El Futuro ya Está Presente Hoy

Por Richard Choppet, gerente comercial Lubrisider

El tema de las subestaciones digitales es un tema recurrente y “a la moda” hoy en día. Pero, aunque todos sabemos de qué se trata, rápidamente es una evidencia que cada uno tiene una visión un poco distinta y, sobre todo, la realidad de cada país puede tener algunas diferencias. Para ser técnicamente riguroso, el tema de las subestaciones digitales debería referirse a la solución de una subestación completamente pensada y diseñada para tal efecto, desde los equipos de patio hasta los sistemas de protección y control. Sin embargo, en esta oportunidad hablaremos solamente de la parte electrónica de dicha solución que incluye la adquisición de datos, la comunicación y, por supuesto, de los sistemas de protección y control de las subestaciones.

¿Cuál es la situación actual en Chile? En la actualidad, no existe ninguna subestación completamente digital en Chile. Solo hay 2 paños pilotos en subestaciones diferentes y 2 subestaciones en fase de construcción en la zona de Osorno. Esto difiere de casi todos los otros países vecinos donde podemos encontrar varias experiencias en funcionamiento hace ya varios años. Por qué este desfase en las realidades.

Una de las razones de esta diferencia con los otros países de Latinoamérica no es solamente el temor de la novedad o la falta de datos históricos sobre períodos largos de estudios, sino que la regulación nacional no estaba (o no está) lista para apoyar y empujar dichas inversiones. En este contexto, la Comisión Nacional de Energía está revisando la regulación y los procesos existentes para poder permitir los próximos pasos en el desarrollo de esta tecnología en el país a la brevedad.

Otros de los temores en común a la introducción de nuevas tecnologías, es su seguimiento en el tiempo y sobre todo su interoperabilidad entre las diferentes ofertas presentes en el mercado. A nivel mundial, la lista de experiencias existentes es vasta y ya se han comprobado todas las ventajas sobre la solución llamada “convencional” que se ha usado hasta ahora. Hoy se manejan muy bien los ahorros posibles en construcción, cable e instalación, así como las posibles diferencias de precios del equipamiento requerido en esta nueva tecnología.

A nivel técnico, si es cierto que hay dos soluciones distintas de concentrar los datos del campo (PRP y HSR), la interoperabilidad existe realmente siempre y cuando se eligen equipos con las mismas características técnicas. La decisión de elección de usar PRP o HSR debería depender del diseño de la subestación y también del resultado buscado por el cliente, donde el diseño puede ser un poco más liviano o un poco más seguro dependiendo de lo especificado y de las necesidades del cliente final. Sin embargo y a pesar de la elección de la arquitectura del sistema, los elementos como las Merging Units y las protecciones deben ser “intercambiables” entre las distintas marcas, siempre y cuando, todas cumplan con los mismos requisitos técnicos seleccionados.

Se puede concluir que hoy en día existen los productos y servicios necesarios para la plena realización de una subestación digital. También podemos destacar la voluntad de los clientes y usuarios de empujar esta tecnología. Por otra parte, también tenemos el compromiso de la autoridad que está trabajando desde ya en la modificación de la normativa para permitir la misma. Todos los elementos están reunidos para que sigamos avanzando en la vía del desarrollo y podamos decir que el futuro ya está presente hoy.

 

LA DIGITALIZACIÓN ES EL SIGUIENTE PASO EN LA EVOLUCIÓN DE LAS SUBESTACIONES ELÉCTRICAS

Por Paulina Muñoz, Ingeniero Subdepartamento de Proyectos y Acceso a la Red, Departamento Eléctrico, CNE

Es claro que los avances tecnológicos se desarrollan cada día más rápido y la era de la digitalización llegó para quedarse. La implementación de estas nuevas tecnologías en los sistemas de transmisión de todo el mundo ya es un hecho, y Chile no ha sido la excepción.

La Comisión Nacional de Energía (CNE), en su rol de regulador del Sistema Eléctrico Nacional (SEN) y ente responsable de fijar las normas técnicas y de calidad indispensables para el funcionamiento y la operación de las instalaciones energéticas, comenzó un trabajo normativo el año 2018 relacionado con el diseño de las instalaciones de transmisión del SEN. Cabe mencionar que todo trabajo normativo que lidera la CNE se realiza en conformidad al Decreto Supremo N°11 del año 2017 que establece el Reglamento para la Dictación de Normas Técnicas.

Este trabajo normativo, titulado Anexo Técnico de Exigencias Mínimas de Diseño de Instalaciones de Transmisión, tiene como objetivo principal contar con un documento que contenga nuevos criterios de diseño que permitan la expansión armoniosa y coherente de las instalaciones de transmisión, en línea con los objetivos de eficiencia económica, competencia, seguridad, diversificación y acceso abierto mandatados en la Ley. Lo anterior tiene por motivación los cambios que se introdujeron mediante la Ley 20.936 del año 2016, en particular los cambios en la forma de realizar la expansión del sistema de transmisión, la cual  planifica el desarrollo de las instalaciones de servicio público de manera centralizada pudiendo intervenir instalaciones dedicadas en favor de una solución eficiente y, por otro lado, la característica de acceso abierto a las instalaciones de transmisión, las que podrán ser utilizadas por terceros bajo condiciones técnicas y económicas no discriminatorias entre todos los usuarios.

Por lo tanto, el Anexo Técnico tiene como fin último que el sistema de transmisión existente evolucione a un sistema más robusto, con estándares de diseño y construcción similares entre los distintos segmentos, de manera que no exista una diferencia significativa entre las instalaciones de servicio público y las instalaciones de interés privado o dedicadas. Lo anterior mediante la incorporación de exigencias de diseño, desempeño, seguridad y confiabilidad.

Dentro de los distintos tópicos que se incorporan en este nuevo Anexo Técnico se encuentran, por ejemplo, los criterios y exigencias sísmicas y de diseño civil, los criterios para determinar el área de emplazamiento libre para nuevas instalaciones de transmisión en relación a instalaciones ya existentes, los criterios de holgura y redundancias en el diseño de instalaciones, el diseño de disposición de equipos en patios y de equipos mayores de Alta Tensión y, se establece el equipamiento de paño básico que debe poseer cada instalación y cómo se debe desarrollar e implementar la compatibilidad tecnológica de las instalaciones.

En este último punto es donde un mayor nivel de comunicación es relevante, por lo que la digitalización representa el siguiente paso en la evolución de las subestaciones eléctricas, de esta manera se aumenta la seguridad, productividad y confiabilidad de los operadores de la red.

Así es como se incorporan distintas exigencias y criterios de diseño en el Anexo Técnico mencionado que definen las prestaciones que deben entregar los distintos equipos que componen una subestación digital, las configuraciones y desempeños de éstos, de manera de obtener todos los beneficios que presenta la implementación de estas nuevas tecnologías en el sistema eléctrico chileno. En ese sentido, el estándar internacional IEC 61850 y sus apartados son los documentos base para la implementación de las subestaciones digitales. En particular, el Anexo Técnico establece el uso y las exigencias de diseño para las Unidades Concentradoras o Merging Units (MU), equipo utilizado para la conversión análogo–digital de las señales, las cuales deberán estar instaladas ubicadas en el patio de alta tensión, de manera tal de minimizar la longitud del cableado a la referida unidad. De la misma forma, cada MU deberá transmitir la información hacia los Dispositivos Electrónicos Inteligentes o Intelligent Electronic Devices (IED’s), de acuerdo al protocolo del estándar IEC 61850-9-2 e IEC 61850-8-1, a través de un bus de procesos. El soporte para dicho bus de proceso deberá estar contenido dentro de una red de comunicaciones Ethernet de alta disponibilidad, basados en la norma IEC 62439.

Respecto de los equipos convencionales, cada núcleo secundario de los Transformadores de Corriente deberá conectarse a una MU dedicada. En cuanto a los Transformadores de Potencial, será posible conectar los núcleos secundarios compartiendo la MU del paño que corresponda. En el caso de utilizar Transformadores de Instrumentación No Convencionales o Non Conventional Instrument Transformers (NCIT), éstos se podrán conectar directamente en los IED’s, sin necesidad de conectarse previamente a la MU, siempre y cuando estos cuenten con una salida de datos para un bus de proceso de acuerdo a los estándares IEC 61850-9-2 y/o IEC 61850-8-1.

En términos de prestaciones y desempeño se establece que:

  • los sistemas de protecciones deberán verificar las exigencias de redundancia establecidas en el Anexo Técnico.
  • El Coordinador podrá autorizar que las funciones de bloqueo se realicen mediante lógicas de control en vez de la utilización de relés auxiliares de disparo y bloqueo (86), siempre y cuando esto no signifique una degradación en los sistemas de protección.
  • El diseño de las subestaciones digitales deberá realizarse considerando la posibilidad de utilizar equipamiento de distintos fabricantes, de acuerdo al estándar IEC 61850 vigente y sus requisitos de interoperabilidad. Para ello, la subestación digital deberá ser diseñada de manera que el diseño inicial no condicione la elección de un proveedor.
  • El Coordinador deberá velar por la interoperabilidad y la estandarización de formatos para el envío de datos cuando corresponda.

Es importante destacar que la implementación de esta tecnología se encuentra en desarrollo actualmente en el sistema eléctrico chileno mediante la construcción de distintos proyectos de carácter obligatorio que fueron parte del plan de expansión de la transmisión incluidos en el Decreto Exento N° 418 del año 2017 que Fija Listado de Instalaciones de Transmisión Zonal de Ejecución Obligatoria, Necesarias para el Abastecimiento de la Demanda y que en su ingeniería incorporaron esta nueva tecnología, como lo son las nuevas subestaciones La Misión y Remehue de propiedad de SAESA, y en la modernización del equipamiento existente en ciertos paños en 154 kV de la subestación Alto Jahuel solicitado por Transelec mediante lo establecido en el artículo 72°-18 de la Ley como una Modificación Relevante.

De esta manera, se ejemplifica que estas nuevas tecnologías tienen la oportunidad de implementarse en el sistema eléctrico, existiendo más de una alternativa para su ejecución, ya sea mediante los ejemplos antes mencionados como el desarrollo de proyectos de acuerdo al acceso abierto al sistema o las obras urgentes autorizadas por la Comisión Nacional de Energía de acuerdo a lo establecido en el artículo 102° de la Ley.

CIGRE Chile desarrolló, de manera online, su reunión anual de socios 2020

Junto con saludarles atentamente, el Comité Chileno del CIGRE, tiene el agrado de enviar el siguiente vínculo con la presentación realizada el pasado 29 de mayo de 2020, correspondiente a la asamblea general de socios, CIGRE 2020, y que en esta ocasión dada la contingencia sanitaria producto del COVID-19, se llevó a cabo bajo la modalidad virtual mediante una plataforma tecnológica.

En dicha ocasión su presidente, Gabriel Olguin, manifestó que CIGRE, que a pesar de la contingencia sanitaria continuará perseverando en su objetivo de promover el compromiso y el intercambio de conocimientos entre los profesionales de sistemas de energía a nivel mundial. 

Esta nueva modalidad de comunicarse remotamente plantea como uno de los principales desafíos de CIGRE Chile, para atraer más profesionales jóvenes, estudiantes e investigadores, así aumentar la participación de socios en grupos locales e internacionales y producir un número mayor de publicaciones que aporten valor para la industria.

Además, este año 2020, CIGRE, continuará generando de forma virtual el importante espacio de diálogo técnico mediante los distintos encuentros que lo han posicionado como una entidad referente, vinculada con el análisis profundo sobre los cambios y tendencias que están relacionados con el sector eléctrico nacional.

Lo mismo, continuar fomentando la participación de CIGRE Chile, en diferentes actividades internacionales correspondiente al sector eléctrico, afianzar la integración con los diferentes comités nacionales de la región iberoamericana del RIAC.

También, destaco la agenda de actividades Online CIGRE 2020, con la participación de expertos internacionales y que a principios de mayo se desarrolló el Tutorial de HVDC, el cual tuvo una importante convocatoria de 250 asistentes. (como eje central temático fue abordado el proyecto nacional Kimal-Lo Aguirre, así como la participación del grupo de trabajo local de HVDC integrado por 3 áreas, Estudios, Líneas y Estaciones convertidoras). 

La agenda 2020, se complementará con la organización de los siguientes eventos en el año 2020:

  • Santiago Chile 6,7,8,9,10 Julio 2020 

Seminario: “Tecnologías de vanguardia en el diseño y operación de los sistemas eléctricos

  • Santiago Chile Agosto/octubre 2020

Seminario: La nueva regulación en Distribución Eléctrica

  • Santiago Chile Octubre/agosto 2020

Seminario Transición Energética: Cómo se Impacta y se Gestionan los Mercados

 

El directorio de CIGRE Chile, para el periodo mayo 2019 – mayo 2021, está integrado por Gabriel Olguin P. (Presidente), Alex Alegría M., Eduardo Andrade H., Juan Carlos Araneda T., Sergio Barrientos B., Hernán Casar C., Renato Valdivia F. Y su secretario Manuel Silva P.

 

Comunicado de prensa Tutorial HVDC CIGRE

Y SE SUMARON A LOS BENEFICIOS DE LA TECNOLOGÍA

CIGRE Chile muestra avances de la Transmisión en Corriente Continua de Alto Voltaje HVDC

Cerca de 300 profesionales de diversas partes del mundo, participaron en el Tutorial online “Transmisión en Corriente Continua de Alto Voltaje HVDC”, organizado por CIGRE Chile durante los días 5, 6 y 7 de mayo del presente año.

Gabriel Olguín, Presidente de CIGRE Chile, destacó que la capacitación técnica constante de los profesionales es un elemento primordial para el desarrollo de enlaces HVDC a nivel global.

“Necesitamos que nuestros profesionales adquieran nuevas habilidades y conocimientos que se vinculen con el diseño, construcción y operación de enlaces HVDC. Esa es nuestra principal contribución desde el Comité de Estudio B4 de CIGRE Chile”, enfatizó.

Detalló que para el país la actualización de sus profesionales es de vital relevancia, especialmente para la ejecución del proyecto HVDC Kimal-Lo Aguirre. “El proyecto concretará la interconexión entre el norte y centro sur de Chile, que permitirá el transporte e intercambio masivo de energía renovable”. 

Kimal-Lo Aguirre es parte de la segunda interconexión del país, que se ha contemplado en el Plan de Expansión de la Transmisión del año pasado.

En tal sentido, Carlos Barría, Jefe de Divisiones Prospectiva y Análisis de Impacto Regulatorio; Ambiental y Cambio Climático del Ministerio de Energía, anunció que entre los meses de septiembre y octubre se presentará un informe preliminar que servirá de base para la Planificación Energética de Largo Plazo de los próximos 5 años.

Detalló que los principales ejes propuestos para el proceso quinquenal serán: modelación energética y eléctrica; flexibilidad del sistema eléctrico; aspectos ambientales y climáticos; aspectos territoriales, sociales y tecnológicos; sistemas medianos y aislados.

Entretanto, Deninson Fuentes, Jefe del Departamento Eléctrico de la Comisión Nacional de Energía, resaltó algunos aspectos que se han considerado en el proceso de planificación de Kimal-Lo Aguirre, así como sus ventajas y beneficios.    

“El proyecto aumentará la capacidad de transmisión desde el Norte Grande hacia la zona central, en coherencia con los desarrollos esperados de generación”, acotó.

Por su parte, Manuel Silva, Secretario Ejecutivo CIGRE Chile, resaltó que la organización del Tutorial, modalidad online, representó un gran reto para el ente, los ponentes -nacionales e internacionales- y los participantes.

En CIGRE Chile, organizamos el primer Tutorial virtual, que ha significado un enorme desafío tecnológico y humano, para obtener el mayor provecho al trabajo remoto y a las experiencias de expertos nacionales e internacionales”, refiere.       

 

Elementos claves de la Transmisión HVDC 

En el primer día del Tutorial, se desarrollaron dos temáticas: Convertidoras HVDC y algunas Experiencias en Sistemas de Transmisión.

Gabriel Pávez, de Ensaut Ltda; y Javier Robledo, Interchile S.A; se encargaron de la primera temática. 

Pávez presentó una ponencia denominada “Principio de funcionamiento de una convertidora HVDC LCC”, en la que mencionó los elementos involucrados en un Convertidor CSC y un Convertidor LCC -no controlado y controlado-.

Por su parte, Javier Robledo, en su trabajo titulado “Arreglo físico de una convertidora HVDC LCC”, detalló las Topologías en HVDC, los principales Componentes de una Estación Convertidora y la disposición de la Estación Porto Velho-Río Madeira (Brasil). 

La segunda temática, dirigida por José Salazar, de Siemens Energy S.A, planteó los diferentes desafíos de los sistemas HVDC. 

En su presentación “Interacción de Sistemas HVDC con Sistemas Débiles en AC”, Salazar se refirió a la Alta Penetración de energía renovable, a los diferentes tipos de Tecnologías de Almacenamiento y a la Transmisión en DC.    

 

Criterios que gobiernan el diseño de líneas áreas HVDC 

Las Líneas de Transmisión y las experiencias en Sistemas de Transmisión HVDC, se discutieron en el segundo día del Tutorial. La jornada fue dirigida por Jaime Peralta, Coordinador Eléctrico Nacional (CEN) y Gabriel Olguín, Presidente de CIGRE Chile.  

Pablo Bustos Cruchaga, Jefe Funcional de Subestaciones y Líneas de Transmisión, y Alejandro Ferrada, Analista de Proyectos eléctricos de líneas de transmisión, ambos de Dessau ICSK; así como Miguel Alarcón del CEN, desarrollaron la primera temática de trabajo. 

En la temática de los referidos especialistas, se mencionaron los siguientes aspectos: Ingeniería de diseño de LT HVDC; Campos Electromagnéticos, Efecto Corona y Coordinación de Aislación en HVDC; y Aisladores y tipos de retornos en líneas áreas.  

La segunda temática contó con la participación de Neil Kirby, de GE Renewables; y Matías Merino, de ICSK Chile.   

 

Estudios necesarios para integrar sistemas HVDC 

Y en la última jornada del Tutorial los moderadores fueron Jaime Cotos, ingeniero especialista en Subestaciones Área de Energía de WSP; y Gabriel Olguín, Presidente de CIGRE Chile.   

El Tutorial igualmente se dividió en dos bloques de discusión. En el primer bloque, llamado Estudios Eléctricos para integración de Sistemas HVDC, Alex Palma, de CELEO Redes Chile, presentó el tema “Introducción al WG+Estudios estáticos”; y Carlos Mendoza, de Acciona, mencionó algunos “Estudios dinámicos”. 

En el segundo bloque, denominado Experiencias en Sistemas de Transmisión HVDC-Desarrollo Tecnológico, participaron Felipe Sobrinho de ABB, con su ponencia “Multiterminal HVDC and HVDC Grids”; Dan Kell de Hatch LTD, con “Integration of Renewables using HVDC”; y Wujun Quan de Manitoba Hydro, con “Field and Corona Effects (FACE) of High Voltage Overhead Transmission Lines”. 

 

CIGRE Chile seguirá impulsando la formación de los profesionales de manera online durante la pandemia global, recordó Manuel Silva, Secretario Ejecutivo CIGRE Chile.

El Tutorial “Transmisión en Corriente Continua de Alto Voltaje, HVDC” contó con el patrocinio de la Comisión Nacional de Energía, el Ministerio de Energía, la Superintendencia de Electricidad y Combustibles, el Colegio de Ingenieros de Chile A.G, Generadoras de Chile, Hatch, la Cámara Chileno Alemana, FACE, ACERA A.G, GPM AG, AmCham Chile, la Agencia de Sostenibilidad Energética, IEC, y Empresas Eléctricas A.G.   

Entre los auspiciadores se destacaron: Entel, JORPA, Grupo SAESA, ABB, SK Ingeniería, ISA Interchile, Mainstream Renewable Power Chile, Siemens, GE Renewable Energy.  

En el mes de junio se realizará el seminario virtual, “Modelos de Negocios del Almacenamiento de Energía y Nuevas Tecnologías en el Diseño y Operación de los Sistemas Eléctricos”.    

 

Para más información sobre este seminario y las próximas actividades que se estarán realizando, está a disposición el Facebook de CIGRE: Cigre – Comité Chileno, el Twitter: @seminarioscigre y el sitio web: www.cigre.cl

 

“Acceso a memorias con streaming y presentaciones exclusivo para socios y asistentes al evento