REID – EL PROYECTO
El proyecto de desarrollo tecnológico y social (PDTS) que denominamos “Red Inteligente Caucete”, busca posicionar a la energía eléctrica bajo un nuevo paradigma, cuyo desafío es realizar un mejor uso de la información para que las empresas puedan administrar eficientemente sus recursos y el ciudadano pueda gestionar su consumo de manera inteligente.
Con este proyecto de I+D (investigación y desarrollo) estamos implementando una Red Eléctrica Inteligente de Distribución (REID) modelo en la Ciudad de Caucete, provincia de San Juan, -gestionada por la empresa distribuidora DECSA- la cual permite establecer patrones de consumo y energía sustentable. Con la incorporación de esta REID modelo, pretendemos también proveer un suministro más eficiente, que facilite un uso más racional y económico de la energía eléctrica y brinde una mejor calidad del producto y servicio eléctrico.
Para ello, el Instituto de Energía Eléctrica (IEE) puso en funcionamiento el Laboratorio Analizador y Simulador de Redes Inteligentes (LASRI) , que tiene como objetivo el estudio, análisis, desarrollo, pruebas y transferencia a la industria eléctrica de aplicaciones (herramientas computacionales) para la operación eficiente de REID.
La Red Inteligente Caucete pretende expandir sus horizontes a toda la provincia y convertir a San Juan en un polo científico-tecnológico en el desarrollo de herramientas para el uso eficiente de la energía eléctrica, a la par de las más importantes ciudades inteligentes del mundo.
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¿QUE SON LAS REID?
Una red inteligente puede ser definida como la sinergia (desarrollo conjunto) de la red eléctrica tradicional con modernas tecnologías de información, medición, protección, control y comunicación que permiten una operación técnica-económica más eficiente, segura y confiable de la red.
En este nuevo paradigma, los usuarios comienzan a tener un importante rol activo, ya que pueden recibir información que les permite gestionar su demanda y por la información que brindan a la distribuidora eléctrica para una mejor operación de sus redes. Esto permite que las distribuidoras atiendan en menor tiempo las eventuales contingencias como, por ejemplo, monitorear o supervisar en tiempo real-extendido la operación de sus redes brindando un servicio de mayor calidad. A partir de este rol activo de los ciudadanos, la eventual instalación de generación propia (como paneles solares FV en el techo de sus hogares) y el conocimiento sobre sus propios consumos, es que los usuarios comienzan a ser “prosumidores”.
Para implementar una REID, es necesario instalar un sistema avanzado de tele-medición que nos permita contar con información de los principales parámetros eléctricos (demanda, energía, tensión, corriente) en todo tiempo. Además, es recomendable instalar nuevos equipamientos de automatización y protección inteligente en las redes de distribución eléctrica. Así luego, mediante el desarrollo de modernas herramientas de análisis de datos masivos se realiza una mejor gestión de la información para lograr un uso eficiente de todos los recursos disponibles tanto de la distribuidora como de los usuarios.
ACTORES
Para que las Redes Eléctricas Inteligentes de Distribución alcancen un funcionamiento eficiente, es necesaria la presencia y participación activa de los siguientes sectores de la sociedad para que conjuntamente y en permanente relación intrínseca busquen obtener la mayor eficiencia energética y así lograr ahorro eléctrico y cuidar el medio ambiente.
Los diferentes sectores que participan como actores fundamentales para el funcionamiento de las REID son:
· Las Empresas Distribuidoras
Estas son las empresas que cuentan con la infraestructura que permiten transportar la energía eléctrica a los hogares, es decir, hasta los puntos de consumo. Por lo tanto, son también las que se ocupan del mantenimiento, la calidad del suministro y la lectura de los medidores, entre otras funciones. Como nuestro proyecto está contextualizado en la ciudad de Caucete, contamos con la participación activa de DECSA (Distribuidora Eléctrica de Caucete S.A), dependiente del Ministerio de Infraestructura y Servicios Públicos del Gobierno de San Juan, que proporciona la instalación de los medidores inteligentes y paneles solares, como así también la inversión en nuevas tecnologías.
· Las nuevas tecnologías
Son las que proporcionan los avances y desarrollos en los aparatos técnicos necesarios para el funcionamiento de las REID. En nuestro proyecto trabajamos principalmente con empresas proveedoras de sistemas avanzados de tele-medición como son DISCAR, SMC Energy, y CIRCUTOR.
· Centros de I+D
En estos centros se realizan las investigaciones referidas a los avances científicos y a los desarrollos tecnológicos para la instalación y mejora de las Redes Eléctricas Inteligentes de Distribución. El Instituto de Energía Eléctrica (IEE), perteneciente a la UNSJ y al CONICET, es líder en investigaciones referidas a la energía eléctrica en toda Latinoamérica, y nosotros, el Grupo I+D REID, hacemos que Caucete sea la única ciudad de San Juan y una de las primeras en toda la Argentina en utilizar modernas tecnologías de Redes Eléctricas Inteligentes de Distribución.
· Comunicación Social
Consideramos que todas las instituciones, en nuestro caso científica, deben incidir en la sociedad para construir ciudadanía y la Comunicación es fundamental para que esto suceda. Confiamos que a través de la Comunicación pública de la ciencia y de los nuevos paradigmas metodológicos participativos, podemos acercar nuestras investigaciones a la sociedad, haciendo partícipe a cada usuario y convirtiéndolo en ciudadano de derecho. Es por esto, que contamos con canales de información en nuestra página web y en redes sociales para que cada duda o sugerencia pueda ser recibida.
· Usuarios-Prosumidores
Muchos de los ciudadanos de Caucete están siendo parte de uno de los avances tecnológicos más importantes en materia de energía eléctrica: las Redes Eléctricas Inteligentes de Distribución. Sin la participación del usuario es imposible que las REID surtan efecto y logren la eficiencia energética necesaria para el ahorro energético y el cuidado del medio ambiente. Cada usuario de la REID modelo contará con un medidor eléctrico inteligente y una aplicación para celular que le permite visualizar sus consumos diarios de energía eléctrica. Así, los ciudadanos que forman parte de este proyecto pasan de ser simples usuarios a convertirse en prosumidores: son productores de energía (aquellos que tengan generación propia mediante paneles solares en sus casas) y de información, y a la vez son consumidores eléctricos y decisores de su propio gasto eléctrico por el conocimiento que tienen de su propio consumo.
INFORMACIÓN TÉCNICA
El objetivo es transformar parte de la red actual de distribución eléctrica de Caucete gestionada por DECSA en una “red inteligente” modelo, que permita analizar y evaluar la interoperabilidad sistémica entre tecnologías y desarrollar herramientas computacionales y el know-how para acompañar evolución de las REID en Argentina.
Ello en el sentido de lograr un uso más racional y económico de la energía eléctrica y mejorar la calidad del servicio, incorporando generación solar FV, almacenamiento de energía, esquemas avanzados de tele-medición, automatización y protección inteligente en la red, y la flexibilidad o respuesta activa de la demanda respecto al precio de la energía.
DECSA posee 11.750 usuarios, con una demanda máxima de casi 20 MW. Al 2019 se han instalado 330 medidores inteligentes en usuarios residenciales, comerciales e industriales; y se espera duplicar esa cantidad al 2020.
La incorporación de medidores inteligentes en barrios e industrias de Caucete permite obtener valiosa información sobre el consumo y eventual generación eléctrica, la cual se procesa y analiza en el Laboratorio Analizador y Simulador de Redes Inteligentes (LASRI); como se observa en la figura.
Para el desarrollo de este proyecto, se han aprovechado las unidades de generación solar distribuida instaladas en seis usuarios de DECSA (en tres viviendas, un organismo de gobierno, una empresa y un sistema trifásico de extracción de agua subterránea para riego agrícola), todas conectadas a red y sin almacenamiento. Además, y como principal eje de desarrollo del proyecto, se sigue avanzando en la instalación de una moderna infraestructura de tele-medición inteligente (AMI, advanced metering infrastructure) y un sistema SCADA; lo que permite contar con gran información para el monitoreo de la red y que a su vez son la base (el principal input) de las herramientas computacionales a desarrollar para apoyar-facilitar las tareas de operación de la red de distribución.
Respecto las aplicaciones que se están desarrollando desde el LASRI, mencionar: modelamiento de curvas típicas de carga, sistema de detección y gestión de cortes suministro, web-app para usuarios con medidores inteligentes como herramienta para la autogestión o respuesta de la demanda, plataforma para la gestión de la operación de sistemas de distribución, y estimación del estado operativo de la red.
GRUPO I+D REID
Somos un grupo de interdisciplinario de investigadores y desarrolladores que trabajamos desde hace muchos años en Redes Eléctricas Inteligentes de Distribución. Pertenecemos al Instituto de Energía Eléctrica (IEE) que depende de la Universidad Nacional de San Juan y el CONICET. El equipo de investigación y desarrollo tecnológico (I+D) está liderado por el Dr. Ing. Mauricio Samper, quien es el director del proyecto; el Ing. Gustavo Barón, jefe del LASRI (Laboratorio Analizador y Simulador de Redes Inteligentes); el Ing. Federico Torres, referente de DECSA y un grupo de jóvenes colaboradores entre los que se encuentran ingenieros eléctricos, electrónicos e informáticos.
PRODUCTOS
Como productos del grupo de trabajo, estamos desarrollando diferentes modelos y aplicaciones (software), que permiten estudiar el funcionamiento, operación, supervisión y planificación de las REID. Entre los principales destacamos los siguientes, algunos ya en etapa de prueba a disposición de los usuarios.
· OpenREiD ©: sistema integral de gestión y optimización de redes eléctricas de distribución, basado en tecnología computacional de código abierto e interoperabilidad de la información (CIM). Posee un conjunto de funcionalidades que asisten en la toma de decisiones para la operación y planificación de redes de distribución. Es “free” a disposición de la academia e industria, motivando trabajos conjuntos de I+D+i (aplicaciones, tesis, proyectos).
· OpenPRED ©: herramienta de simulación computacional para apoyar el proceso de planificación técnico-económica de REIDs, la cual se encuentra implementada en un documento de planilla de cálculo de LibreOffice Calc e integra OpenDSS en su versión DLL para el cálculo y simulación de redes de distribución.
Entre sus funcionalidades posee:
* Capacidad de simulación de redes de distribución, principalmente cálculo de flujos de potencias, considerando la evolución de las cargas/generadores en el largo plazo (5, 10 o 20 años), como así también su desempeño diario (días típicos) y en diferentes escenarios.
* Capacidad de considerar diferentes recursos energeticos distribudios (DER): generación distribuida, vehículos electricos y almacenamiento de energía.
* Capacidad de análisis de la posibilidad de inserción de generación distribuida (Hosting Capacity), tanto en distribución primaria (MT) como a nivel de usuario en redes de BT.
* Capacidad de evaluar la confiabilidad de las redes incorporando nuevos aparatos de maniobra.
* Capacidad de graficación unifilar y georreferenciada (en GoogleEarth) de las redes y resultados de simulación (flujos de potencia, hosting capacity y confiabilidad).
* Capacidad de realizar un análisis económico, principalmente flujo de caja, considerando costos, recupero e inversiones de expansión de redes.
* Capacidad de una adecuada gestión de casos de estudio y escenarios.
La primer versión beta permite importar archivos desde DIgSILENT, exportados en formato de planilla de cálculo Excel.
Este producto y otros más que se desprenden del proyecto están disponibles en:
· OpenHC-PV (Open Hosting Capacity of PVsystems) ©: es una aplicación que permite determinar la cantidad de Generación Distribuida (GD), en particular solar fotovoltaica (FV), que se puede instalar en una red eléctrica de distribución, garantizando la operación óptima de sus componentes. Esta primer versión beta permite analizar de forma sistemática la inserción gradual de GD-FV en diferentes nodos de la red, simulación de flujos de potencia en modo instantáneo y en series de tiempo (diario), y evaluar los parámetros de la red que reflejan el rendimiento de la misma (voltaje, corriente, pérdidas).
Este producto y otros más que se desprenden del proyecto están disponibles en:
· OpenPy-DELF ©: es una aplicación para realizar pronósticos de carga eléctrica a corto plazo, basado en una nueva combinación efectiva de técnicas de aprendizaje profundo “Deep Learning”, que considera los desafíos de las redes eléctricas inteligentes. Esta primer versión beta permite realizar pronósticos de carga eléctrica, desde un enfoque determinístico o probabilístico, para un horizonte de tiempo arbitrario a corto plazo.
Este producto y otros más que se desprenden del proyecto están disponibles en:
· Mi Consumo Web ©: se trata de un sistema web responsive (adaptable a cualquier tipo de dispositivo) que brinda a los usuarios información acerca de sus consumos eléctricos. Se le muestra información como consumo del mes actual, del mismo período del año anterior, la demanda máxima del mes actual, el factor de potencia promedio, etc.
Este sistema esta disponible en el siguiente enlace:
Puede probarlo con estas credenciales:
Usuario: demo
Contraseña: 123456
· App Mi Consumo ©: se trata de una aplicación disponible, por el momento, únicamente para dispositivos Android. Al igual que el sistema “Mi Consumo Web”, brinda a los usuarios, en forma rápida e intuitiva, información acerca de sus hábitos de consumo eléctrico.
Esta disponible para descargar e instalar desde el Google Play Store o desde el siguiente link.
Puede probarlo con estas credenciales:
Usuario: demo
Contraseña: 123456
· Migo ©: sistema informático de supervisión-monitoreo de la energía eléctrica, que brinda herramientas para reducir de manera eficiente el consumo. Basado en IoT, permitie visualizar información online e histórica, de manera ágil y remota, generando reportes para la correcta toma de decisiones. Permite evitar picos de demanda, evaluar excesos o superposición de consumos e identificar equipos o sectores con sobrecarga.
· SMGE ©: Sistema de Monitoreo y Gestión de la Energía, es un sistema inteligente de supervisión y gestión de recursos energéticos que permite al usuario informarse y utilizar eficientemente el uso de sus recursos energéticos, considerando posibilidad de autogeneración (GDR). Se prioriza con este sistema la eficiencia energética, que es la reducción del consumo de energía por unidad de servicio o cantidad de producto, sin provocar una disminución de los niveles de vida y la calidad del servicio en los edificios, la producción y las empresas industriales de calidad.
· Open TC-AMI: herramienta computacional para la estimación de curvas típicas de demanda, mediante el análisis de mediciones de medidores inteligentes con técnicas avanzadas de minería de datos.
· OpenAppTarifas: es una aplicación que permite calcular, en esta primer versión beta, 2 (dos) tarifas típicas del sector de distribución de energía eléctrica: una T1G con el VAD (Valor Agregado de Distribución) energizado y calculando los correspondientes segmentos de linealización, obteniendo un cargo fijo y un cargo variable; y la otra T2MD con el VAD asignado a un cargo fijo (comercial) y un cargo por potencia, dejando solo en un cargo variable la compra (pass-through) de la energía del Mercado Eléctrico Mayorista (MEM).
Este producto y otros más que se desprenden del proyecto están disponibles en:
EQUIPO DE TRABAJO
· Dr. Ing. Mauricio SAMPER : Director del Grupo I+D REID y del PDTS Red Inteligente Caucete, Investigador Adjunto del CONICET, Profesor de la UNSJ, Consultor y Director de Transferencia Tecnológica del IEE-UNSJ-CONICET, Especialista en planificación y operación de REID, recursos energéticos distribuidos, uso eficiente de energía eléctrica, calidad y confiabilidad.
· Ing. Gustavo BARÓN: Director del LASRI y subdirector del proyecto Red Inteligente Caucete, Investigador y Profesor de la UNSJ. Consultor y Director de área Infraestructura y Equipamiento del IEE-UNSJ-CONICET. Especialista en calidad del producto eléctrico, desarrollo de equipamientos para adquisición y medición de datos, modelación, procesamiento y análisis armónico.
· Dra. Ing. Graciela Colomé: Investigadora y Profesora de la UNSJ. Especialista en operación de redes eléctricas, centros de control, estimación de estado, análisis de funcionamiento, entre los principales.
· Mg. Lic. Leandro CASTRO : Responsable del Centro de Control y desarrollo de sotware del LASRI, Profesional Adjunto de Conicet y Profesor de la Unsj. Coordinador del Sector Infórmatica del IEE-UNSJ-CONICET. Especialista en análisis, diseño y desarrollo de software, infraestructura informática, telecomunicaciones y seguridad de la información.
· Ing. Darío CARESTÍA: Investigador y Profesor de la UNSJ, Co director del PDTS Sistema de Iluminación Inteligente y Energéticamente Autónomo, para Edificios Públicos, Especialista en desarrollo e implementación de Software de aplicación en el área de Ingeniería.
· Prog. Guillermo GIZZI: Investigador y Profesor de la UNSJ. Especialista informático en generación de software de sistemas de potencia, diseño y gestión de base de datos.
· Ing. Roberto DI CARLO: Profesional de la Carrera de Personal de Apoyo a la Investigación y Desarrollo de CONICET del LASRI. Profesor de la UNSJ. Especialista en Comunicaciones Digitales, Telemedición y Operación Remota.
· Ing. Andrés BELTRÁN: Profesional de la Carrera de Personal de Apoyo a la Investigación y Desarrollo de CONICET del LASRI. Especialista en Sistemas de Control, Automatización y Operación Remota.
· Lic. Maximiliano FERNÁNDEZ : Investigador del CONICET. Especialista informático en generación de software de sistemas de potencia.
· Lic. María Ester BALMACEDA : Investigadora y Profesora de la UNSJ. Especialista informática en procesamiento de datos y generación de software.
· Ing. Javier Acosta : Profesional CPA de CONICET del LASRI. Especialista en telecomunicaciones, IoT, telemedición, diseño de redes de voz y datos, estaciones analógicas y digitales.
BECARIOS
· Ing. Jorge LARA: realizando doctorado en el tema “Estimación de estado en tiempo real de redes eléctricas inteligentes de distribución”.
· Ing. Mauro JURADO: realizando doctorado en el tema “Planificación operativa del día siguiente (day-ahead) en sistemas de distribución”.
· Ing. Javier SALAZAR: realizando doctorado en el tema “Modelo para incentivar programas de respuesta activa de la demanda”.
· Ing. Juan Pablo PALACIOS: realizando doctorado en el tema “Tarifación dinámica y recursos energéticos distribuidos en redes inteligentes de distribución”.
· Ing. Alejandro BENALCÁZAR: realizando doctorado en el tema “Despacho económico de redes inteligentes considerando agregadores de vehículos eléctricos”.
· Ing. Reynier ALARCÓN: realizando maestría en el tema “Modelamiento de curvas típicas de demanda para estimación de estado eléctrico”.
· Ing. Luis LECHÓN: realizando maestría en el tema “Evaluación técnico-económica de la capacidad de inserción de generación distribuida”.
INSTITUCIONES Y EMPRESAS QUE NOS APOYAN
