Interconexión de Generación Distribuida

(GD)

Ing. Rolando Ramírez Bautista

Ingeniería, Industria y Energía,

S.A de C.V.

Ing. Enrique García Corona

Sistemas de Cogeneración®

Caso “México”

¿Que es la generación distribuida?

• También energía distribuida• Generadores en sitio

Tamaño menor a sistemas convencionales• Tecnologías nuevas• Energías renovables• Aplicaciones de consumidores• Posibilidades de conectarse a la red de

distribución

Center for the Advance ofEnergy Market (CAEM)

• Un sistema que comprende generación localizado cerca del cliente, posiblemente con almacenamiento de energía, administración de energía y cogeneración; potencialmente integrado a la red eléctrica para proporcionar múltiples beneficios en ambos lados del medidor

Aplicaciones

• Energía de Calidad-Premium• Standby• Peak shaving• Energía de menor costo• Cogeneración• Energía continua 99.999

Beneficios

• Mayor confiabilidad

• Soluciones según consumidor

• En algunos casos, mejor calidad

• Cogeneración, eficiencia, peak shaving

• Instalaciones remotas

• Beneficios ambientales

Independiente

Motor recip. respaldoPeak sheving

Fabricante de chips

Celda de Combustible Calidad

Turbina de CombustiónCalor de proceso

Celdas fotovoltaicas

y de combustible

Localización aislada

Turbina de gas y soporte de la Red

EstaciónReceptora

Estación Central

Hospital

Subestación

Residencia

Planta Química

MÉXICO:

Energías renovables

• Energía eólica y solar• Hidráulicas:

– Volumen autorizado por la CNA o el almacenamiento, sea menor al volumen para operar en horas punta de la región al Q max. de diseño.

Montos de inversión

MicroturbinaMicroturbina

TurbinaTurbina

Motor de combustión interna.Motor de combustión interna.

Motor SterlingMotor Sterling

Celdas de combustibleCeldas de combustible

Celda fotovoltaicaCelda fotovoltaica

Turbina eólicaTurbina eólica

Costo de capital ($/kW)Costo de capital ($/kW)

700-1100700-1100

300-1000300-1000

300-800300-800

2,000-50,0002,000-50,000

3,500-10,0003,500-10,000

4,500-6,0004,500-6,000

800-3,500800-3,500

Mantenimiento RequeridoMantenimiento Requerido

Horas de Operación Horas de Operación Costo (¢/kWh) Costo (¢/kWh)

MicroturbinaMicroturbina 5,000-8,0005,000-8,000 0.5-1.6 (estimado) 0.5-1.6 (estimado)

TurbinaTurbina 4,000-8,000 4,000-8,000 0.4-0.5 0.4-0.5

Motor de combustiónMotor de combustión 750-1,000: aceite y filtro 750-1,000: aceite y filtro 0.7-1.5 (gas natural) 0.7-1.5 (gas natural)internainterna 8,000: rec. de Cabeza 0.5-1.0 (diesel) 8,000: rec. de Cabeza 0.5-1.0 (diesel)

16,000: rec. Bloque 16,000: rec. Bloque

Cel. de CombustibleCel. de Combustible Chequeo anual del Sistema 0.5-1.0 (estimado) Chequeo anual del Sistema 0.5-1.0 (estimado) Chequeo anual del Reformador Chequeo anual del Reformador

40,000: remp. celdas40,000: remp. celdas

Celda fotovoltaicaCelda fotovoltaica Mantenimiento semestral Mantenimiento semestral 1% de inversión anual 1% de inversión anual

Turbina eólicaTurbina eólica Mantenimiento semestral Mantenimiento semestral 1.5-2% inversión anual 1.5-2% inversión anual

Impulsores de la GD

• Regulación• Energías alternativas• Calidad• Instalaciones remotas• Menores emisiones contaminantes al medio

ambiente• Diversidad de fuentes de suministro• Independencia y precio

Obstáculos técnicos

• Tecnología perturbadora • Tecnologías en comercialización. I&D• Inversión, O&M mayores• Competencia entre tecnologías• Compite con la generación convencional• Normas de interconexión

Barreras a la GD

• Regulación– Permisos y ubicación– Impacto ambiental– Costos hundidos.

• Interconexión– Falta de normalización– Seguridad y confiabilidad– Equipos de interconexión

Interconexión

• Afectación a circuitos eléctricos– Capacidad de flujo activo y reactivo– Corto circuito– Frecuencias armónicas– Variaciones de voltaje, parpadeos– Seguridad

• Medición de aportación a la red• Supervisión del comportamiento.

Respuesta a la Demanda

• Respuesta a la carga– Control directo de la

carga– Corte parcial o

selectivo– Corte total de la carga

• Respuesta al Precio– Tarifa a precio real– Precios dinámicos– Según demanda

coincidente– Tarifa horario– Demanda a subasta– Recompra de

demanda

Confiabilidad

• Suministrador desarrolla tecnologías • Redundancia• Generación de respaldo• Generación en sitio• Solución a parámetros nocivos

Respuesta a la Interconexión

• Trato similar a generación convencional– Estudios– Cuotas– Permisos– Trámites

Conclusiones del CAEM

• El Gobierno Federal debe tener programas

de promoción de los recursos de energía

distribuida, ya que las políticas actuales, la

regulación y las prácticas de negocio

bloquean su desarrollo

Estados Unidos

• FERC emite NOPR(Notice of Proposed Rulemaking) Interconnection of Electric Generation, en octubre 01.

• Fast Track para pequeños generadores• Oposición de TOU, DISCO, CRE y grupos de

interés.• FERC emite sin cambios NOPR,

abril 02.

Proceso normal

• Solicitud en lista de espera • Estudios exhaustivos, eléctricos y

económicos• Larga duración y costoso • Requerimientos técnicos:

– Características del generador,– Interruptores, etc.

Senate Energy Bill

• US CHP Association, logra que el Senado incluya en la Nueva Ley, que CHP, tenga el derecho a vender excedentes y a contratar respaldo, 0402

• Sin afectación por cambios regulatorios.

Naruc, junio 02

• Naruc, modelo de contrato y procedimiento

• “Interconexión de GD” Fast Track

• Cada comisión reguladora estatal es responsable de:– Definir capacidad y tipo de GD– Tipo de interconexión– Trámites y tiempo

Institute of Electrical & Electronic Engineers. IEEE

• Grupo de Trabajo en 1999

• Draft en 2000

• Participan:– Empresas eléctricas, fabricantes, DER,

Laboratorios, Universidades, Técnicos– Fondos del DOE

• Norma en revisión

California

• La CPUC emite orden para instituir norma de conexión de DER, oct. 99

• Energy Commission, FOCUS, nov. 99

• Reuniones de interesados

• CPUC emite Rule 21, dic. 01

• Las empresas eléctricas publican reglas de interconexión

California

• Vigente norma de interconexión GD• Capacidad de 1 MW• Fast Track en trámite• Fondo de $US125 M por año:

– Comercio e Industria, menor consumo– EE en problemas de reserva.– Energía Limpia

California & Fabricante

• Logró que la CPUC, aumentara a 1.5 MW el límite de G. D.

• Herramienta: Modelo GPB15X, 1.4 MW, con catalizador XONON, 3 ppm NOX !!!

• Tecnología de vanguardia rompe las barreras reguladoras.

• Eficiencia económica

Sistema secundario en Red

Califica para interconexión simplificada

Califica para interconexión con requisitos

adicionales

El generador proporciona

programa y costo para estudio de interconexión

Exporta energía

Equipo certificado

Cap. agregada menor que 15% de carga pico

Voltaje de arranque adecuado

kVA 11 o menor

Cumple con condiciones de corto circuito

Cumple con configuración de línea

si

si

no

no

no

no

no

si no

La Revisión adicional determina

los requisitos

si

no

no

si

si

si

no

si

si

RevisiónAdicional

Solicitud

Red PrimariaDe Distribución

Potencia > KW

Excedentes >15% Max.Dem

Contrato deInterconexiónSimplificado

C.I.S. pagoAportaciones

Contrato Normal De

Interconexión

Se requiereConstrucción

C.N.I. PorDefinir Fecha

Estudio de

Factibilidad

E impacto

A la Red

Si

Si

Si

Si

No

No

No

No

Si

No

Requiere Construcción

Transferencia, no sincronismoOperación de Transferencia

Posición normalPosición durante la

falla de la empresa pública

Energía a las cargas

Energía del equipo de generación distribuida

De la empresa pública

Energía a las cargas

Energía del equipo de generación distribuida

De la empresa pública

Transferencia parcial

De la empresa pública

Cargas no transferibles

Cargas Transferibles

Tablero Principal

SubtableroInterruptor

de Transferencia

Medidor

Dispositivo de Respaldo

Situación en México

• No existe generación distribuida• Sin norma de interconexión. NOM• CFE, regiones de transmisión• No existen incentivos para la GD• No hay planes o programas de promoción• No hay fabricantes nacionales• Sin normalización de equipos• Incluir a minihidráulicas • Mínimas instalaciones interconectadas

Conclusiones

• Mucho trabajo por realizar• Reuniones de trabajo• Especificaciones normalizadas• NOM de equipos y mecanismos• Difusión, capacitación• Fabricación• Planes gubernamentales• Participación en Congreso