Comisión Nacional de Energía

Impacto de la Generación

Distribuida en los Sistemas de

DistribuciónMIGUEL ÁNGEL FIGUEROA RIVERA, Dr. Ing

- Unidad de Fiscalización y Calidad del Sector -Comisión Nacional de Energía, Honduras

Comisión Nacional de Energía 2

Contenido

Contenido1.Introducción

2.Generación Distribuida (GD)

3.Impacto GD (positivo y negativo)

6. Tareas

5. Escenario Futuro

4.GD en Honduras

Comisión Nacional de Energía 3

1. Introducción

Comisión Nacional de Energía

1- Introducción

Estructura del Sector Energético Mercado Eléctrico Nacional:

Empresa Nacional de Energía Eléctrica (ENEE), Monopolio Estatal, monopsonio, responsable de la operación, y redes de transmisión y Distribución con parte de la generación (31.1 %).

Generación privada (68.9 %), mercado de contratos (PPA) a mediano y largo plazo.

Comisión Nacional de Energía 5

Fuente: www.enee.hn

31.0%

53.7%

9.2%0.1%

6.0%

Matriz de Generación SIN (Capacidad Instalada), año 2012

HidroelectricidadTérmicoBiomasaBiogásEólico

Fuentes [ % ]Renovable 46.3Térmico 53.7

Capacidad instalada: 1699 MWDemanda ~ 1300 MWConsumo 2011: 7485 GWh/año

* 10 plantas de aprovechamiento de residuos biomásicos: ingenios azucareros (7); plantas procesadoras de aceite de palma africana (3).

1- Introducción

Comisión Nacional de Energía

Potencial Estimado de Energía Renovable

Tipo de Potencial0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

4,000

4,500

5,000

5,000

363

1,334

120

Potenciales ER

HidroeléctricoBiomasaEólicoGeotérmico

Pote

ncia

[MW

]

• Hidroeléctrico explotado 522 MW (10.5%);• Energía Eólica ~ 102 MW + ampliación 24 MW (9.4%)• Biomasa instalada ~ 91 MW (25%)

1- Introducción

Comisión Nacional de Energía 7

2. Generación Distribuida (GD)

Comisión Nacional de Energía 8

SISTEMAINTERCONECTADO

(133 kV ~ 500 kV)

RED DEDISTRIBUCIÓN

DE MT(13.2 kV ~ 33 kV)

SUBESTACIÓNAT / MT

SUBESTACIÓNAT / MT

SUBESTACIÓNMT / AT

SUBESTACIÓNMT / AT

GRANDESGENERADORES

GENERACIÓNDISTRIBUIDA

GENERACIÓNDISTRIBUIDA

2- Generación Distribuida

La nueva estructura de los sistemas de potencia

Comisión Nacional de Energía 9

Tecnologías de Generacion Distribuida (GD) incluyen:microturbinas, celdas de combustible, paneles solares, generadores eólicos, biomasa, máquinas térmicas,Centrales hidroeléctricas, etc.

LV / MV

HV / MV

S

CMV :[13.2 ~ 33] kV

CB: Circuit breakerR : RecloserF : FuseS : Sectionalizer

CB F S

R

R

2- Generación Distribuida

Comisión Nacional de Energía

2- Generación Distribuida

Fuente: Presentación Ing. Francisco Paradinas, Proyecto GAURE II

Quilio 2 – Concepción OcotepequeFecha: 2012Ppotencia: 900 kW, conectado a redFinanciación GAUREE – ENEEGeneración: 5 GWh/año (3 municipios)

Comisión Nacional de Energía 11

3- Energía Renovable y Eficiencia Energética Sistema FV en Red: UNAH, Fac. de Ingeniería Capacidad de paneles 2,28 kWp, Inversor 600 Vc.d./220 Vc.a., 2000 W

Comisión Nacional de Energía 12

3. Impacto GD (+, -)

Comisión Nacional de Energía

“ISLANDING” CONDITION:

3- Impacto de la GD

Estrategias de operación y control

Seguridad de personal de empresas eléctricas

Comisión Nacional de Energía

TRES (3) ASPECTOSEN TEMAS DE PROTECCIÓN:

3- Impacto de la GD

Std IEEE1547

Comisión Nacional de Energía 15

SUBESTACIÓNAT / MT

F

GD1 GD2

FALLAF1

F2

F3

GD

FALLA

FALLA1

2

3

a) Aumento de los niveles de cortocircuito b) Pérdida de radialidad : corrientes de falla en varias direcciones

Problemas en la correcta operación del Sistema de Protección :

3- Impacto de la GD

Comisión Nacional de Energía 16

SUBESTACIÓNAT / MT

F

GD1

R FALLA

aa

bb

cc

Sistema energizado

2

Sistema energizado

1

R

20 a 30 ciclos

corriente de carga

corriente de falla

En este tiempo el sistema de protección de interconexión

debe detectar esta situación y desconectar la GD

contactos abiertos(tiempo muerto del reconectador)

S1 S2

DAng

Tipo de falla Incidencia (%) Monofásicas a tierra Bifásicas Bifásicas a tierra trifásicas

70 15 10 5

corrientede falla

corrientede carga

operaciones rápidas(contactos cerrados)

operaciones lentas(contactos cerrados)

tiempos muertos ointervarlos de reconexión

(contactos abiertos)

apertura(contactosabiertos)

3- Impacto de la GD

Comisión Nacional de Energía 17

3- Impacto de la GD

Nuevos esquemas de protección con

funcionesavanzadas (“Smart”)

Aspectos de seguridad (estabilidad transitoria)

Continuidad del Servicio Calidad del producto eléctrica (PQ)

Impacto Positivo para: Red de la empresa distribuidora Instalaciones de GD (Productores) Usuarios (clientes)

Bajo el nuevo escenario:

Comisión Nacional de Energía 18

3- Impacto de la GD

Test distribution network (w GD):

R1Zsc Zsc 1

P1B1 B2 B4

S DG 1

P5

R2

B3

R3

P2

Zsc 2DG 2

10 MVAX/R = 15

3 MVAX/R = 5

2 MVAX/R = 5

33 kV

75 kVA 150 kVA

P4

P3

Sampling frequency: 1 MHzWindowed length (ΔW): 1.024 ms (1024 samples)

ATP/EMTP Studies

* Wavelet Toolbox* Neural Networks Toolbox

New protection algorithms:

Ultra-high speed (< ¼ cycle): Detection/classification 3.072 ms Directional discrimination 2.048 ms Single-Pole Automatic-Reclosing (adaptive protection)

Comisión Nacional de Energía 19

Otras complicaciones del problema:

Control y Regulación de Tensión. Fenómeno de Estabilidad en Sistemas de

Distribución (transitoria y pequeña señal). Calidad de Energía (Power Quality). Confiabilidad (Quality of Supply). Transitorios Electromagnéticos. Aspectos de Operación y Control. Planificación de Redes de Distribución. Acceso a Red (regulatorios). Remuneración de Red (regulatorios).

3- Impacto de la GD

Comisión Nacional de Energía 20

Empresa eléctrica: Alivio en la capacidad de transmisión. Alivio en la capacidad de distribución.

En el sitio de la GD: Uso eficiente de la energía (cogeneración). Mejora en la confiabilidad del suministro. Incentivos tarifarios sobre cargos por demanda de

potencia y energía. Venta de excedente de energía (exportación).

Productores comerciales de energía: Mercado de energía eléctrica. Venta de servicios auxiliares o complementarios

(potencia reactiva, capacidad de reserva, etc.)

Aspectos positivos (beneficios):

3- Impacto de la GD

Comisión Nacional de Energía 21

4. GD en Honduras

Comisión Nacional de Energía 2222

4- GD en Honduras

Comisión Nacional de Energía 2323

28%

5%

56%

7%4%

HIDRO MAYORHIDRO MENORTÉRMICO MAYORTÉRMICO MENORBIOMASA

Generación Distribuida (GD en E = < 34.5 kV)

~ 16%~ 9% GD/ER

4- GD en Honduras

Nivel de penetración de GD:

Comisión Nacional de Energía 24

5. Escenario Futuro

Comisión Nacional de Energía 25

5- Escenario Futuro

Proceso de Licitación Pública Internacional No. 100-1293/2009 “Compra de Potencia y su Energía Asociada Generada Con Recursos Renovables” (Meta: 250 MW)RESULTADOS: Un total de ~ 708 MW de Energía Renovable. 50 Proyectos de Energía Renovable. Ofertado a la Empresa Nacional de Energía Eléctrica (ENEE) alrededor de 225 MW Venta a Terceros (Clientes Desregulados) alrededor 484 MW

Fuente: www.enee.hn

Comisión Nacional de Energía 26

5- Escenario Futuro

Resultados del Proceso de Licitación:

Hidroeléctrico 88 % Biomasa 2 % Eólico 1% Geotérmico 5 % Cogeneración (Eficiencia) 4%

Precios Ofertados:

Máximo: 0.112801 USD $/kWh Mínimo: 0.098551 USD $/kWh

Promedio: 0.107892 USD $/kWhFuente: www.enee.hn

Comisión Nacional de Energía 27

5- Escenario Futuro

52%

9%

39%

Generación Distribuida Renovable (GD/ER), Año 2022

ERGD/ERTERMICO

(191.78 MW)

Comisión Nacional de Energía 28

6. Tareas

Comisión Nacional de Energía 29

6- Tareas de Regulación (CNE)

En el nuevo contexto, la CNE tiene las tareas de revisar reglamentos existentes ó crear nuevos marcos regulatorios que incentiven el libre acceso, segura, rápida y económica interconexión de fuentes de GD:

Proyecto:

Normativa para la Interconexión, Operación, Control, Mantenimiento y Comercialización de Fuentes Distribuidas de Generación (GD) (<= 20 MW)

Comisión Nacional de Energía 30

6- Tareas de Regulación (CNE)

EMPRESAELÉCTRICA

PRODUCTORES GD

USUARIOS

SOLUCIÓN DE COMPROMISO (TRADE-OFF):

Comisión Nacional de Energía 31

7- Publicaciones:

M. Figueroa, E. Orduña “Protección de redes de distribución con generación dispersa – Aplicación de la reconexión automática monofásica”, XI Encuentro Regional Iberoamericano de CIGRÉ (XI ERIAC), Ciudad del Este, Paraguay, Mayo 2005. (trabajo técnico aceptado) M. Figueroa, E. Orduña, “Application of Single Pole Auto-Reclosing in Medium Voltage Distribution Networks for Improving Integration of Distributed Generation”, IEEE PES Transmission and Distribution Conference and Exposition Latin America, Venezuela, 2006. M. Figueroa, E. Orduña, “Ultra-High-Speed Protection for Medium Voltage Distribution Networks with Distributed Generation”, IEEE PES Transmission and Distribution Conference and Exposition Latin America, Colombia, 2008.

REFERENCIAS:

Comisión Nacional de Energía

Muchas Gracias por su Atención

MIGUEL ÁNGEL FIGUEROA RIVERAEmail: mfigueroa@cne.gob.hn

Web Site: www.cne.gob.hn

Comisión Nacionalde Energía