proyecto sirena/isaac · 2012. 5. 7. · factible identificar sub-áreas problema. el mecanismo...
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Proyecto SIRENA/iSAAC Sistema Avanzado de Supervisión, Control y Protección
Proyecto SIRENA - Antecedentes
El proyecto Sistema de Respaldo Nacional ante eventos de gran magnitud (SIRENA) nace
en el año 2007 luego del apagón total que sufrió el Sistema Interconectado Nacional
Colombiano en abril de ese año. El proyecto se propone como una acción de XM en la
procura de implementar sistemas que pudiesen responder ante eventos de rara ocurrencia
pero de gran impacto.
Contingencia Extrema en el SIN
Actuación esperada del Esquema de Respaldo
59.6
59.8
60
60.2
9.00 11.00 13.00 15.00 17.00 19.00 21.00
Tiempo (s)
Fre
cu
en
cia
(H
z)
Frec_Medellin
Frec_Torca
Frec_SnMateo
Frec_EPSA
Frec_Flores
Frec_Guatig
Evento de Red
Torca
Evento de Red
Guavio-Circo
Evento de Red
Sochagota-Guatiguará
2
Caribe
Visión Proyecto SIRENA Sistema de Respaldo Nacional
ante Eventos
Antioquia
Nordeste
Oriental
Suroccidental
• Uso de última tecnología en monitoreo
de Sistemas de Potencia (PMU)
• Uso intensivo de Telecomunicaciones
• Explotar capacidades de computación
distribuida
• Uso de nuevos métodos de análisis y
simulación de sistemas de potencia
• Implementará un sistema WAMS /
WACS
• Iniciar la aproximación a tecnologías de
smart grids en el SIN
Aspectos Fundamentales
El proyecto SIRENA busca en el largo plazo implementar un
Esquema de Protección de la Integridad del Sistema (ESPIS) de
nueva generación, que permita ejercer control y protección del
sistema para prevenir y mitigar la ocurrencia de eventos de gran
magnitud
Se espera cumplir esta meta en un lapso de 3 a 5 años e involucra
inversión en CT+I
3
Plan original de Actividades del Proyecto 4
Desarrollo Regulatorio ESPIS y WAMS/WACS
Investigación y Desarrollo Tecnológico
ESPIS con
tecnologías
convencionales
Apropiación
tecnológica
PMU y WAMS
Desarrollo
prototipo
WAMS
Integración
WAMS a Centro
de Control
Desarrollo
WACS
2008 2013
Estado Actual
Medición Fasorial y WAMS
PDC
Las señales de diferentes puntos del sistema son comparadas a una señal de referencia
(una onda coseno con una frecuencia precisamente igual a la nominal del sistema). Ángulos
de voltajes y frecuencias son entonces comparados a está onda para producir la medida del
sincrofasor.
Los datos son enviados por canales de comunicación con gran ancho de banda y
concentrados en un sitio central a través de un software especializado (PDC).
Aplicaciones WAMS
El ángulo del voltaje en
sistemas de potencia es un
síntoma muy precoz del
comportamiento de la red. El
estudio del ángulo en diversas
barras de un sistema permite
identificar situaciones que
podrían llegar a ser peligrosas.
Pero, que hacer con todos los
ángulos del sistema ?
6
Control Center Visualization Enhancement 7
Presentado en Tutorial IEEE PES ISGTLA 2011, Medellín
Central Angles
Cutset Angles
Visualization Prototype
Potencialidades de Observación y Control con PMU 8
Máxima Importación Suroccidental
Máxima Importación
Caribe
Potencialidades de Observación y Control con PMU 9
Al simular contingencias extremas como
disparos de subestaciones o contingencias
superiores a N-1, se ha encontrado que solo
con observar el comportamiento angular es
factible identificar sub-áreas problema.
El mecanismo propuesto es identificar grupos
angulares coherentes, medir su velocidad
angular de separación del grupo principal, y
según su dirección (adelanto o atraso), discernir
si el problema involucra la necesidad de
disparar generación o carga.
El proyecto I+D XM–UPB está identificando las
diferentes maneras de agrupación de ángulos,
la obtención de promedios por áreas operativas,
la identificación de grupos de corte angular y la
determinación de ángulos de referencia.
Contingencia N–2 a la costa
Validación del Modelo, Evento disparo de línea
Cerro-Primavera
10
0
10
20
30
40
50
60
42:1
8.2
42:1
9.9
42:2
1.6
42:2
3.3
42:2
5.0
42:2
6.7
42:2
8.4
42:3
0.1
An
gu
lo e
n g
rad
os
Diferencia Angular San Carlos- Sabana
DIG
PMU's
11
Herramientas de Análisis basadas en datos
fasoriales
11
WAMS/Conciencia Situacional – Phasor Point 12
Estabilidad Oscilatoria, Phasor Point (Psymetrix) 13
Visualización general de análisis de
oscilaciones en el SIN.
Análisis del comportamiento
de oscilación de baja
frecuencia.
Islanding, Phasor Point (Psymetrix) 14
15
PI– GUSANO FRECUENCIAS
GUSANO CON
DELTAS DE
FRECUENCIA (REF.
SAN CARLOS)
Registro de Eventos
16
Loaded corridor risk assessment
Using OpenPDC for data analysis
17
Alarm Zone
Presentado en Reunión NASPI Octubre 2011, San Francisco
18
Proyecto Sistema Inteligente de
Supervisión y Control Avanzado – iSAAC
Sistema Inteligente de Supervisión y Control Avanzado – iSAAC
Estimación* de Estado Estable / Dinámico
Análisis de Estado del sistema de potencia
Protección Colaborativa / Sistémica
Control Distribuido Bus Datos SOA/CIM/C37.118/61850
Centro de
Control
Transportador
Operador de Red
Generador
Integración Información de Estado
Supervisión / Control Global
Interacción Operadores
Gateway/IDD en Subestaciones
Red Nacional
Smart Grid
El objetivo del proyecto iSAAC es diseñar la arquitectura y
el ecosistema funcional para los futuros sistemas de
supervisión y control en tiempo real, proponiendo una
evolución radical de los sistemas SCADA/EMS hacia:
• Medición Fasorial
• Funcionalidad Distribuida en Subestaciones
• Comunicaciones en Nube/Bus
• Protección Colaborativa
• Conciencia Situacional Avanzada
El objetivo del proyecto iSAAC es diseñar la arquitectura y
el ecosistema funcional para los futuros sistemas de
supervisión y control en tiempo real, proponiendo una
evolución radical de los sistemas SCADA/EMS hacia:
• Medición Fasorial
• Funcionalidad Distribuida en Subestaciones
• Comunicaciones en Nube/Bus
• Protección Colaborativa
• Conciencia Situacional Avanzada
Medición Fasorial (PMU)
Gateway/IDD en Subestaciones
Medición Fasorial (PMU)
Medición Fasorial (PMU)
Líneas de trabajo y Cronograma del Proyecto
20
Tecnología de Medición Fasorial
Funcionalidad EMS Distribuida
Comunicaciones en Nube / Bus
Protección Colaborativa
Conciencia Situacional Avanzada
2011
• Conceptualización
• Prototípo WAMS
• Uso Red WAN ISA
• ESPIS con PMU?
• Qué son las
flechitas?
2013
• Conocimiento Compartido
• Supervisión Paralela a SCADA
• Canales Propios con TCP/IP
• Visualización Alterna en Centro
de Control
• ESPIS basados en plataforma
WAMS
2016
• Competencias en CND en MFS*
• Integración con EMS SCADA
• Comunicaciones en Nube
• Protecciones de respaldo en
comunicación permanente
• Decisiones en CC basadas en
Conciencia Situacional
2025
iSAAC como
evolución de SCADA
* MFS: Medición Fasorial Sincronizada
…
Cobertura Esperada del Prototipo en Junio 2013 21
En Junio de 2013 se espera contar con 40
Unidades de Medición Fasorial
25 PMU con localización definida como se
muestra en el mapa
15 PMU adicionales se instalarán teniendo
en cuenta criterios de:
• Observabilidad de red para índices de
seguridad
• Verificación de Parámetros de
Generación
• Supervisión de 500 kV
Instaladas / en instalación
Transelca 2012 (Solo V)
ISA 2012 / 2013 (Solo V)
22
Muchas gracias !
Preguntas y comentarios:
Ramón Alberto León – [email protected]
Jorge Enrique Gómez – [email protected]