben apreciar las performancias de tramos de corriente continua w Subdivisión de las Regiones w Eficaz cortafuego del tipo Backtoback w Transmisión de energía eólica
4Se requieren sistemas de protección autoadaptativos 4Se necesitan infraestructuras robustas de IT y de
comunicación w Sensores, sistemas de medidas, monitoreo y control w Automatización de los sistemas de control centralizados w Sistemas de diagnóstico y de decisión
Conclusiones
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MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN
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