(Microsoft PowerPoint - Presentaci\363n sincrofasores)

2 4 | 0 5 | 1 2
Sincrofasores y su aplicación a
Sistemas de Transmisión
Camilo Viciani H.
Analista de Tecnologías de Transmisión

Objetivos y alcance
Descripción y características técnicas de la tecnología
Principio de funcionamiento
Arquitectura de los sistemas de sincrofasores
Características técnicas
Ventajas versus Scada
Tipos de aplicaciones
Experiencia internacional
NASPI (EEUU)
CFE (México)
Otros
Esquema de sincrofasores propuesto para fase II del PDCE
Propuestas de implementación en el SIC
Conclusiones
Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
Agenda
01

Objetivos y alcance
Presentar la tecnología basada en sincrofasores como una
posibilidad cierta, y probada internacionalmente, para dar un
salto importante en lo que se refiere a mejorar la capacidad y
confiabilidad de las redes del país en el corto y mediano plazo,
ante la sobrecarga y fragilidad que han evidenciado en los
últimos años las redes de transmisión en Chile, sumado a las
cada vez más estrictas restricciones para expandir dichos
sistemas eléctricos.
Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
02

Principio de funcionamiento
Descripción y características técnicas
La tecnología de sincrofasores se basa en la medición precisa y sincronizada, a
escala global, de ciertos parámetros eléctricos de interés en un determinado
sistema eléctrico, representados en forma de fasores.
Estas mediciones se obtienen a través de unidades de monitoreo remoto llamadas
PMU (Phasor Measurement Unit), que son capaces de medir la magnitud y el
ángulo de fase de una onda sinusoidal, ya sea de voltaje o corriente de fase, en un
punto específico y calcular su expresión fasorial.
Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
03

Arquitectura de los sistemas de sincrofasores
Descripción y características técnicas
Miden los fasores
referenciados a un tiempo
universal coordinado UTC,
el cual está dado por el
sistema GPS, que es una
referencia universal
Reciben señales análogas
de datos como corriente y/o
voltaje (de cada una de las
fases), luego las digitalizan
y las sincronizan respecto a
la referencia obtenida
desde el sistema GPS, para
posteriormente transmitir
las señales digitales, por
medio de enlaces de
comunicación disponibles,
hacia un concentrador de
datos
Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
04

Arquitectura de los sistemas de sincrofasores
Descripción y características técnicas
Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
05

Características técnicas
Descripción y características técnicas
Estándar IEEE C37.118
Tasa de 30 a 60 muestreos por segundo
TVE menor a 1%
Ancho de banda requerido
Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
06

Ventajas versus Scada
Descripción y características técnicas
Velocidad de muestreo:
Medición de ángulo de fase
Sincronización de datos
Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
07

Ventajas versus Scada
Descripción y características técnicas
Los sistemas basados en sincrofasores y los sistemas SCADA no son
excluyentes, pueden complementarse en el monitoreo y control de las
redes eléctricas.
Las unidades PMU se pueden incorporar independientemente a los
sistemas convencionales de protección y utilizar los enlaces de
comunicación existentes, integrándose a los canales y protocolos de
comunicación del sistema SCADA
Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
08

Tipos de aplicaciones
Planificación Operación
•Análisis post-falla
•Calibración y validación
de modelos
•Modelar y probar nuevos
esquemas de protección
Aplicaciones de
Sincrofasores
•Monitoreo en tiempo real
del sistema eléctrico
•Alertas y alarmas
•Detección de eventos y
su localización
•Determinar tendencias de
funcionamiento
•Acciones preventivas
•Medición de parámetros
dinámicos
•Disipación de
oscilaciones de potencia
Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
09

1988: Primera unidad
PMU desarrollada en
Virginia Tech
1992: Primer módulo
comercial desarrollado
por Macrodyne
1996: Apagón en
interconexión oeste de
EEUU
1997: BPA desarrolla
primer PDC e
implementa el primer
sistema centralizado de
sincrofasores
2003: Apagón noreste
de EEUU, 61.800 MW y
más de 5 billones de
USD en pérdidas
Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
Experiencia internacional
NASPI (North American SynchroPhasor Iniciative)
10

Experiencia internacional
NASPI (North American SynchroPhasor Iniciative)
Septiembre 2009 Marzo 2012
2012: 266 unidades PMU (21 millones de USD) y 62
PDC (6 millones de USD)
Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
11

CFE (Comisión Federal de Electricidad)
Experiencia internacional
En condiciones normales, se transfieren 800 MW desde la subestación Angostura
a la subestación Chicoasen por un enlace de 400 kV
Si se desconectan las 2 líneas paralelas de 400 kV, se tendrá como consecuencias
la aceleración de las máquinas conectadas a la subestación Angostura,
provocando inestabilidad angular, y por otra parte, se sobrecargará el sistema de
115 kV hasta aislar el área 1 del resto del sistema
Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
12

CFE (Comisión Federal de Electricidad)
Experiencia internacional
Los relés intercambian datos de los sincrofasores y calculan la
diferencia angular en tiempo real entre Chicoasen y Angostura.
Si la diferencia angular entre estas dos barras supera un
umbral ajustado por el usuario (definido en 10 grados), el
esquema envía señales de disparo a la generación presente en
Angostura.
Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
13

Otros casos
Experiencia internacional
Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile 14

Perspectivas en el corto plazo
Incrementar tasas de muestreo de PMU a 120 muestras por
segundo.
Continuar la migración hacia sistemas WAMS (Wide Area
Monitoring Systems) basados en sincrofasores
Mejorar los enlaces de comunicación
Estandarizar toda la red de sincrofasores (PDC, herramientas
de visualización)
Incrementar capacidad de interpretación de datos
Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
15

Plan de Defensa contra Contingencias Extremas
La Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio establece que se deberá
elaborar el Plan de Defensa contra Contingencias Extremas, el cual deberá ser
actualizado cada 4 años, destinado a evitar un Apagón del sistema ante la
ocurrencia de una Contingencia Extrema que excede las hipótesis de diseño y
operación del sistema eléctrico, a través de un esquema automático de control
La Dirección de Operación del CDEC-SIC, contrató el estudio correspondiente
a un consultor, el que realizó un análisis técnico del impacto en el SIC ante la
aplicación de diversas contingencias que conducen a apagones totales y
parciales en diferentes condiciones de operación
Se elaboró un ranking de las contingencias más críticas. A las 4 primeras de
esta clasificación se les asigna un estudio particular y una “fase” de
implementación según su prioridad
Fase I: Falla y desvinculacion del doble circuito Quillota – Polpaico 220kV
Fase II: Falla y desvinculacion del sistema de transmision que conecta las
SS/EE Charrua y Ancoa.
Fase III: Falla y desvinculacion del doble circuito San Luis – Quillota
220kV
Fase IV: Falla y desvinculacion de barra Ancoa 500kV
Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
16

Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
Descripción de la contingencia
Propuesta fase II PDCE
16

Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
Esquema propuesto
Propuesta fase II PDCE
Se recomienda
instalar nuevo
equipamiento
17

Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
Esquema propuesto
Propuesta fase II PDCE
18

Propuestas de implementación en el SIC
Fase III del PDCE: Falla doble circuito San Luis - Quillota 220 kV
Se sugiere analizar y evaluar la alternativa de implementar un
esquema de sincrofasores
Reduce riesgos
Adaptable en el largo plazo
Agrega valor al sistema de control
Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
19

Propuestas de implementación en el SIC
Anillo 500 kV
Quillota 220 kV
Polpaico 220 kV
Polpaico 500 kV
Lampa 220 kV
C. Navia 220 kV
A. Jahuel 500 kV
Chena 220 kV
A. Jahuel 220 kV
Ancoa 500 kV
Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
20

Propuestas de implementación en el SIC
Zonas de potencial eólico y/o solar
Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
21

Propuestas de implementación en el SIC
Enlaces HVDC
Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
22

Conclusiones
La industria eléctrica mundial ha comprobado las ventajas de
la visualización en tiempo real ofrecida por los sincrofasores
para una amplia zona de control.
Si queremos apuntar hacia una Sistema Eléctrico Inteligente,
se debe considerar imperativamente la implementación de
sincrofasores.
En los países desarrollados el crecimiento de las redes de
sincrofasores es exponencial, por lo tanto dilatar la entrada de
esta tecnología en nuestro país generará un retraso importante
en el desarrollo de nuestro sistema de control de la red de
transmisión.
Los sincrofasores agregan valor y dan mayor versatilidad al
sistema de control de la red de transmisión, dado que sus
aplicaciones no se reducen solo a enfrentar contingencias
Sincrofasores y su aplicación a Sistemas de Transmisión|endesachile
23

Des