Andr es Pavas Profesor UN - Investigador PAAS-UN ...

Investigacion en Potencia y Energıa1

Andres PavasProfesor UN - Investigador PAAS-UN

Coordinador Posgrado Ingenierıa Electrica

Universidad Nacional de ColombiaDepartamento de Ingenierıa Electrica y Electronica

Grupo de Investigacion PAAS-UN

Pasto, 7.10.2016

1Se distribuye bajo una Licencia Creative Commons Atribucion-NoComercial-SinDerivados 4.0 Internacional.

A.Pavas (PAAS-UN) Investigacion en P&E Pasto, 7.10.2016 1 / 20

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

Contenido

1 Motivacion

2 RetosCobertura y EquidadIntegracion de renovablesGestion y Respuesta de la Demanda

3 Algunas ideas...El mercado de electricidadContinuidad del servicio y calidad de potencia

4 PAAS-UN


Motivacion

Sistema electrico

Paradigma Sistema Electrico Convencional

Grandes centros de generacion y consumo, integracion vertical en el mercado, usuarios pasivos.

Figura: http://www.thegundcompany.com/


http://www.thegundcompany.com/material-applications/

Motivacion

Cambio climatico

No somos ajenos

Efectos claramente perceptibles, afectacion de gran impacto

Emisiones y contaminacionEfecto InvernaderoIncremento Temperatura GlobalCalidad del aireCalidad y disponibilidad del aguaFenomeno de El Nino y de La NinaExtincion de especiesSeguridad alimentariaSostenibilidad. . .

Cuadro: Semana.com


http://www.semana.com/cultura/galeria/imagenes-inundaciones-chia/269936-3

Motivacion

Dependencia de hidrocarburos

Insostenibilidad

El dominio de los hidrocarburos como motor de la economıa global ha cambiado drasticamente

Emisiones y contaminacionIncertidumbre en las reservasAlta volatilidad de preciosFuente principal de emisionesExistencia de nuevas tecnologıasRiesgo de inestabilidad polıtica y economicaFracking: Dano ambiental irreparable. . .

Cuadro: www.portafolio.com


http://www.portafolio.co/negocios/ecopetrol-probara-tecnologia-propia-recuperar-petroleo

Motivacion

Smart Grid

Paradigma Sistema Electrico Futuro

Generacion distribuida, fuentes renovables, demanda activa, nuevos mercados, internet de lascosas.

Figura: www.energytrendsinsider.comA.Pavas (PAAS-UN) Investigacion en P&E Pasto, 7.10.2016 6 / 20

http://www.energytrendsinsider.com/2010/04/12/us-invests-in-smart-grid-training/

Motivacion

¿Definicion de Smart Grid?

Sistema electrico de potencia que utiliza intercambio de informacion y tecnologıas decontrol, computacion distribuida y sus sensores y actuadores asociados, con propositoscomo:

integrar el comportamiento y acciones de los usuarios de la red y otros agentes,proveer eficientemente fuentes de electricidad sostenibles, economicas y seguras 2

Energıa, Datos e Informacion, Recursos, Dinero, Oportunidades ...

2IEV,IEC, International Electrotechnical Vocabulary, www.electropedia.org. Consulta Oct 2016.


Motivacion

Calidad de Energıa

Calidad de Energıa

Concepto acunado en espanol, depende de la vision del cliente

Calidad de EnergıaCalidad del Servicio Calidad de Potencia Continuidad y Confiabilidad

Atencion al clienteGestion de PQRFacturacionServicios y Derivados

Atributos de senales de ue i para satisfacer las ne-cesidades del cliente

Cantidad de tiempo enque se mantiene el servicioprestadoProbabilidad de que algofuncione de forma correcta


Retos Cobertura y Equidad

¿Pendiente???

Cuadro: Cobertura Vs NBI (izq), Cobertura (der)3

Si la red fuera inteligente, deberıa mejorar la cobertura... y la calidad de vidaUna red inteligente ayuda a unificar el paıs

3D. Torres, Analisis de formula de asig. de recursos FAER, Tesis MSc IE, UN. Ene. 2015A.Pavas (PAAS-UN) Investigacion en P&E Pasto, 7.10.2016 9 / 20

Retos Integracion de renovables

Produccion de energıa renovable

Integracion en las redes de transmision y distribucion 4

Rediseno de las protecciones

Autogeneracion y cogeneracion, PV, ¿viento?, PCH

Sustitucion de generadores convencionales

Generacion distribuida, Generacion con gas, viento, ¿geotermia?Hidroelectricidad: ¿renovable?Ley de renovables5

¿Tenıa razon Edison? ¿DC?

4M. Bollen, The Smart Grid: Adapting the Power System to New Challenges, Synthesis Lectures on Power Electronics.Morgan & Claypool. 2011.

5Congreso de la Republica de Colombia. Ley 1715. 2014



Microrredes electricas

Cuadro: Microrred (izq), Paradigmas de control(der)6

6A. Annaswamy, E. Mojica, et.al. Vision for Smart Grid Controls: 2030 and Beyond . IEEE Press, 2010.



Produccion de energıa renovable

Prediccion actual

Fuentes renovables no convencionales, a excepcion del agua y la biomasa, son altamentevariables e impredeciblesDificultades de desarrollo de mercadoModelos de prediccion actuales insuficientes

Prediccion probabilıstica7

Estimacion de la distribucion de probabilidad del recurso: viento, sol, demanda, agua...Determinacion, estimacion y optimizacion del riesgoModelos de mercado incluyentes para fuentes renovables, prosumidores, agentestradicionales, demanda negativa...

7Morales,JM,et al. Integrating Renewables in Electricity Markets. Springer. 2014


Retos Gestion y Respuesta de la Demanda

Gestion y Respuesta de la Demanda

Ajuste del consumo de potencia y energıa: sustitucion de tecnologıas, cambio de habitosde consumo

Cambios en la demanda para responder de forma eficiente y eficaz a los objetivosestrategicos de los agentes8.

Como se ve??

8O. Duarte, S. Tellez. Seminario sobre Gestion y Respuesta de la Demanda. UN. Bogota, 2016



Caracterizacion de la Demanda

Cuadro: Consumo diario UN(izq), Consumo mensual UN(der)9

9A.Pavas, H.C. Torres, Oportunidades de ahorro de energıa en el campus UN , 2014



Caracterizacion de la Demanda

Cuadro: Consumo diario UN(izq), Consumo mensual UN(der)10

10O.Gozalez, A.Pavas, S.Sanchez. Cuantificacion del ahorro de energıa elec en sect res mediante estrategias de gestionde demanda. Aceptado UIS Ingenierıas, 2016


Algunas ideas... El mercado de electricidad

Mercados

Nuevos agentes... nuevos negocios

Clientes pasivos a clientes activos: ProsumersGeneracion distribuida y en pequena escala: despacho?, ¿medicion?, ¿facturacion?Nuevos mercados requieren cambios en la regulacion

Distribuidores y comercializadores

PARADIGMA: El negocio del distribuidor es vender energıa...Nuevos negocios: infraestructura avanzada de medicion, automatizacion, instalacion deaplicaciones, soporte...

Nuevos productos

Vehıculos electricos: electrolineras, almacenamiento...Generadores a pequena escala, almacenamiento de energıaContratos y esquemas de negociacion nuevos: calidad, desconexion, demanda gestionada(energy or demand harvesting)


Algunas ideas... Continuidad del servicio y calidad de potencia

Calidad de Potencia

Revision de perturbaciones

Realidad nueva, Mismas perturbaciones (plop!) lımites nuevos...Comites Tecnicos, desarrollo de normas, laboratorios, pruebas ...Inversion → Vision de negocio para redito y beneficio

Nuevos productos

Vehıculos electricos, electrolineras, CFL, LED, PLC, Internet of Things...Generadores a pequena escala: PV, viento, almacenamiento de energıa

Nuevas tecnologıas, nuevos problemas y nuevos requerimientos

Globalizacion → Dispositivos nuevos: ¿Estamos listos?Se requieren conocimiento, equipos, normas y armonizacion entre normas y regulacionSub-, Inter-, Armonicos y Supraarmonicos11

11D. Agudelo, M.Limas, A.Pavas, J.Bacca. Supraharmonics band detection for low voltage devices. ICHQP 2016, BeloHorizonte, Brasil. Oct. 2016


Algunas ideas... Continuidad del servicio y calidad de potencia

Continuidad del servicio y Confiabilidad

Necesidad de mejorar el desempenoLas aplicaciones nuevas requieren mayor disponibilidad y confiabilidad, la electricidadcaracterısticas de calidad diferenciadasGestion de activos: transmision y distribucion, transformadores12, mantenimiento,planificacion...Degradacion y perdida de vida util: conductores13, trafos...

EstabilidadLa mano de Dios (87kA): No pueden evitarse los colapsosEstabilidad en tensionMicrorredes y DG: Estabilidad de angulo y frecuencia

ProteccionesGeneracion distribuida, Sistemas hıbridos AC/DCEquipos mas sensibles...

12I.Duran,L.Rosero,A.Pavas,O.Duarte. Comparison of maintenance scheme effects on pow transf reliability performance.IngInvestig,35(Sup1)73-81,2015

13I.Duran,A.Pavas,O.Duarte. Effects on lifetime of voltage conductors due to stationary PQ dist. DYNA, 82(192),pp.44-51. 2015


PAAS-UN

Grupo de Investigacion PAAS-UN

Grupo PAAS-UNTrayectoria Lıneas de Investigacion

Universidad Nacional30 anos10 egresados PhD, 50MScKeraunos, Cynergy

Rayos y EMCCalidad de EnergıaMercados de energıaFuentes renovablesControl no linealRedes complejasGestion de Demanda


Contacto

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Andres [email protected] Camilo Torres

CL 44 45-67 Bloque B5 Ingenierıa Ofic 307Bogota, Colombia


http://www.proyectospaas.unal.edu.co

mailto:[email protected]

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