Proyecto SIRENA/iSAAC · 2012. 5. 7. · factible identificar sub-áreas problema. El mecanismo...

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 – raleon@xm.com.co

Jorge Enrique Gómez – jegomez@xm.com.co