Incremento de la
Seguridad
de los sistemas eléctricos
mediante el uso de tecnologías de simulación en tiempo
real RTS: Real Time Simulation
Alfredo De La Quintana G.
Director CONECTA S.A.
CONGRESO BIENAL INTERNACIONAL
Noviembre 2015
CONSECUENCIAS (
de falta o deficiencias de la simulación
)
.- ¿qué es un sistema?
.- ¿por qué estudiar un sistema?
.- ¿como estudiar un sistema?
.- ¿qué es un Modelo?
.- ¿qué tipos de modelos?
El cambio de movimiento de un cuerpo es proporcional a la fuerza ejecutada sobre él. Newton.
¿por qué desarrollamos Modelos y ejecutamos
Simulaciones?...principalmente por reducción de
costos……
.- Requerimientos: Análisis de Trade-off
.- Pruebas: Aumento pruebas – Reducción de prototipos
.- Entrenamiento: Reducción de accidentes
.- Operación: Anticipar problemas
Nieuport-Delage ND-52 (1930) Pesado, poco maniobrable, lento
Calificaciones:
.- Entender el plan de pruebas
.- Ejecutar las pruebas exactamente de acuerdo al plan de vuelo
.- Documentar cuidadosamente los resultados de cada prueba
.- Saber y entender como se comporta el avión
.- Resolver problemas rápidamente durante las pruebas
.- Ejecutar muchas tareas en forma simultánea
Eugene Lefebvre, piloto de pruebas, el primero en morir en un accidente mientras probaba un avión en 1909.
Costos
USA, Agosto de 2003
PAIS DURACION AFECTADOS COSTOS
Canada, Ago 2003 1 a 4 días > 50 millones US$ 4,5 a 8,2 billones California 200-‐2001 Un año (rotaBvos) > 1.5 millones App. US$ 40 billones
en costos adicionales de energia
Japon 2011 6 semanas > 45 millones
Europa 2006 2 horas App 15 millones
Italia/Suiza 2003 1 a 19 horas App 56 millones €1.182 millones
¿QUÉ ES TIEMPO REAL?
¿QUÉ ES TIEMPO REAL?
¿QUÉ ES TIEMPO REAL?
SIMULACION DE SISTEMAS ELECTRICOS EN
TIEMPO REAL
EVOLUCION DE TECNOLOGIAS PARA
SIMULACION EN TIEMPO REAL
SIMULACION DE SISTEMAS ELECTRICOS EN
TIEMPO REAL
PLATAFORMA DE SIMULACION DE SISTEMAS
ELECTRICOS EN TIEMPO REAL
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Acción
AutomáBca Proceso de decisión Entrada
Sistema Eléctrico Real
Perturbación
Respuestas del SistemaEventos del Sistema Variables Eléctricas
Detección directa
SIPS – WAM – Protecciones – Equipos primarios (FACTS-‐SVC-‐STATCOM) -‐ ERNC
Sistema Eléctrico Simulado
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Señales de voltaje y corriente de baja magnitud
Señales amplificadas a niveles de secundarios
de TC y TP Señales de voltaje y
corriente de baja magnitud
Señales de trip y análogas
Plataforma de Pruebas y
Computador Amplificadores de Voltaje y Corriente Protección SIPS Esquema de
Interconexión de Plataforma de Pruebas y SIPS
ARQUITECTURA DE PRUEBAS TIPICA DE RTS´S
Power Amplifiers Real Time Simulator
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Modelar Simular Archivo Inyectar Registrar Analizar Resultados
Repetición Manual, Off-line
Modelar Simular Verificar Resultados
Repetición Automática, On-line
AYER - HOY
RTS
EQUIPO O SISTEMA227 394 23 14 12 55
CASOS DE RTS EN SISTEMAS ELECTRICOS
NR-ELECTRIC
7.500 Voltajes (Analog Inputs)
CASOS DE RTS EN SISTEMAS ELECTRICOS
HYDRO-QUEBEC
.- Red muy compleja .- Red modelada con exactitud. .- Pruebas de integración de HVDC, SVC, PSS, AVR y protecciones. .- Desarrollo e implementación de Esquemas de Protección. .- Evaluación y pruebas de integración de ERNC .- Entrenamiento de Operadores.
CASOS DE RTS EN SISTEMAS ELECTRICOS
ENTERGY
.- Mejorar la confiabilidad y seguridad del sistema eléctrico
.- Simulación con líneas de Tx compensadas capacitivamente.
.- Simulación y análisis de centenares de escenarios de contingencia .- Estudios y análisis de Coordinación de Protecciones
.- Diseño y evaluación de esquemas de protección
.- Pruebas exhaustivas de equipos y sistemas de control y protección antes de su incorporación al sistema eléctrico.
.- Areas: Arkansas, Louisiana, Mississippi, New Orleans, Texas .- Generación: 22 GW
CASOS DE RTS EN SISTEMAS ELECTRICOS
SOUTHERN CALIFORNIA EDISON
.- Mejorar la confiabilidad, seguridad y eficiencia del sistema eléctrico. .- Evaluación de sistemas de control y protección de área amplia.
.- Operación simulada simultánea de esquema de protección C-RAS .- Evaluación de tecnologías de Smart Grid
.- Integración de Renovables
CASOS DE RTS EN SISTEMAS ELECTRICOS
.- Equipo base en el laboratorio de Smart Grid de PG&E
.- Evaluación de PMU´s y PDC´s
.- Diseño y evaluación de WAMPAC .- Diseño, evaluación y pruebas de esquemas de protección SIPS.
.- Pruebas en líneas con compensación serie.
.- Análisis de contingencias
CASOS DE RTS EN SISTEMAS ELECTRICOS
.- Equipo base del laboratorio de pruebas. .- Evaluación de PMU´s y PDC´s
.- Evaluación de Equipos de Protección .- Diseño, evaluación y pruebas de
esquemas EDAC por subfrecuencia.
.- Estudios de Integración de Renovables y análisis de contingencias.
.- Desarrollo de Modelos de Generadores y Cargas
.- Diseño, evaluación y pruebas de
esquemas de protección SIPS para Planes de Defensa contra contingencias
extremas.
.- Análisis de contingencias
CONCLUSIONES
.- Deberíamos tener una normativa que defina los criterios de diseño,
actualización y mantenimiento de sistemas de misión crítica.
.- Los modelos que utilizamos deben ser validados para todos los
regímenes de operación.
.- La tecnología WAM (Wide Area Monitoring) basada en sincrofasores
se usa extensivamente para la determinación de modelos. Urge
desarrollarla en nuestro sistema eléctrico.
.- El valor de una simulación es proporcional al grado de fidelidad del
modelo con respecto al sistema real y en relación a las preguntas que
buscamos responder.
CONCLUSIONES