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MICROREDES E INTEGRACION CON LA GENERACION DISTRIBUIDA CON RECURSOS ENERGETICOS RENOVABLES-RER
Ing. Miguel Reátegui JunchayaE-mail : [email protected]
INTRODUCCION
• La creciente preocupación global por energíaslimpias y sostenibles impulsa iniciativas quepromueven el uso de Energías Renovables ERintegradas a las redes eléctricas.
• La capacidad de generación eléctrica en elPerú en base a ER experimentó un aumentoanual en 2018, con un estimado de1.273GWde potencia instalada para ser inyectada a lared.
• Estas nuevas condiciones de operación de las redes eléctricasPeruanas con una gradual presencia de ER nos planteandesafíos y retos para superar algunos de los efectos de suimplementación de este tipo de energías, como:
Diversas fuentes de energía, calidad de suministro, generadores
distribuidos, estabilidad de la red, sincronismo, armónicos, flujos de
energía, protección, coordinación, transitorios, tele gestión, etc.
• Entonces, los cambios importantes que tendrán las redeseléctricas en los próximos años con el fin de integrar estasfuentes de generación distribuida a las instalacionesexistentes serán motivo de un desarrollo y evolución delsistema eléctrico en nuestro país.
Con el propósito de enfrentar los desafíos introducidos por la gradual penetración de las ER en el Perú y la generación distribuida reglamentada, tenemos que ampliar nuestro esquema tradicional de la red – donde el generador, transmisión, distribuidor y consumidor son fácilmente identificables – pasar a un esquema de una RED INTELIGENTE, donde los consumidores también se comportan como generadores.La tendencia de esta nueva red es convertirse en más distribuida, lo que implica que el consumo y/o generación no pueden considerarse como las únicas funciones de un nodo en la red. Esta evolución de la red eléctrica es clave para tener éxito en la integración masiva de ER para un futuro próximo.
RED ELECTRICA INTELIGENTE
• La necesidad actual de evolución del sistema eléctrico Peruano obliga la presencia de micro redes como elementos básicos de una nueva red inteligente.
• La definición de red inteligente es un poco difusa aún, por ejemplo la visión estadounidense de las redes inteligentes incorpora políticas de seguridad nacional, mercados competitivos, tecnologías de información, superconductores, almacenamiento de energía, equipos de electrónica de potencia, regulaciones medioambientales, entre otros.
• Para la Unión Europea en cambio las redes inteligentes aportan accesibilidad, confiabilidad, flexibilidad y diversificación de la matriz energética, con su consecuente reducción de costos y riesgo.
• Por otro lado, la Agencia Internacional de Energía declara las redes inteligentes como esenciales para el desarrollo económico, seguridad del sistema eléctrico e inserción de energías renovables, que permitirán mitigar el cambio climático y otros efectos medioambientales.
RED ELECTRICA INTELIGENTE
CARACTERISTICASA diferencia de las redes eléctricas tradicionales las redes inteligentes comprenden al sistema de generación, transmisión, distribución, sistemas de almacenamiento y a los usuarios o consumidores.
• Incorpora tecnología digital que permite un flujo de información y control bidireccional entre generadores y consumidores reduciéndose los costos de generación y transmisión, mejorando al mismo tiempo la eficiencia y la confiabilidad. Por otra parte las redes inteligentes favorecen la integración de sistemas de energías renovables y de almacenamiento.
CARACTERISTICAS
CARACTERISTICASEste control flexible permite a la micro red presentarse al sistema eléctrico como una unidad controlable que abastece las necesidades locales con fiabilidad y seguridad
Contadores de Energía-Bi direccionalidad-Capacidad de tele gestión
Contadores de Energía (Se ve la consola)-Baja tensión-Centros de transformación.-Media tensión
NODOS ELECTRICOS Y CONTROL DE FLUJOS
Elementos claves para el estudio de los efectos eléctricos sobre la red y análisis de flujos
COMUNICACIONESModelo conceptual de referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI, Open System Interconnection)
ISO
CONTROL DE UNA MICRORED
CONTROL DE UNA MICRORED-DEMANDA-GENERACION-PERDIDAS-ALGORITMOS DE FLUJO-ALGORITMOS DE CONEXIÓN Y DESCONEXIÓN, etc.
RED INTELIGENTELa Microred contiene generadores distribuidos, elementos de almacenamiento de energía y cargas de consumo dispersas, que pueden operar aisladas o conectadas a la red pública. Este enfoque permite efectivamente integrar ER distribuidas con la red principal, mejorando su estabilidad.
Esquema técnico rurala aplicarse en Perú
Realidad Peruana• Estado de nuestras redes
• Sistemas autónomos ER y redes rurales con limitaciones.
MICROREDPara ayudar a estabilizar el sistema eléctrico las micro redes pueden entregar la energía a la red principal (Generación Distribuida) o a cargas locales (autoconsumo), dependiendo de su modo de operación, lo que permite proveer de una manera confiable y flexible soluciones para los desafíos de las redes inteligentes modernas.
Generación distribuida
Autoconsumo
MICROREDUna micro red es una componente de la red inteligente la cual forma parte de la red de distribución pudiendo a su vez autoabastecerse y funcionar de forma independiente.
TeledataGeneración.
-Alta y Media tensión SEIN-PROBLEMA –Baja tensión
Potrero de la Palmita en el estado de Nayarit, pueblo huichol.
Fotografía: Banco Mundial-Mexico
Sistema Solar Fotovoltaico CentralizadoMicrored en AC.
Elementos técnicos de una microredSistemas Centralizados
Elementos básicos:
-Topología eléctrica.
-Topología de comunicaciones.
-Topología de Control y coordinación.
Generador híbridoSolar- Diesel
Plantas solares fotovoltaicas
Generador híbridoSolar-Picoturbina
Generador híbridoSolar-Gas
Generador a GasPluspetrol-500KW
Demanda:-Iluminación.-Refrigeradora.-Televisión.-Radio AM/FM
PROPUESTA DE MICROREDELECTRICA
Generadores Biomasa
SEA 126 Km.
UCD Engineering and Materials Science Centre – Dublin – 21st January 2014
Ley de corriente de Kirchhoff a+b+c+d=e+f
Ley de voltaje de Kirchhoff a+f+e+d+c+b=0
Leyes de Maxwell(3rd and 4th)
Bajo la hipótesis de cuasi-estacionalidad, uno puede derivar de las leyes de
Maxwell (3 ° y 4 °) las leyes de Kirchhoff de voltaje y corriente que son la
base de la teoría de circuito agrupado en una Microred.
Ley de Faraday Ley de Ampere g.
Modelo electrónico de un generador renovable no convencional
Nivel de Convertidor Filtros
Equivalenteconversión CD-CA Pasivos
a CD de red
Generador híbridoSolar- Diesel
Plantas solares fotovoltaicas
Generador híbridoSolar-Picoturbina
Generador híbridoSolar-Gas
Generador a GasPluspetrol-500KW
Demanda:-Iluminación.-Refrigeradora.-Televisión.-Radio AM/FM
PROPUESTA DE MICROREDELECTRICAMEGANTONI 2019-2025
Generadores Biomasa
Longitud de RED126 KmDemanda actual400MW
MATLAB-SIMULINK
Modelo de Gestión, Análisis y Optimización Energética en una Micro red
Simulink Onramp
MATLAB Onramp
Smart Residential Load Simulator
Modelo de Gestión, Análisisy Optimización Energética en una
Micro red
Sistemas centralizados
Fallas y su propagación en una Microred
. líneas de distribución, cargas, generadores y sistemas de almacenamiento.
. Micro-red (MG) va a funcionar tanto conectada a la red como en modo de isla, los modos de falla existentes son diferentes y deben ser estudiados a profundidad para poder obtener una simulación adecuada de la propagación de falla en los mismos.
Las líneas y cables son los elementos de interconexión entre generadores y cargas y que forman la Micro-red (MG) unificada. Las líneas pueden ser aéreas o subterràneas.
• Ambos tipos de línea están sujetas a fallas mecánicas y a eventos naturales que pueden provocar fallas como cortocircuitos, sobrecargas, fallas de equipamientos. Las causas más comunes de los eventos de falla incluyen descargas atmosféricas, contacto con árboles o animales, fallas humanas y de operación, falta de mantenimiento, etc.
• Las fallas más comunes son cortocircuitos línea a tierra, línea-línea, línea-línea a tierra y trifásicos. Todos ellos implican la conexión accidental en un único punto de una o varias líneas, lo que provoca reducciones del voltaje e incrementos significativos de la corriente circulante. Otro efecto es el disparo de las protecciones de los circuitos, inclusive en puntos lejanos al de ocurrencia de la falla.
Fallas y su propagación en una Microred-Lìneas y Cables
• Las fallas asociadas a los mòdulos FV son de las celdas FV, mòdulosde conversión y de diodos bypass. Las fallas de celda se originan por degradación de los materiales o falta de mantenimiento y de limpieza. Las celdas pueden generar circuitos abiertos o cortocircuitos, así como puntos calientes debido a la corrosión o un estrés mecánico, así como también por efectos naturales.
• Las fallas de los módulos FV pueden darse por defectos de fabricación estrés mecánico, quebraduras de cristal, perdida de resistencia y otros asociados. Los efectos asociados a estas fallas incluyen circuitos abiertos y cortocircuitos. Por otro lado, las fallas de diodos de derivación ocurren por sobrecalentamiento, que origina una pérdida gradual de la potencia de salida de los paneles solares. Las consecuencias mayores son distorsiones de las ondas de corriente y de tensión en todo el circuito de la Micro-red.
Fallas y su propagación en una Microred - Mòdulos Fotovoltaicos
• Es importante mencionar que los sistemas de control al igual que los sistemas de adquisición de datos también están sujetos a fallas, esto es crítico ya que los lazos de realimentación con el equipo que controla el sistema en falla pueden dar lugar a sistemas sobrecargados, e incluso por encima de sus características nominales, el origen de las fallas puede ser por fallas en las comunicaciones, perdida de señal, de un canal de comunicación, una mala operación del controlador o una combinación de tales causas.
• Esto puede causar que la frecuencia de la Micro-red se desbalancea y no se encuentre dentro de la banda aceptable de operación. Otro sistema que está sujeto a fallas es el que lleva a cabo el control de las máquinas de generación, donde puede ocurrir una apertura o cierre inadecuado de los interruptores de conexión a la Micro-red, las fallas en este caso son las siguientes:– Cortocircuito de vinculo DC a tierra. – Cortocircuito de banco de capacitores
DC. – Circuito abierto en interruptor de conexión. – Cortocircuito en interruptor. – Cortocircuito bifásico en terminales de conexión de la máquina. – Cortocircuito de línea a tierra de terminal de conexión de máquina
Fallas y su propagación en una Microred -Sistemas de Control
• Son aquellos elementos que aprovechan la energía del viento para generar electricidad. Sus fallas están asociadas a defectos de varias sub elementos, incluyendo la caja de cambios y cojinetes, los sistemas de control eléctricos y electrónicos, del generador eléctrico y fallas de rotores, aspas y elementos hidráulicos. Las fallas más comunes son las de cojinetes y cajas de cambios, se deben a la corrosión y a defectos mecánicos que dan lugar a la pérdida de eficiencia.
• Las fallas en el generador son causadas por defectos de cojinetes, estator, rotor lo que conlleva la existencia de ondas armónicas destructivas, reducción en la eficiencia, un decremento del torque promedio y excesivas pérdidas calóricos de los devanados. Las fallas de los elementos semiconductores son el origen de problemas en los elementos electrónicos de control. Estas fallas ocurren debido a circuitos abiertos y a cortocircuitos, así como fallas en circuitos de disparo.
• Así mismo, la corrosión y estrés mecánico que ocurren debido a causas naturales como congelamiento, descargas atmosféricas y otros. Esto implica que las aspas tengas asperezas y malformaciones, así como cambios de rigidez y reducciones de la eficiencia. Las fallas de los elementos hidráulicos de control se pueden deber a pérdidas de fluido o a contaminación por aire de tubos y cañerías por fugas. Esto implica fallas de piezas mecánicas como aspas y cojinetes. Todos estos problemas originan cambios en formas de onda de corriente y voltaje para toda la MG .
Fallas y su propagación en una Microred - Turbinas Eòlicas
• En una Micro-red también existen generadores convencionales que están sujetos a falla, y normalmente son elementos de respaldo para mantener la operación del sistema y el abastecimiento de la demanda. Este tipo de generador está sujeto a fugas de combustible, fallas en cojinetes y agrietamiento de piezas mecánicas por ejemplo cigüeñales. Normalmente se originan por la corrosión y defectos de fabricación, así como por falta de mantenimiento. El principal efecto de los problemas mencionados es la inhabilidad de rotación de la máquina. Las fugas de combustible llevan a pérdidas de eficiencia de la combustión.
• Por otro lado, al igual que en los generadores de un sistema eólico, el generador está sujeto a fallas de cojinetes, rotor, estator y devanados; debidas a efectos eléctricos como circuitos abiertos y cortos, así como efectos mecánicos como pérdida de la excentricidad. Los efectos incluyen sobrecalentamiento, desbalances de voltaje y corriente, cambios de formas de onda de voltaje y corriente y cambios en los flujos circulantes, afectando a la Microred(MG) en general.
Fallas y su propagación en una Microred -Generadores convencionales
• Las Micro-redes (MG) tienen diversos sensores, pero los más importantes son aquellas que se encargan de la medición de voltaje y corriente, debido a que son aquellos que permiten un seguimiento óptimo del equilibrio entre potencia generada y consumida, un desbalance en este sentido puede causar la existencia de importantes señales transitorias. Los sensores son transformadores de potencial (PT) y transformadores de corriente (CT). Los errores de esta clase de transformadores normalmente se miden en función de error de magnitud, error de fase y error de armónicos. Estos serán los modos de falla de los sensores principales de la red .
• Existen modos de fallas de sensores y de actuadores que no son posibles de evadir, y que pueden ser originadas por diversos agentes, tanto internos como externos. Tales fallas pueden provocar grandes cambios en la estructura y el rendimiento de toda la red. La propagación de fallas a sistemas de actuación y de mediciòn complica el panorama ya que se requiere de un sistema robusto que pueda detectar ambos modos de falla, lo que se agrava si el sistema de control está sometido a un ataque externo.
• Los modos de falla que se pueden presentar en un sensor son: -Salida sesgada: es decir que el sensor muestra una medición que no muestra todo el espectro de medición, sin poder alcanzar niveles mínimos de medición, que pueden ser los necesarios para detectar un fallo superior. -Salida fija: Aquella en la que el sensor entra en estado en que muestra uno o dos estados, también conocido como todo o nada, y se lo considera una falla abrupta. Sensor sin salida: Es aquel estado en que en la salida no existe una señal, puede ocurrir por falta de señal de alimentación al sistema de censado, ausencia de la señal de entrada e inclusive una falla general del sensor.
Fallas y su propagación en una Microred -Sensores y Actuadores
• La operación normal de una Micro-red (MG) es seriamente amenazada por ciberataques informáticos que afectan la infraestructura de comunicación entre sensores, actuadores y sistemas de monitoreo. La ocurrencia de estos eventos se debe a atacantes que emplean técnicas como negación de servicio (DoS), ataques randómicos y ataques de inyección de datos falsos [28].
• Las consecuencias de estos ataques pueden ser similares o peores a fallas en los componentes físicos del sistema, debido a la importancia de un sistema inteligente ciber físico (CPS) en la MG. El riesgo es mayor si el control tiene inteligencia embebida.
• En estos sistemas los componentes virtuales y físicos deben trabajan en una estrecha coordinación que provee mejores capacidades y estabilidad al sistema debido a la existencia de comunicaciones de dos vías entre los componentes físicos (sensores y actuadores) y el sistema de control [28].
• Una forma de estimar la existencia de falla o ataque consiste en la comparación de los valores medidos y los valores que se estiman y son esperados, si el error es muy grande puede ser una señal de la existencia de fallas o ataques, sin embargo, si el atacante conoce ciertos parámetros del sistema podría superar este control. Un ataque cibernético se caracteriza por cambios en las magnitudes de corriente, voltaje o de fase, los modos de falla típicos son [28]: Ataque DoS: Esta es una forma de ataque en la que el atacante hace que uno o varios componentes del sistema de control no sean accesibles. El ataque se puede causar si se bloquean los canales de comunicación, también llenando de paquetes a la red o evitando que los equipos soporten la transferencia de datos. Los ataques se pueden dar en datos de sensadoy datos de control.
• Ataque randómico: Este ataque normalmente es ejecutado de tal forma que el sistema central no lo pueda identificar, y consiste en la manipulación de las lecturas de los elementos de sensado. Los ataques se pueden presentar en cualquier instante de tiempo t, y pueden ser de larga duración o de una ínfima duración. Ataque bajo alteraciones de lectura de sensor acotadas (ABSRA): En este caso los datos son manipulados de tal forma que el operador o los encargados de monitoreo de la red crean que existe alguna falla y ejecuten alguna acción para contrarrestar tal malfuncionamiento provocando un fallo aún mayor en la Micro-red (MG). Así mismo puede ocurrir que el atacante lleve al sistema a un estado indeseable mientras envía datos de operación segura al supervisor [29].
• Ataque de inyección de datos falsos: En este caso el atacante conoce ciertos parámetros de funcionamiento de la Micro-red (MG) incluyendo la ganancia y otras magnitudes clave, de esta forma puede controlar a un cierto subsistema de
Fallas y su propagación en una Microred -Ciberataques
Localizaciòn de fallas
• El problema de localización de fallas en Micro-redes eléctricas no es un problema sencillo. A lo largo de la historia muchos investigadores realizaron importantes aportes en el área mencionada, la literatura se concentra en los sistemas de transmisión donde debido a las características de las líneas, la posibilidad de ejecución de mediciones y colocación de nuevo equipamiento, permiten localizar la zona de falla con una alta precisión.
• Por otro lado, la localización de fallas en sistemas de distribución de Micro-redes es más compleja debido a las características topológicas del sistema, las características de las cargas, el desbalance del sistema y la carga; también la conexión/desconexión de la GD que provoca un mayor índice de fallas y dificulta considerablemente la localización de eventos anómalos.
Propagaciòn de fallas
• Propagación de fallas La propagación de fallas ocurre debido a las interdependencias, una característica típica de cualquier sistema eléctrico. La propagación de fallas debe ser predicha, de tal forma de poder anticiparla o de encontrar los puntos críticos que podrían provocar una propagación que implique que la confiabilidad de toda la red esté comprometida.
• Para ello es fundamental reseñar los modelos que se emplean para modelar el comportamiento de la propagación de fallas, así también de las técnicas involucradas para el análisis del estado siguiente que tendrá un sistema en el tiempo incluyendo los procesos de Markov y las matrices de transición involucradas.
• Para el análisis de las fallas se puede considerar la MG como un árbol en el cual como se muestra en la Figura 3 existen interdependencias, notando dependencias físicas y lógicas que provocan la propagación de una falla. La red conectada y el sistema de líneas son fundamentales porque permiten la conexión de cargas y generadores entre sí.
• La ubicación de fallas es un uso importante entre lo que podemos utilizar para la realización de las Micro-redes (MG). Los datos recopilados de varios componentes, subsistemas y efectos, podrían utilizarse para enfoques inteligentes a la localización de fallas en sistemas de una Micro-red.
SISTEMAS HIBRIDOS
• Tecnologia básica por la cual se iniciaría la transición a redes mas complejas e inteligentes en Perú.
• Proceso de convertir nuestra red actual en una red inteligente es muy largo.
• Tenemos un marco de demanda insatisfecha en la zona rural.
Por donde iniciamos Proyectos
Centralizados?
Piura
Amazonas
Lambayeque
Cajamarca
La Libertad
Ancash Huánuco
Ucayali
Pasco
Región
de Lima Junín
El Callao Madre de Dios
Lima
Huancavelica Cusco
Ica Ayacucho
Apurímac
53
.Mercado Eléctrico Peruano se encuentran en un proceso de transición:Energías renovables, Eficiencia Energética, Generación distribuida y Smart Grid.
• En Generación distribuida se justifica la transición de las tarifas FiT al net metering, porhaber alcanzado el Grid Parity. (Orioli, A. et al; 2015)
• Estudios más recientes evalúan en Chile el incentivo del net billing en los usuarios yrecomiendan que se debe estimar adecuadamente los beneficios de la venta de energía.(Tania Varas et al. y Watts D. et al.; 2016)
• Caso de Peru: DL.1221, Indica que los usuarios podrán conectar sistemas de generaciónrenovable no convencional a las redes de distribución.
• ¿Tendrá beneficios económicos el usuario residencial por la venta de energía?
Descripción de la Realidad- Problemática en Perú
¿De qué manera impacta el mecanismo net metering y net billing para generacióndistribuida, en los beneficios económicos por la integración de sistemas fotovoltaicos porel usuario residencial BT5B?
Formulación del Problema
55Elaboración propia
Publicaciones: Mecanismos de incentivo en Generación Distribuida Fotovoltaica
Paper Año MecanismoModelo de
Demanda
Modelo de Oferta
FV
Metodología e
indicadores
Comello S. et al 2017 Net metering ---- Data metereologica LCOE, VPN
Varas T et al. 2016Autoconsumo, net
metering, net billingMediciones Data metereologica
Autoconsumo (%) y
VPN
Pyrgou, A et al. 2016 FIT ----Estimación anual de
irradiaciónVPN
Dutta, S et al. 2016 net metering ----Estimación anual de
irradiaciónP/B
Darghouth, N.et al. 2016 Net metering MedicionesEstimación anual de
irradiaciónAhorro en facturación
Watts, D.et al. 2015Net metering, Net
billing---- Data metereologica P/B, LCOE
Dufo-Lopez et al. 2015Net metering, Net
billingMediciones
Estimación anual de
irradiaciónVPN, LCOE
Orioli, A. et al. 2015 FIT, net metering MedicionesEstimación anual de
irradiaciónVPN, LCOE, P/B
Eid C et al. 2014 Net metering ---- ----
Autoconsumo (%) y
Ahorro de Energia
(kWh)
Cai, D. W. et al. 2013 Net metering MedicionesEstimación anual de
irradiación
Penetración (%), Tarifa
Final
Yamamoto Y. 2012FiT, net metering, net
purchase/sale---- ---- Modelo microeconómico
20/11/2019 56
• Mecanismos de incentivo/promoción de generación eléctrica renovable
Mercado Mecanismo Características
Mayorista Subastas
Procesos competitivos de contratación de suministro eléctrico. Permite revelar
precios reales de generación renovable.
Se licita capacidad (MW), energía (MWh) o ambos. De acuerdo a características
de cada mercado
Mayorista y generación
distribuidaFiT
Provee seguridad de contrato a largo plazo: Rentabilidad
Se vende todo el volumen de energía generado al precio definido por contrato,
el cual está por encima del mercado.
Generación distribuida Net metering
Balance a nivel físico. Se compensa los excedentes inyectados a la red, al valor
de la tarifa minorista.
Esquema sencillo de administrar mediante medidor bidireccional.
Generación distribuida AutoconsumoProducción que es consumida en tiempo real, no se contabiliza ni se factura. No
existe compensación por excedentes
Generación distribuida Net billingBalance a nivel económico. Venta de energía a un precio menor al valor de la
tarifa. Requiere un medidor que registre flujos de energía por separado.
Mayorista y generación
distribuida
Subsidios de
capital
Subvenciones financieras directas destinadas a hacer frente a la barrera del
costo inicial, en forma parcial o total del sistema.
Mayorista y generación
distribuida
Estándares de
cartera renovable
(RPS)
Requisito obligatorio a las distribuidoras de electricidad, de suministrar
electricidad a partir de energías renovables.
Generación distribuida
Requisitos de
construcción
sostenible
Requisitos en los nuevos edificios (residenciales y comerciales) para el
aprovechamiento de energías renovables y eficiencia energética.
Reglamento de la Ley de generación Distribuida en Perù
Ley N°28832 señala que los propietarios de la GD
.Pueden vender los excedentes de energia al mercado spot, asignada a los generadores que tienen las transferencias mas grandes.
.Pueden emplear el sistema de distribución, a la vez que pagan sus costos incrementales.
Decreto LEY N° 1221 dispone que:
.los propietarios de GD renovable no convencionales pueden injectar la energía que excede a sus necesidades al sistema de distribución, sujeto a las reglas del Ministerio de Energía y Minas.
.El MINEM esta autorizado para adoptar reglas para GD a fin de abordar la capacidad máxima, de seguridad y regulaciones…………
REGLAMENTO DE GD
MGD MCGD
10MW
0.2MW
-MCGD Propone el modelo NET Metering-200KW
.Puede usar la Red de Distribución sin costo.
.Relación de pariedad 1:1
Faltaría analizar la rentabilidad en cada lugar del Perú.
Technical Details
– Major Projects brochure | 12
Almacenamiento en conteiner integrando baterías, inversores,
rectificadores y control de la microred.
Stage: Plant 1 and 2 Commissioned
Regular testing with Terna and the Authority for
Electricity (AEEGSI).
Grid Support System
Storage: 2MW/2MWhLi-ion titanate chemistry
Power Conversion System:
2MWFull Virtual Inertia DROOP Control Technology
Master ControllerPool Algorithms & Black Start Function
Smart MV Switchgear
Reduction: 337 tons/year
Terna Storage Lab – Plant 2 and 3 Italy
Storage Lab will not only support the safe management of the electricity
grid, but also host activities to develop Smart Grid applications. Italian
and foreign universities and research centers will be part of such
challenging activities. EPS has played an important role in this Terna
project, acting in partnership with Toshiba, and successfully completing
the commissioning and testing phases in March 2016 on two sites:
Codrongianos (Sardinia, Italy) and Ciminna (Sicily, Italy). Plant 2 and 3
of the project consist of the installation of two Energy Storage System
valued 1MW/1MWh each.
| Customer | Final User
– Major Projects brochure | 5
Almacenamiento en conteiner integrando baterías, inversores,
rectificadores y control de la microred.
Stage: Phase 1 - Commissioned
Extension under construction
Microgrid features
PV: 1MWp
Wind: 750kW
Storage: 1MW/1.8MWhALA + Li-ion chemistry
DG: 3.2MVA
Power Conversion System: 1MWFull Virtual Inertia DROOP Control Technology
Master ControllerPool Algorithms & Black Start Function
Connected Users: 50,000+ people
Reduction: 600 tons/year
Electricity Bill reduction: 17%
5.9 MW cutting-edge wind and solar microgrid Somalia
The Hybrid Power Plant awarded by NECSOM (National Electric
Corporation of Somalia) involves the engineering, supply and installation
of a renewable and storage turnkey solution that allows the reduction of
diesel consumption by more than 2,000 litres per day, and reduces the
electricity bills by 17%. The Hybrid Power Plant serves a 3.5MW load,
and is currently under extension with 750kW of wind energy, covering
with renewables and storage more than 25% of the energy need of
Garowe and then saving more than 1.1million liters of fuel.
Located in North-East of Somalia, the town is the administrative capital
of the autonomous Puntland region and a fast-growing city, which has
also evolved into a local media and cultural hub.
| Customer
– Major Projects brochure | 9
Almacenamiento en conteiner integrando baterías, inversores,
rectificadores y control de la microred.
Stage: FAT completed, commissioning
planned
Microgrid features
PV: 3MWp
Wind: 2MW
Storage: 1MW/0.5MWhLi-ion titanate chemistry
DG: 6MVA
Power Conversion System: 1MWFull Virtual Inertia DROOP Control Technology
Master ControllerPool Algorithms & Black Start Function
Connected Users: 1,600 people
Reduction: 54 tons/year
Diesel reduction: 70%/year
12 MW microgrid powering an entire mining site Australia
Many remote Australian communities rely on diesel generators,
expensive to run and vulnerable to the volatility of fuel prices. Prior to the
installation of the Hybrid Power Plant, this mining town in South Australia
was entirely relying on diesel generation. The Hybrid Power Plant, whose
construction has started in September 2016, will provide the mining site
and its below-ground residences, with approximately 70% renewable
energy over the 20-year life of the project.
The Hybrid Power Plant realized by EPS for Toshiba, sired to the
Coober Pedy Renewable Hybrid Power Project, realised by Energy
Developments (EDL) in the context of 900 MW of power generation
capacity managed between Australia, the US and Europe, is a concrete
example of distributed competitive generation of off-grid microgrids.
| Customer | Final User
– Major Projects brochure | 8
Almacenamiento en conteiner integrando baterías, inversores,
rectificadores y control de la microred.
Stage: CommissionedRegular testing with Terna and the Authority for
Electricity (AEEGSI).
Grid Support System
Storage: 1MW/2MWhDurathon
Power Conversion System: 1MWFull Virtual Inertia DROOP Control Technology
Master ControllerPool Algorithms & Black Start Function
Smart MV Switchgear
Reduction: 337 tons/year
Terna Storage Lab – Plant 1 Italy
Approved by the Ministry of Economic Development (MiSE) in the
context of the 2012 Defence Plan, the power intensive project of Terna
will increase the security of the electrical systems in the country’s
major islands by installing 40 MW of energy storage. The first Phase
of the project, called “Storage Lab”, is currently under development
and consists in the installation of two multi-technology plants (using
various storage technologies and 8 different commercial products)
that will supply a total of 16 MW, divided between Sicily and Sardinia.
EPS has played an important role in this Terna project, acting as a
systems provider for General Electric, which successfully completed the
commissioning and testing phases in March 2016.
| Customer | Final User
– Major Projects brochure | 4
Almacenamiento en conteiner integrando baterías, inversores,
rectificadores y control de la microred.
Technical Details
Balance of Plant (BoP) Container
Power-to-Power (P2P Container)
Oxygen Storage (O2 Container)
Hydrogen Storage (H2 Container)
CAPEX REdUCTION dIESEL FREE, PLUG & PLAy OVERCOME dIESEL EFFICIENCy SEAMLESS ISLANdEd MOdE
Higher Efficiency and
CAPEX reduction:
battery and H 2 Storage
are charged directly by
DC Link with PV.
Only one bidirectional
Inverter for the entire
system.
Hydrogen as “green
fuel”, generating pure
water as waste product.
Plug and Play
containerized solution,
ready to scale-up
power in case of
demand increase.
Hybrid Storage
configuration with an
high-efficiency Li-ion
battery to maximize the
daily energy turnaround
and P2P hydrogen
system to provide long-
duration capacity.
Seamless transition from
grid connection to
islanded mode. Meet
the challenge for robust
power supply, gaining
control of the power
needs on a “local” level.
– Major Projects brochure | 14
Almacenamiento en conteiner integrando baterías, inversores,
rectificadores y control de la microred.
Belgian InternationalAntarctic research
stationAntarctica
BU involved
and contactsENGIE Lab – Magali Gontier
ENGIE Lab(s)
and contactsLaborelec
Partner(s)IPF (International Polar
Fondation) & Schneider Electric
Description and objectives
Key facts
Constructed 2008-2010 - running for five years in extreme conditions. Belgian International Antarctic
research station, a “hotel“ of more than 1500 m² hosting more than 40 people doingresearch.
Zero emission with renewable (Wind & PV) RES-E, battery storage and water purification (close circuit).
Designed to work in extreme conditions with high level of reliability and +25 Years lifetime. Participation
of Laborelec during design, realization, commissioning, O&M. The Demand Power Management System
© has been patented by Laborelec.
Photo / Illustration Technologies
Entities and contacts
Location
Clients
Other:
(add any other
technology
involved)
StatusStart date: 2008
End date: 2010
Budget
Status and budget
EMS GRID STORAGE PV
GASEVTHERMALWIND
DIGITAL
< 100 k€> 100 k€
< 1 M€> 1 M€
TRL: 9
BtoC BtoB BtoT
20/11/2019 69
Conclusiones
1. Se presenta los mecanismos de incentivo net metering y net billing, para generacióndistribuida del usuario residencial BT5B e industrial como los mecanismos mas compatiblescon el Perú.
2. Los mecanismos Net metering y Net billing, el principal parámetro variable es ladisminución constante del costo de tecnología.
3. La evaluación del Grid Parity, demuestra que la tecnología fotovoltaica es competitiva paralos usuarios residenciales de consumo de electricidad mayor a 100 kWh/mes, los cualestienen una tarifa mayor a 0.15 US$/kWh; por lo que el mecanismo net metering,incentivaría la integración de SFV en generación distribuida. Usuarios de consumo menor a100 kWh/mes, no alcanzarían el Grid parity completa antes del 2020.
4. El diseño del mecanismo net metering, establece el precio de energía inyectada equivalenteal valor de la tarifa minorista. El diseño del mecanismo net billing, establece el precio deenergía inyectada menor al valor de la tarifa minorista y próximo al precio de energíamayorista
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Conclusiones
5. Bajo el mecanismo net metering el usuario residencial de consumo de electricidad mayor a100 kWh/mes, tendrá el suficiente incentivo económico para convertirse en prosumer, es decir,con un costo de kWinversión actual de 2210 US$/p, la instalación de SFV tendrán un PayBackmenor a 7 años, y a un costos de inversión de 1800 US$/kWp, un PayBack cercano a 5.5 años
6. Bajo el mecanismo net metering, el sistema fotovoltaico óptimo económico para el usuarioresidencial, se dimensiona para cubrir el 100% de su consumo en un balance anual; a su vez el60% de la producción de electricidad fotovoltaica será inyectada a las redes de distribución.
7. Bajo el mecanismo net billing diseñado con un factor de venta del 49% de la tarifa final ycostos de tecnología de 2210 US$/kWp, los usuarios residenciales tendrán el incentivo deinstalar sistemas fotovoltaicos dimensionados para cubrir hasta el 30% de su consumo en unbalance anual; Esto resulta además en la reducción de la energía inyectada a la red a valorescercanos al 10% de la producción total. Considerando el costo de inversión de 1800 US$/kWp,los usuarios residenciales tendrán el incentivo de instalar sistemas fotovoltaicos dimensionadospara cubrir hasta el 45% de su consumo; Esto resulta además de que la energía inyectada a lared sea menor al 20% de la producción total.
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Conclusiones
8. Bajo el mecanismo net billing, dimensionar sistemas fotovoltaicos con mayores niveles deinyección a la red indicados en la conclusión [7], no representa beneficios al usuario residencial.Es decir, este mecanismo incentiva al no sobredimensionamiento de los sistemas fotovoltaicos.
9. Para el distribuidor de electricidad bajo el net metering, la electricidad inyectada a la red porel prosumer se valoriza al mismo valor de la tarifa final, por lo que le resulta más costoso que laelectricidad proveniente del mercado mayorista. Debido a esta situación, con penetraciones degeneración distribuida equivalente al 10% del consumo total del mercado, el Distribuidorexperimentará la reducción en 3.5% de su facturación total.
10. Para el distribuidor de electricidad bajo el net billing diseñado con un factor de venta del49% de la tarifa final, la energía inyectada a la red por el prosumer se valoriza al mismo valor delprecio de energía mayorista. Por lo que le resultará sostenible la inyección de energía a la redpor los prosumer y podrá redistribuir la energía fotovoltaica en el mercado.
Conclusiones para el Perú
• Los mecanismos et billing y net metering no responden a un grid parity equilibrado y real, es difícil pensar que se invierta en una potencia pico para poder injectar en el primer caso hasta un 30% y en segundo caso hasta 40% de la potencia instalada a un precio de poriedad diferente a 1.
• Como ejemplo: USA opera con una relación 1:1, Chile 1:0.7 y esta estudiando un mecanismo diferente a los tradicionales para que los mecanismos sean mas sostenibles.
• Las experiencias de países en Latinoamerica dan cuenta que ningún mecanismo de incentivos calza sobre la realidad de los mercados eléctricos y sistemas de tarifas, por ello como primera conclusión de este mecanismo de generación distribuida es que el AUTOCONSUMO se convierte en lo mas practico, equilibrado y rentable para los usuarios.
• PARA QUE NECESITARIAMOS LA LEY DE GENERACION DISTRIBUIDA si podemos generar para un autoconsumo. (Guías técnicas de instalación y seguridad eléctrica)
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