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.

PARTICIPA DEL DEBATE DE LOS TEMAS CONTIGENTES DEL SECTOR ELÉCTRICO

La agenda de seminarios de CIGRE Chile para este año comprende una variedad de temas que hoy están en la discusión nacional del sector como son la tecnología HVDC que utilizará la nueva línea Kimal – Lo Aguirre, la denominada ley larga de distribución y el almacenamiento de energía. Como siempre, el objetivo de CIGRE Chile es compartir el conocimiento de los sistemas eléctricos de potencia y aportar al debate entre todos los actores del sector eléctrico chileno de manera de tomar decisiones informadas y establecer soluciones a la medida para el país. En este contexto, no te puedes perder ninguno de estos seminarios si deseas estar actualizado tanto en el conocimiento eléctrico como en las tecnologías de punta y además mantener el contacto con tus pares.  Agenda desde ya las siguientes fechas:

13 de abril Transmisión en Corriente Continua de Alto Voltaje, HVDC

11 de mayo Modelos de Negocios del Almacenamiento de Energía y Nuevas Tecnologías en el Diseño y Operación de los Sistemas Eléctricos

3 y 4 de agosto Congreso Internacional GEIDCO / CIGRE: Oportunidades y Desafíos de las Interconexiones Eléctricas – Energéticas en América del Sur y Central

5 de octubre La Nueva Regulación en Distribución Eléctrica

Infórmate en www.cigre.cl

INTEGRANDO A CIGRE CHILE EN LA INICIATIVA DE INTERCONEXIÓN GLOBAL

El Comité Chileno de CIGRE se integró como miembro de la iniciativa Global Energy Interconnection Development and Cooperation Organization (GEIDCO) a partir del 22 de abril de 2019.

GEIDCO fue establecida oficialmente en marzo de 2016 con la misión de promover el desarrollo en base a energías limpias y la construcción de un mundo armonioso. Básicamente GEIDCO es una plataforma para el desarrollo de infraestructura a gran escala de transmisión eléctrica y el consumo de energías renovables a escala mundial. En esencia corresponde a la integración de Redes Inteligentes (Smart Grid) + Redes de Ultra Alta Tensión (UHV) + Energías Limpias.

Durante el año 2019, se trabajó con los representantes de GEIDCO en Chile para coordinar su participación en el Congreso Bienal Internacional de CIGRE “Hacia un Sistema Eléctrico Renovable, Descarbonizado y Ciberseguro”, oportunidad en que contarían con una extensa sesión donde presentarían los objetivos y avances de la iniciativa de interconexión eléctrica global. Como ya es conocido, ese evento no se pudo realizar debido a la situación conflictiva presente en el país a fines de 2019.

Como parte de la planificación y coordinación con GEIDCO, Juan Carlos Araneda, director de CIGRE Chile, sostuvo reuniones con los directivos de GEIDCO en sus oficinas centrales en Beijing en septiembre de 2019 y recorrió el moderno y futurista centro de visitantes y el centro de información energética global. Al finalizar la visita, tuvo una reunión con el Chairman de GEIDCO, Liu Zhenya, instancia que se aprovechó para reforzar la cooperación de CIGRE Chile con GEIDCO en los diversos eventos locales y en los intercambios de información sobre el sector energía de la Región Sudamericana.

Como resultado de esta cooperación, CIGRE Chile y GEICO se encuentran organizando un evento conjunto, planeado para agosto de 2020, que se denominará Conferencia Internacional sobre las Oportunidades y Desafíos de las Interconexiones Eléctricas y Energéticas en América del Sur y Central.

Reunión con los directivos de GEIDCO en sus oficinas de Beijing, encabezados por su Chairman, Liu Zhenya.

Liu Zhenya regala dos libros de su autoría a Juan Carlos Araneda.

CIGRE CHILE APORTA A LA DISCUSIÓN DE LA PRÓXIMA LEY LARGA DE DISTRIBUCIÓN

Durante 2019 y en lo que va de 2020, el grupo WG C6 de CIGRE Chile ha tenido como objetivo final preparar un informe con recomendaciones para incorporar recursos dispersos en distribución, tales como almacenamiento y generación distribuida, asegurando un servicio eléctrico económicamente eficiente para los consumidores.

El alcance de los trabajos realizados ha incluido: a) caracterizar los cambios que están ocurriendo en distribución, incluyendo aspectos técnicos y económicos, b) describir los nuevos  modelos de negocios, sus alcances y limitaciones, c) identificar beneficios económicos para los consumidores, d) proponer medidas enfocadas en clientes energéticamente vulnerables, e) identificar efectos de DERs en el desarrollo de las redes de distribución y proponer procedimientos de adaptación y expansión de tales redes, f) identificar efectos de DERs en el desarrollo de las redes de transmisión y proponer procedimientos de adaptación y expansión de éstas, g) identificar y analizar alternativas para compatibilizar los nuevos modelos de negocios en distribución con las licitaciones de electricidad para clientes regulados, h) identificar imperfecciones de información que afectan el desarrollo de los nuevos modelos de negocios en distribución y proponer soluciones, i) proponer en qué forma la regulación en distribución puede adaptarse a la velocidad de los cambios tecnológicos y, finalmente j) preparar un conjunto de recomendaciones que faciliten un desarrollo competitivo y económicamente eficiente de los nuevos servicios de energía, usando para ello la infraestructura de redes que es monopolio natural.

El grupo ha tenido diversas oportunidades de interactuar con el Ministerio de Energía en el marco de sus trabajos de preparación del proyecto de ley de distribución (llamada ley larga). Varios integrantes del WG C6 participaron en los talleres organizados por este organismo, compartiendo posteriormente sus visiones en encuentros internos. Asimismo, hubo también reuniones directas entre el Ministerio y el grupo de distribución, oportunidades donde se presentaron los puntos de vista de CIGRE Chile y se comentaron las propuestas en elaboración por parte del Ministerio.

El último encuentro tuvo lugar el pasado 28 de enero de 2020, ocasión en que este Ministerio dio a conocer algunas de sus propuestas específicas como la definición de servicio público de la distribución, nuevos actores e introducción de competencia (comercializadores y agregadores de servicios), generación distribuida (autoconsumo y PMGD) y relación entre calidad de servicio y remuneración de distribución.