GENERACIÓN DISTRIBUIDA
Unidad de Planeación Minero Energética - UPME Subdirección de Energía Eléctrica Agosto 2017
F-DI-04
Aspectos generales - Definición Unidad de Planeación Minero Energética
Ley 1715 Decre MME 2469
Res CREG 212 Res CREG 116
Aspectos excedentes de energía Respuesta a la demanda
Res MME 2492 Res CREG 011
Incentivos Fuentes no convencional es de Energía
Decre MME 2143
Res UPME 045 Res UPME
Autogenera ción pequeña escala
Res CERG 024 Autogenera ción Gran escala
Res UPME 281
Eficiencia energética
Res MME 41012 Res MME Decre 41286 MME 348 Res MME 40259
Aspectos generales - Definición
Unidad de Planeación Minero Energética
Generación distribuida (GD) Es la producción de energía eléctrica, cerca de los centros de consumo, conectada a un Sistema de Distribución Local (SDL). La capacidad de Ia generación distribuida se definirá en función de la capacidad del sistema en donde se va a conectar, según los términos del código de conexión y las demás disposiciones que la CREG defina para tal fin .
Aspectos generales Unidad de Planeación Minero Energética
–
generales
Consideraciones
Algunas definiciones •
Han surgido muchos términos para describir diferentes tipos de generación y almacenamiento de energía distribuidos. Normalmente se reconocen los siguientes términos: Generación distribuida Generación embebida
Energía descentralizada
DER Generación
Energía distribuida
en sitio
Generación dispersa
DER: son tecnologías de generación de energía a pequeña escala (por lo general en el rango de 1 kW a 10,000 kW), utilizadas como una alternativa o mejora del sistema de energía eléctrica tradicional. Hace referencia a generación distribuida y tecnologías de almacenamiento, agregando el manejo del lado de la demanda (Demand-Side Management – DSM).
Aspectos generales
Unidad de Planeación Minero Energética
generales
–
Consideraciones
Ley 1715 Conexión SDL
Aspectos excedentes de energía Respuesta a la demanda
Incentivos Fuentes no convencional es de Energía
Eficiencia energética
Autogenera ción pequeña escala
Autogenera ción Gran escala
Aspectos generales
Unidad de Planeación Minero Energética
Coordinaci ón SIN
Atención de la demand a
Calidad y continui dad
Eficienci a económi ca
–
generales
Adaptab ilidad
Consideraciones Adaptabilidad. Los Planes de Expansión deberán incorporar los avances de la ciencia y de la tecnología que aporten mayor calidad y eficiencia en la prestación del servicio al menor costo económico
Flexibilid ad
Normas y permiso s
Viabilida d Ambient al
· Flexibilidad del Plan de Expansión. El Plan de Expansión de un OR, en su ejecución, puede experimentar modificaciones. El OR podrá incluir obras no previstas y excluir aquellas que por la dinámica de la demanda, puedan ser pospuestas o eliminadas del Plan inicialmente aprobado por la UPME.
Aspectos generales Unidad de Planeación Minero Energética
generales
–
Consideraciones
Tecnologías o fuentes de GD Convencionales
• Generación Renovables
• Almacenamiento
• Motores reciprocantes (diesel) • Motores de combustión interna (gas) • Aplicaciones de cogeneración • Microturbinas de gas
• Biomasa • Energía de los mares • Geotermia • Energía solar (fotovoltaica, concentración) • Turbinas eólicas • Celdas de combustible • Pequeñas centrales hidroeléctricas • “Waste to energy”
• Baterías • Volantes de inercia • Bobinas superconductoras • “Vehicle to grid”
Aspectos generales
Unidad de Planeación Minero Energética
Generación distribuida
generales
Prosumers
Eficiencia energéticas
–
Consideraciones
Respuesta demanda
Aspectos generales - Recursos Unidad de Planeación Minero Energética
Solar
Geotérmico
Recursos
PCH´s http://www.mendozapost.com/nota/20633/ http://itongadol.com/noticias/val/74704/atlas-de-recursos-eolicos-en-israel-.html
http://cubic33group.com/mexico/que-son-y-como-funcionan-los-paneles-solares-fotovoltaicos/
Eólico
Aspectos generales – Áreas de Recurso Unidad de Planeación Minero Energética
Recursos:
GUAJIRA
ATLANTICO
MAGDALENA CESAR
CARIBE PANAMA
VENEZUELA
SUCRE CORDOBA
ANTIOQUIA ANTIOQUIA CHOCO
BOLIVAR
NORTE SANTANDER
SANTANDER
CHOCO
ARAUCA
NORDESTE
BOYACÁ RISARALDA
CALDAS
CASANARE CUNDINAMARCA
QUINDIO
VALLE
TOLIMA
COLOMBIA META
ORIENTAL HUILA
CAUCA
SUROCCIDENTAL NARIÑO CAQUETA PUTUMAYO
ECUADOR
GUAVIARE
Recurso Solar Recurso Eólico Recurso Carbón Recurso mare motriz
Aspectos generales – Áreas de Recurso Unidad de Planeación Minero Energética
Recursos: GUAJIRA
ATLANTICO
MAGDALENA CESAR
CARIBE PANAMA
VENEZUELA
SUCRE CORDOBA
ANTIOQUIA ANTIOQUIA CHOCO
BOLIVAR
NORTE SANTANDER
SANTANDER
CHOCO
ARAUCA
NORDESTE
BOYACÁ RISARALDA
CALDAS
CASANARE CUNDINAMARCA
QUINDIO
VALLE
TOLIMA
COLOMBIA META
ORIENTAL HUILA
CAUCA
SUROCCIDENTAL NARIÑO CAQUETA PUTUMAYO
ECUADOR
GUAVIARE
Recurso Solar Recurso Eólico Recurso Carbón Recurso Gas Recurso Hidríco
Aspectos generales – Áreas de Recurso Unidad de Planeación Minero Energética
Recursos: GUAJIRA
Recurso Solar Recurso Hidríco Recurso mare motriz
ATLANTICO
MAGDALENA CESAR
CARIBE PANAMA
VENEZUELA
SUCRE CORDOBA
ANTIOQUIA ANTIOQUIA CHOCO
BOLIVAR
NORTE SANTANDER
SANTANDER
CHOCO
ARAUCA
NORDESTE
BOYACÁ RISARALDA
CALDAS
CASANARE CUNDINAMARCA
QUINDIO
VALLE
TOLIMA
COLOMBIA META
ORIENTAL HUILA
CAUCA
SUROCCIDENTAL NARIÑO CAQUETA PUTUMAYO
ECUADOR
GUAVIARE
Aspectos generales – Áreas de Recurso Unidad de Planeación Minero Energética
Recursos:
GUAJIRA
ATLANTICO
MAGDALENA CESAR
CARIBE PANAMA
VENEZUELA
SUCRE CORDOBA
ANTIOQUIA ANTIOQUIA CHOCO
BOLIVAR
NORTE SANTANDER
SANTANDER
CHOCO
ARAUCA
NORDESTE
BOYACÁ RISARALDA
CALDAS
CASANARE CUNDINAMARCA
QUINDIO
VALLE
TOLIMA
COLOMBIA META
ORIENTAL HUILA
CAUCA
SUROCCIDENTAL NARIÑO CAQUETA PUTUMAYO
ECUADOR
GUAVIARE
Recurso Solar Recurso Carbón Recurso Gas Recurso Hídrico Recurso Cogeneración
Aspectos generales – Áreas de Recurso Unidad de Planeación Minero Energética
GUAJIRA
ATLANTICO
Recursos:
MAGDALENA CESAR
CARIBE
Recurso Solar Recurso Gas Recurso Hidríco Recurso mare motriz Recurso Cogeneración
PANAMA
VENEZUELA
SUCRE CORDOBA
ANTIOQUIA ANTIOQUIA CHOCO
BOLIVAR
NORTE SANTANDER
SANTANDER
CHOCO
ARAUCA
NORDESTE
BOYACÁ RISARALDA
CALDAS
CASANARE CUNDINAMARCA
QUINDIO
VALLE
TOLIMA
COLOMBIA META
ORIENTAL HUILA
CAUCA
SUROCCIDENTAL NARIÑO CAQUETA PUTUMAYO
ECUADOR
GUAVIARE
Consideraciones en la planeación Unidad de Planeación Minero Energética
STN
STR
Distribución Nivel de tensión 3
Sistema de Transmisión Nacional
Sistema de transmisión regional(nivel de tensión 4)
Nivel de tensión 2
Nivel de tensión 1
UPME apoyo del CAPT, OR, transmisores, generadores, usuarios
OR apoyo UPME , transmisores, generadores, usuarios
OR apoyo de la UPME
Consideraciones en la planeación - Antes Unidad de Planeación Minero Energética
EXPANSIÓN DEBIDO A:
Demanda residencial, comercial, industrial Pequeña Demanda comercial, industrial, generación
Demanda comercial, industrial, Generadores, conexión de OR
NIVEL DE TENSIÓN
Distribución
Transmisión Regional
Transmisión Nacional
Consideraciones en la planeación - Antes Unidad de Planeación Minero Energética
EXPANSIÓN DEBIDO A:
Demanda residencial, comercial, industrial Pequeña, Recurso distribuido Demanda comercial, industrial, generación
Demanda comercial, industrial, Generadores, conexión de OR
NIVEL DE TENSIÓN
Distribución
Transmisión Regional
Transmisión Nacional
Consideraciones en la planeación - Efectos Unidad de Planeación Minero Energética
Reducción de demanda
Necesidades de aumentar la flexibilidad del sistema
Reducción de necesidades de despachar maquinas centrales
Cambios en los puntos de operación del los SDLs
Aplazamiento/ adelanto obras de expansión
Aumento/reducción restricciones
Consideraciones en la planeación - Efectos Unidad de Planeación Minero Energética
IMPACTO
GD
Conexión de los Recursos Distribuido s
ubicación
SDL
STR
STN
Cerca a la demanda
Disminución de demanda
Reducciones necesidades de expansión STR
Reducciones necesidades de expansión STN
Lejos de la demanda
Ajuste SDL de la Red para Evacuación
Necesidad es de Expansión STR
Necesidad es de Expansión STN
Consideraciones en la planeación – Reducción de la demanda Perfil generación - Diario Unidad de Planeación Minero Energética
Perfil de Carga - Diario
2313
2500
1716 p.u.
1500
2049
1000 500 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
1 0,85 0,7 0,55 0,4 0,25 0,1 -0,05
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Hora
Hora Región Caribe
1,200
1,000 0,800
[p.u]
Potencia [MW]
2000
Parque solar menor a 20 MW
0,600 0,400 0,200 0,000 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Hora
100%
80%
60%
40%
20%
Demanda
Consideraciones en la planeación – Flexibilidad Unidad de Planeación Minero Energética
supone la necesidad de que exista una capacidad de generación de respaldo, flexible y gestionable que pueda absorber las fluctuaciones de la generación de energía eléctrica a partir de fuentes rentables
Parque solar mayor a 100 MW 1 0,85
p.u.
0,7 0,55 0,4
2313
2500
0,25
-0,05
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Hora
Potencia [MW]
2000
0,1
1500
2049 1716
1000 500 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Hora Región Caribe
Consideraciones en la planeación – Flexibilidad Unidad de Planeación Minero Energética
http://elperiodicodelaenergia.com/california-genera-suficiente-energia-solar-para-cubrir-la-mitad-de-sus-necesidades-energeticas/
Consideraciones en la planeación – Efectos Puntos de operación Unidad de Planeación Minero Energética
Caso Base: Eólico (1282 MW) y solar (369 MW)
Escenario 100% eólico (1612 MW) y 100% solar (589 MW)
1,08
1,06 1,04
1,03
0,98
Tensión [p.u.]
Tensión [p.u.]
1,02
0,93
1 0,98 0,96 0,94
0,88 0,92 0,9
0,83 0
1000
2000
Potencia [MW]
3000
0
1000
2000
Potencia [MW]
Sabanalarga 500\SAB_B2_500
Sabanalarga 500\SAB_B2_500
Chinu 500\CHN_B1_500
Chinu 500\CHN_B1_500
Cuestecitas 500
Cuestecitas 500
3000
Consideraciones en la planeación – Efectos Puntos de Restricciones Unidad de Planeación Minero Energética
G
FLORES
TEBSA
SANTA MARTA
BARRANQUILLA
GUAJIRA
CUESTECITAS T.NORTE RIOCORDOBA
BOSQUE BOLIVAR
OCAÑA
SVC
SAN MATEO MERILÉCTRICA
CERROMATOSO
CIRA INFANTA
GUADALUPE4
SOGAMOSO
CÚCUTA
GUATAPE OCCIDENTE
Restricción área Contar con un mínimo de Unidades equivalentes en el área
MALENA NUEVA GRANADA
ORIENTE PLAYAS
PAIPA LA SIERRA
ANCON SUR
SOCHAGOTA MEDELLÍN
ANCON SUR ISA
SAN CARLOS NORTE
CHOCO G
PORVENIR ESMERALDA LA VIRGINIA
LA ENEA SAN FELIPE
PURNIO
SAN ANTONIO
BACATA
CHIVOR II
MIEL TORCA NOROESTE
LA HERMOSA
CHIVOR BALSILLAS
ARMENIA
JAGUEY
SALITRE LA MESA
CARTAGO
NUEVA ESPERANZA MIROLINDO
COROCORA
BOCHICA
SAN MARCOS LA GUACA
GUAVIO CIRCO
Cierre Anillo Sabalarga – Bolívar 500 kV 2020
El Rio 220 kV – 2020
PORCE 3 JAGUAS
GUATIGUARÁ
ENVIGADO GUAYABAL
CAÑO LIMÓN
BUCARAMANGA
PALENQUE
PRIMAVERA
LA TASAJERA
MIRAFLORES
PALOS
BARRANCA
Refuerzo Costa – Cerro Chinú Copey - 2018 BANADIA
ECOPETROL
BARBOSA BELLO
TOLEDO SAMORÉ
TERMOCENTRO
PORCE2
COROZO
TASAJERO
COMUNEROS SALTO EPM
Obras definidas
CHINÚ
MONTERÍA
URRÁ
ITUANGO
Restricción
LA LOMA
URABÁ
PANAMÁ II 230 kV
VENEZUELA
CANDELARIA
G
PANAMÁ
VALLEDUPAR
COPEY
SABANALARGA TERNERA
CARTAGENA
CUATRICENTENARIO
G
FUNDACIÓN
CARACOLI
G
TERMOCOL
QUIFA RUBIALES
Rio Córdoba 220 kV - 2016 Copey – Fundación 220 kV - 2019 Copey – Cuestecitas 500 kV - 2019
Consideraciones en la planeación – Efectos Puntos de Restricciones Unidad de Planeación Minero Energética
Entrega a la Red
Desplaza generación, mayor posibilidad de aumentar sobrecosto de operación, exigencias mínimas
Expansión adicional?
No entrega a Red
Disminuye demanda, menos requerimiento s de Unidades equivalentes
Atraso expansiones
Generación Distribuida
Consideraciones Planeación – Nivel Distribución Unidad de Planeación Minero Energética
Perfiles de tensión Desbalances y sobretensiones Aspectos de comunicación
Coordinación de protecciones
SMART GRIDs
Consideraciones Planeación – Nivel Distribución Unidad de Planeación Minero Energética
PERFIL DE TENSIÓN
Generación Distribuida
• Perfil de tensión
• Calidad de potencia • Instalación de los puntos de GD, control de tensiones
Fuente: J. Wong, Y. S. Lim, J. H. Tang, and E. Morris, “Grid-connected photovoltaic system in Malaysia: A review on voltage issues,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 29, pp. 535–545, 2014.
Consideraciones Planeación – Nivel Distribución Unidad de Planeación Minero Energética
GeneraciónYDistribuida DESBALANCES SOBRETENSIONES
• Inyección de energía eléctrica desbalanceada • Sincronización entre la red y la fuente de GD
J. Wong, Y. S. Lim, J. H. Tang, and E. Morris, “Grid-connected photovoltaic system in Malaysia: A review on voltage issues,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 29, pp. 535–545, 2014.
Unidad de Planeación Minero Energética
COORDINACIÓN DE PROTECCIONES Generación Distribuida
• Creación de falsos disparos • Aumento del nivel de falla en la red de distribución • Pérdida de sensibilidad
M. H. Aslinezhad, S. M. Sadeghzadeh, and J. Olamaei, “Over current relays protective coordination in distribution in presence of distributed generation,” Int. J. Tech. Phys. Probl. Eng., vol. 3, no. 2, pp. 40–46, 2011.
S. A. M. Javadian and M. Massaeli, “Impact of Distributed Generation on Distribution System’ s Reliability Considering Recloser-Fuse and miscoordination - A practical case study,” Indian J. Sci. Technol., vol. 4, no. 10, pp. 1279–1284, 2011.
Consideraciones Planeación – Nivel Distribución Unidad de Planeación Minero Energética
MEJORAMIENTO COMUNICACIÓN • Actualización topológicos
DE
LOS
SISTEMAS
sistemas
• Actualización SCADA
• Establecimiento de protocolos de comunicación vinculantes
K. L. Anaya and M. G. Pollitt, “Integrating distributed generation: Regulation and trends in three leading countries,” Energy Policy, vol. 85, pp. 475–486, 2015.
DE
Consideraciones Planeación – Nivel Distribución Unidad de Planeación Minero Energética
SELECCIÓN DE INTELIGENTES • Integración de fortalecimiento distribución.
GDs de
DISPOSITIVOS
conlleva al redes de
• Pueden controlar la inyección de potencias activa y reactiva y controlar el nivel de tensión. • Reduce necesidad de reforzamiento en la red y costos.
Y. P. Agalgaonkar, B. C. Pal, and R. A. Jabr, “Distribution voltage control considering the impact of PV generation on tap changers and autonomous regulators,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 29, no. 1, pp. 182–192, 2014. M. Braun et al., “Is the distribution grid ready to accept large-scale photovoltaic deployment? State of the art, progress and future prospects,” Prog. Photovoltaics Res. Appl., vol. 20, no. 6, pp. 681–697, 2011.
Expansión del Sistema – Tecnologías Consideradas Unidad de Planeación Minero Energética
FACTs
Almacenamiento, dispositivos BESS
SMART GRIDs
Tecnologías
http://blox.rmi.org/blog_2014_08_28_helping_battery_cost_declines_keep_going_and_going http://eprlab.com/statcom.html
Unidad de Planeación Minero Energética
Activos de uso de nivel IV
Generadores Demand a al STN
< 1MW
Entre 1MW y 10MW
> 10MW
UPME
Información requerida
Transportador, OR, interesado
Solicitud de conexión
Información completa? Art. 5
Inicio de trámite. Orden de llegada.
Concepto de conexión por orden de llegada
Si
1MW y < 10 MW 3/6 meses
Múltiples solicitudes? N o
Concepto de conexión asignando capacidad disponible
Si
Capacidad insuficiente ?
>10 MW
4/6/Plan expansión Define expansión
N o
Solicitud de aclaraciones
Si
Cumplimiento requisitos faltantes?
Si
Tiempos Demanda 2 meses/Plan de expansión
1 mes
N o Concepto de conexión
N o Solicitud de prórroga? N o Archivar expediente
Si
15 días
GRACIAS www.upme.gov.co @upmeoficial
Upme (Oficial)
