interconexión de generación distribuida (gd) ing. rolando ramírez bautista ingeniería, industria...
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Interconexión de Generación Distribuida
(GD)
Ing. Rolando Ramírez Bautista
Ingeniería, Industria y Energía,
S.A de C.V.
Ing. Enrique García Corona
Sistemas de Cogeneración®
Caso “México”
¿Que es la generación distribuida?
• También energía distribuida• Generadores en sitio
Tamaño menor a sistemas convencionales• Tecnologías nuevas• Energías renovables• Aplicaciones de consumidores• Posibilidades de conectarse a la red de
distribución
Center for the Advance ofEnergy Market (CAEM)
• Un sistema que comprende generación localizado cerca del cliente, posiblemente con almacenamiento de energía, administración de energía y cogeneración; potencialmente integrado a la red eléctrica para proporcionar múltiples beneficios en ambos lados del medidor
Aplicaciones
• Energía de Calidad-Premium• Standby• Peak shaving• Energía de menor costo• Cogeneración• Energía continua 99.999
Beneficios
• Mayor confiabilidad
• Soluciones según consumidor
• En algunos casos, mejor calidad
• Cogeneración, eficiencia, peak shaving
• Instalaciones remotas
• Beneficios ambientales
Independiente
Motor recip. respaldoPeak sheving
Fabricante de chips
Celda de Combustible Calidad
Turbina de CombustiónCalor de proceso
Celdas fotovoltaicas
y de combustible
Localización aislada
Turbina de gas y soporte de la Red
EstaciónReceptora
Estación Central
Hospital
Subestación
Residencia
Planta Química
MÉXICO:
Energías renovables
• Energía eólica y solar• Hidráulicas:
– Volumen autorizado por la CNA o el almacenamiento, sea menor al volumen para operar en horas punta de la región al Q max. de diseño.
Montos de inversión
MicroturbinaMicroturbina
TurbinaTurbina
Motor de combustión interna.Motor de combustión interna.
Motor SterlingMotor Sterling
Celdas de combustibleCeldas de combustible
Celda fotovoltaicaCelda fotovoltaica
Turbina eólicaTurbina eólica
Costo de capital ($/kW)Costo de capital ($/kW)
700-1100700-1100
300-1000300-1000
300-800300-800
2,000-50,0002,000-50,000
3,500-10,0003,500-10,000
4,500-6,0004,500-6,000
800-3,500800-3,500
Mantenimiento RequeridoMantenimiento Requerido
Horas de Operación Horas de Operación Costo (¢/kWh) Costo (¢/kWh)
MicroturbinaMicroturbina 5,000-8,0005,000-8,000 0.5-1.6 (estimado) 0.5-1.6 (estimado)
TurbinaTurbina 4,000-8,000 4,000-8,000 0.4-0.5 0.4-0.5
Motor de combustiónMotor de combustión 750-1,000: aceite y filtro 750-1,000: aceite y filtro 0.7-1.5 (gas natural) 0.7-1.5 (gas natural)internainterna 8,000: rec. de Cabeza 0.5-1.0 (diesel) 8,000: rec. de Cabeza 0.5-1.0 (diesel)
16,000: rec. Bloque 16,000: rec. Bloque
Cel. de CombustibleCel. de Combustible Chequeo anual del Sistema 0.5-1.0 (estimado) Chequeo anual del Sistema 0.5-1.0 (estimado) Chequeo anual del Reformador Chequeo anual del Reformador
40,000: remp. celdas40,000: remp. celdas
Celda fotovoltaicaCelda fotovoltaica Mantenimiento semestral Mantenimiento semestral 1% de inversión anual 1% de inversión anual
Turbina eólicaTurbina eólica Mantenimiento semestral Mantenimiento semestral 1.5-2% inversión anual 1.5-2% inversión anual
Impulsores de la GD
• Regulación• Energías alternativas• Calidad• Instalaciones remotas• Menores emisiones contaminantes al medio
ambiente• Diversidad de fuentes de suministro• Independencia y precio
Obstáculos técnicos
• Tecnología perturbadora • Tecnologías en comercialización. I&D• Inversión, O&M mayores• Competencia entre tecnologías• Compite con la generación convencional• Normas de interconexión
Barreras a la GD
• Regulación– Permisos y ubicación– Impacto ambiental– Costos hundidos.
• Interconexión– Falta de normalización– Seguridad y confiabilidad– Equipos de interconexión
Interconexión
• Afectación a circuitos eléctricos– Capacidad de flujo activo y reactivo– Corto circuito– Frecuencias armónicas– Variaciones de voltaje, parpadeos– Seguridad
• Medición de aportación a la red• Supervisión del comportamiento.
Respuesta a la Demanda
• Respuesta a la carga– Control directo de la
carga– Corte parcial o
selectivo– Corte total de la carga
• Respuesta al Precio– Tarifa a precio real– Precios dinámicos– Según demanda
coincidente– Tarifa horario– Demanda a subasta– Recompra de
demanda
Confiabilidad
• Suministrador desarrolla tecnologías • Redundancia• Generación de respaldo• Generación en sitio• Solución a parámetros nocivos
Respuesta a la Interconexión
• Trato similar a generación convencional– Estudios– Cuotas– Permisos– Trámites
Conclusiones del CAEM
• El Gobierno Federal debe tener programas
de promoción de los recursos de energía
distribuida, ya que las políticas actuales, la
regulación y las prácticas de negocio
bloquean su desarrollo
Estados Unidos
• FERC emite NOPR(Notice of Proposed Rulemaking) Interconnection of Electric Generation, en octubre 01.
• Fast Track para pequeños generadores• Oposición de TOU, DISCO, CRE y grupos de
interés.• FERC emite sin cambios NOPR,
abril 02.
Proceso normal
• Solicitud en lista de espera • Estudios exhaustivos, eléctricos y
económicos• Larga duración y costoso • Requerimientos técnicos:
– Características del generador,– Interruptores, etc.
Senate Energy Bill
• US CHP Association, logra que el Senado incluya en la Nueva Ley, que CHP, tenga el derecho a vender excedentes y a contratar respaldo, 0402
• Sin afectación por cambios regulatorios.
Naruc, junio 02
• Naruc, modelo de contrato y procedimiento
• “Interconexión de GD” Fast Track
• Cada comisión reguladora estatal es responsable de:– Definir capacidad y tipo de GD– Tipo de interconexión– Trámites y tiempo
Institute of Electrical & Electronic Engineers. IEEE
• Grupo de Trabajo en 1999
• Draft en 2000
• Participan:– Empresas eléctricas, fabricantes, DER,
Laboratorios, Universidades, Técnicos– Fondos del DOE
• Norma en revisión
California
• La CPUC emite orden para instituir norma de conexión de DER, oct. 99
• Energy Commission, FOCUS, nov. 99
• Reuniones de interesados
• CPUC emite Rule 21, dic. 01
• Las empresas eléctricas publican reglas de interconexión
California
• Vigente norma de interconexión GD• Capacidad de 1 MW• Fast Track en trámite• Fondo de $US125 M por año:
– Comercio e Industria, menor consumo– EE en problemas de reserva.– Energía Limpia
California & Fabricante
• Logró que la CPUC, aumentara a 1.5 MW el límite de G. D.
• Herramienta: Modelo GPB15X, 1.4 MW, con catalizador XONON, 3 ppm NOX !!!
• Tecnología de vanguardia rompe las barreras reguladoras.
• Eficiencia económica
Sistema secundario en Red
Califica para interconexión simplificada
Califica para interconexión con requisitos
adicionales
El generador proporciona
programa y costo para estudio de interconexión
Exporta energía
Equipo certificado
Cap. agregada menor que 15% de carga pico
Voltaje de arranque adecuado
kVA 11 o menor
Cumple con condiciones de corto circuito
Cumple con configuración de línea
si
si
no
no
no
no
no
si no
La Revisión adicional determina
los requisitos
si
no
no
si
si
si
no
si
si
RevisiónAdicional
Solicitud
Red PrimariaDe Distribución
Potencia > KW
Excedentes >15% Max.Dem
Contrato deInterconexiónSimplificado
C.I.S. pagoAportaciones
Contrato Normal De
Interconexión
Se requiereConstrucción
C.N.I. PorDefinir Fecha
Estudio de
Factibilidad
E impacto
A la Red
Si
Si
Si
Si
No
No
No
No
Si
No
Requiere Construcción
Transferencia, no sincronismoOperación de Transferencia
Posición normalPosición durante la
falla de la empresa pública
Energía a las cargas
Energía del equipo de generación distribuida
De la empresa pública
Energía a las cargas
Energía del equipo de generación distribuida
De la empresa pública
Transferencia parcial
De la empresa pública
Cargas no transferibles
Cargas Transferibles
Tablero Principal
SubtableroInterruptor
de Transferencia
Medidor
Dispositivo de Respaldo
Situación en México
• No existe generación distribuida• Sin norma de interconexión. NOM• CFE, regiones de transmisión• No existen incentivos para la GD• No hay planes o programas de promoción• No hay fabricantes nacionales• Sin normalización de equipos• Incluir a minihidráulicas • Mínimas instalaciones interconectadas
Conclusiones
• Mucho trabajo por realizar• Reuniones de trabajo• Especificaciones normalizadas• NOM de equipos y mecanismos• Difusión, capacitación• Fabricación• Planes gubernamentales• Participación en Congreso