Jornada Técnica de la PTFE: GESTIÓN ENERGÉTICA SOSTENIBLE E INTELIGENTE EN EL ÁMBITO FERROVIARIO Madrid, 12 de marzo de 2015

Transcripción

1 Jornada Técnica de la PTFE: GESTIÓN ENERGÉTICA SOSTENIBLE E INTELIGENTE EN EL ÁMBITO FERROVIARIO Madrid, 12 de marzo de 2015 DESARROLLO DE UNA RED ELÉCTRICA INTELIGENTE FERROVIARIA Carlos Tobajas Guerra Jefe I+D+i Sistemas Eléctricos de Potencia ADIF Financiado por: Ref. PTR

2 Evolución de las redes eléctricas Necesidades actuales de las redes eléctricas: Uso eficiente de recursos fósiles Aspectos medioambientales: reducción de emisiones CO2 Integración de energías renovables Optimización de la red: reducción de pérdidas y aumento de la fiabilidad Gestión de la demanda Integración del vehículo eléctrico En un futuro las redes eléctricas deberán apoyarse son energías renovables, tecnologías de almacenamiento y redes eléctricas inteligentes

3 Redes eléctricas inteligentes Las redes inteligentes son las redes eléctricas que pueden integran de manera inteligente el comportamiento y las acciones de todos los actores conectados a ellas (quienes generan electricidad, quienes la consumen y quienes realizan ambas acciones) para proporcionar un suministro de electricidad seguro, económico y sostenible [1] Principales características de una Smart Grid: AUTOMATIZACIÓN INTELIGENCIA Y CONTROL PARTICIPACIÓN DEL CONSUMIDOR Y LA GENERACIÓN DISTRIBUIDA RESISTENCIA ANTE ATAQUES GESTIÓN DE LA DEMANDA CALIDAD ELÉCTRICA VEHÍCULOS ELÉCTRICOS CAPACIDAD PARA TODAS LAS OPCIONES DE GENERACIÓN Y ALMACENAMIENTO OPTIMIZACIÓN DEL TRANSPORTE ELÉCTRICO PREPARACIÓN DE LOS MERCADOS OPTIMIZACIÓN DE BIENES Y FUNCIONAMIENTO EFICIENTE [1] Smart Grids y la evolución de la red eléctrica. Observatorio industrial del Sector de la Electrónica, Tecnologías de la Información y Telecomunicaciones

4 Qué papel debe asumir un administrador de infraestructuras ferroviarias en este contexto de redes inteligentes? Adif Adif AV tienen diferentes roles respecto de la red eléctrica: En un futuro: DISTRIBUIDOR DE ENERGÍA CONSUMIDOR FINAL GENERADOR DE ENERGÍA GESTOR DE CARGAS

5 Instalaciones eléctricas Adif Adif AV RED CONVENCIONAL 363 subestaciones + 17 S/E RAM MW potencia instalada km líneas electrificadas 15 telemandos de energía km líneas AT ~ 6.000km líneas 2.2/3kV RED ALTA VELOCIDAD 42 subestaciones MW potencia instalada km líneas electrificadas 4 telemandos de energía ~ 50 km líneas AT km Líneas 750V OTRAS INSTALACIONES 585 Estaciones viajeros 57 terminales logísticas principales ENERGÍA CONSUMIDA [2] puntos de suministro Red Convencional: GWh Red Alta Velocidad: 942 GWh Usos distintos tracción: 322 GWh Red Ancho Métrico: 34 GWh [2] Pliego suministro de energía durante 2014 en puntos telemedidos gestionados por Adif

6 Funcionalidades principales de una red inteligente: AUTOMATIZACIÓN Actualmente todas las subestaciones de tracción están telecontroladas, incluso se dispone de elementos de seccionamiento en trayectos intermedios en las principales líneas. Las líneas de alimentación auxiliares de 2.2kV y 750V disponen de una monitorización y telecontrol parcial. La red de fibra óptica de Adif ( km) dispone de un sistema de supervisión y telemando de suministro eléctrico a los parques (SSPE). La mayor parte de las estaciones e instalaciones logísticas no están telecontroladas o monitorizadas en tiempo real.

7 Funcionalidades principales de una red inteligente: INTELIGENCIA Y CONTROL En Red Convencional y Alta Velocidad existen subestaciones con control distribuido que implementan algunos algoritmos de conmutación o reposición automática. Los Telemandos de implementan algunos algoritmos de búsqueda de faltas (LAV Madrid-Sevilla) o la configuración del sistema antiescarcha (LAV Madrid-Lérida). Dado el esquema tan lineal de las líneas ferroviarias, no se precisa en la operación de sistemas de búsqueda de faltas o de reconfiguración automática.

8 Funcionalidades principales de una red inteligente: PARTICIPACIÓN DEL CONSUMIDOR Y GENERACIÓN DISTRIBUIDA Aunque actualmente Adif dispone de muy poca potencia instalada de generación distribuidas (cogeneración en algunas de las grandes estaciones y micro generación solar ó eólica), su gestión inteligente puede contribuir a optimizar su explotación. La red inteligente puede mejorar la explotación ferroviaria optimizando la evacuación de la energía de frenado de los trenes, lo cual supone una mejora para las empresas Operadoras, y en menor medida, para el Gestor de la infraestructura. Deben desarrollarse métodos, acuerdos o normativas que permitan un reparto de los beneficios entre ambos.

9 Funcionalidades principales de una red inteligente: RESISTENCIA ANTE ATAQUES Y DESASTRES NATURALES En la red de tracción, dado el grado de telecontrol y monitorización, no supondría un salto cualitativo respecto a la capacidad actual para la restauración del servicio ante un ataque o un desastre natural. Las líneas de servicios auxiliares en las LAV están sufriendo actualmente el robo de cable con importantes repercusiones económicas y sobre la regularidad de tráfico. Una red inteligente podría contribuir a la mejora en la detección de estos incidentes y contribuir a su erradicación.

10 Funcionalidades principales de una red inteligente: GESTIÓN DE LA DEMANDA Consumos internos (o UDT usos distintos de tracción). Permitiría a Adif beneficiarse de las señales de precio. Es necesario evaluar hasta que grado podemos gestionar nuestros consumos internos o la rentabilidad técnico-económica de instalar sistemas de almacenamiento. Consumos externos (de tracción). La gestión de las cargas de tracción puede tener su origen en: - Causas internas del sistema eléctrico ferroviario, originadas por fallos del propio sistema o debidas a las podría cargas. - Causas externas al sistema ferroviaria, originadas por requerimientos de las redes de transporte o distribución. La red inteligente debe disponer de algoritmos que permitan mitigar las problemática técnica de la red eléctrica en su conjunto, y Recoger la información necesaria que permita implementar una metodología para un reparto justo de los beneficios o penalizaciones entre el gestor de la infraestructura y las empresas operadoras.

11 Funcionalidades principales de una red inteligente: CALIDAD DE RED Adif dispone de un sistema de control de la calidad de red (denominado SOCRATES) en el cual se monitoriza la calidad de red de las subestaciones de tracción. Dicho sistema está en fase de expansión a todas las subestaciones e incluso podría abarcar todos los puntos frontera del sistema ferroviario.

12 Funcionalidades principales de una red inteligente: OPTIMIZACIÓN DE BIENES Y FUNCIONAMIENTO EFICIENTE VEHÍCULO ELÉCTRICO La curva de carga de gran parte de las instalaciones de tracción se caracteriza por picos elevados de potencia seguidos de periodos con potencias medias reducidas. Una red inteligente puede permitiría: - Adaptar el mantenimiento al estrés real de cada una de las instalaciones - Maximizar el uso de la instalaciones utilizando los periodos valle para transmitir energía para otros usos, como por ejemplo: Proyecto Ferrolinera. Despliegue de puntos de recarga de VE alimentados desde la infraestructura ferroviaria. Evacuar energía desde generadores de energía renovables de terceros (acción recogida en el Plan de Eficiencia Energética ). Proporcionar servicios no ferroviarios aprovechando la infraestructura ferroviaria requiere cambios normativos.

13 Funcionalidades principales de una red inteligente: CAPACIDAD PARA TODAS LAS OPCIONES DE GENERACIÓN Y ALMACENAMIENTO OPTIMIZACIÓN DEL TRANSPORTE ELÉCTRICO PREPARACIÓN DE LOS MERCADOS Estas funcionalidades están relacionadas con la regulación del sistema eléctrico, y no son de aplicación a la red eléctrica ferroviaria S/E Almodovar. Energía (kwh) Importada Exportada

14 Características diferenciales para su aplicación en redes ferroviarias La red eléctrica ferroviaria tiene además sus propias características como: - Sus principales cargas son móviles: TRENES - Las cargas (trenes) están sujetas a muchas restricciones: horarios, normativas, enclavamientos, sistemas de conducción, etc. - Sistemas eléctricos con configuraciones diferentes de las redes de transporte y distribución: 1x25kVca, 2x25kVca, 3kVcc y 1.500Vcc

15 Conclusiones La sostenibilidad del sistema eléctrico nos lleva a integrarnos en las futuras redes inteligentes. Retos Desarrollar las redes inteligentes ferroviarias, adaptadas a sus propios requerimientos. Adif, en papel de distribuidor de energía entre la red pública y los trenes, tiene la obligación y la oportunidad de conseguir un sistema eléctrico más eficiente técnica y económicamente a través de la su integración o interacción con las redes inteligentes de su entorno. Primeros pasos Cuantificar los beneficios posibles de este tipo de redes, incluyendo los beneficios intangibles como la RSC. Obtener la visión suficiente para poder evolucionar progresivamente nuestros numerosos sistemas de gestión, supervisión y control de la energía hacia una arquitectura que facilite la implementación de una red inteligente. Adif participa en los primeros proyectos de I+D+i para el desarrollo de redes inteligentes aplicadas al ferrocarril: Proyecto FERROSMARTGRID (convocatoria INNTERCONECTA 2011) Proyecto MERLIN (7º Programa Marco)

16 Proyecto FERROSMARTGRID Proyecto INNTERCONECTA Andalucía financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad CÁLCULO CONSUMO TRENES. CONDUCCIÓN EFICIENTE SISTEMA DE GESTIÓN ENERGÉTICA DE RED Ejemplo: Nodo de regulación SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS Y TRANSMISIÓN DE CONSIGNAS 16

17 MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN Carlos Tobajas. Financiado por: Ref. PTR