Jornada Técnica de la PTFE:GESTIÓN ENERGÉTICA SOSTENIBLE E INTELIGENTE

EN EL ÁMBITO FERROVIARIOMadrid, 12 de marzo de 2015

Ref. PTR-2014-0351

Financiado por:

DESARROLLO DE UNA RED ELÉCTRICA INTELIGENTE FERROVIARIA

Carlos Tobajas GuerraJefe I+D+i Sistemas Eléctricos de Potencia

ADIF

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

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

VEHÍCULOS ELÉCTRICOS

CAPACIDAD PARA TODAS LAS

[1] Smart Grids y la evolución de la red eléctrica. Observatorio industrial del Sector de la Electrónica, Tecnologías de la Información y Telecomunicaciones

INTELIGENCIA Y CONTROL

PARTICIPACIÓN DEL CONSUMIDOR Y LA

GENERACIÓN DISTRIBUIDA

RESISTENCIA ANTE ATAQUES

GESTIÓN DE LA DEMANDA

CALIDAD ELÉCTRICA

CAPACIDAD PARA TODAS LAS OPCIONES DE GENERACIÓN Y

ALMACENAMIENTO

OPTIMIZACIÓN DEL TRANSPORTE ELÉCTRICO

PREPARACIÓN DE LOS MERCADOS

OPTIMIZACIÓN DE BIENES Y FUNCIONAMIENTO EFICIENTE

¿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:

DISTRIBUIDOR DE ENERGÍA

CONSUMIDOR FINAL

GENERADOR DE ENERGÍA

GESTOR DE CARGAS

En un futuro:

Instalaciones eléctricas Adif – Adif AV

RED CONVENCIONAL363 subestaciones + 17 S/E RAM

1.844 MW potencia instalada6.919 km líneas electrificadas

15 telemandos de energía2.500 km líneas AT

~ 6.000km líneas 2.2/3kV

RED ALTA VELOCIDAD42 subestaciones

4.300 MW potencia instalada2.355 km líneas electrificadas

4 telemandos de energía~ 50 km líneas AT

2.245 km Líneas 750V

OTRAS INSTALACIONESOTRAS INSTALACIONES585 Estaciones viajeros

57 terminales logísticas principales

ENERGÍA CONSUMIDA [2]

1.132 puntos de suministroRed Convencional: 1.452 GWhRed Alta Velocidad: 942 GWh

Usos distintos tracción: 322 GWhRed Ancho Métrico: 34 GWh

[2] Pliego suministro de energía durante 2014 en puntos telemedidos gestionados por Adif

Aplicaciones de una Red Inteligente en Adif

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 (16.000 km) dispone de un sistema de supervisión y La red de fibra óptica de Adif (16.000 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.

Aplicaciones de una Red Inteligente en Adif

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.

Aplicaciones de una Red Inteligente en Adif

Funcionalidades principales de una red inteligente:

PARTICIPACIÓN DEL CONSUMIDOR Y GENERACIÓN DISTRIBUID A

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 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.

Aplicaciones de una Red Inteligente en Adif

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.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.

Aplicaciones de una Red Inteligente en Adif

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: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.

Aplicaciones de una Red Inteligente en Adif

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.

Aplicaciones de una Red Inteligente en AdifFuncionalidades principales de una red inteligente:

OPTIMIZACIÓN DE BIENES Y FUNCIONAMIENTO EFICIENTE

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

VEHÍCULO ELÉCTRICO

- 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 2014-2020).

Proporcionar servicios “no ferroviarios” aprovechando la infraestructura ferroviaria requiere cambios normativos.

Aplicaciones de una Red Inteligente en AdifFuncionalidades principales de una red inteligente:

Estas funcionalidades están relacionadas con la regulación del sistema eléctrico, y no son de aplicación a la red eléctrica ferroviaria.

CAPACIDAD PARA TODAS LAS OPCIONES DE GENERACIÓN Y

ALMACENAMIENTO

OPTIMIZACIÓN DEL TRANSPORTE ELÉCTRICO

PREPARACIÓN DE LOS MERCADOS

-1000

-500

0

500

1000

1500

2000

2500

1 13 25 37 49 61 73 85

S/E Almodovar. Energía (kWh)

Importada

Exportada

Aplicaciones de una Red Inteligente en AdifCaracterísticas 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

Aplicaciones de una Red Inteligente en Adif

ConclusionesLa sostenibilidad del sistema eléctrico nos lleva a integrarnos en las futuras redes inteligentes.

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

Retos Desarrollar las redes inteligentes ferroviarias, adaptadas a sus propios requerimientos.

Cuantificar los beneficios posibles de este tipo de redes, incluyendo los beneficios intangibles como la RSC.

Obtener la visión suficiente para poder y económicamente a través de la su integración o interacción con las redes inteligentes de su entorno.

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)

Primeros pasos

Aplicaciones de una Red Inteligente en AdifProyecto FERROSMARTGRID Proyecto INNTERCONECTA Andalucía financiado por el

Ministerio de Economía y Competitividad

CÁLCULO CONSUMO TRENES. CONDUCCIÓN EFICIENTE SISTEMA DE GESTIÓN ENERGÉTICA DE RED

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Ejemplo: Nodo de regulación

SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS Y TRANSMISIÓN DE CO NSIGNAS

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN

Carlos Tobajas. e-mail: ctobajas@adif.es

www.ptferroviaria.es

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