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Redes inteligentes para Colombia
TALLER - TECNOLOGA E IMPLEMENTACIN DE REDES INTELIGENTES EN EL
SECTOR ELCTRICO COLOMBIANO
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
Grupo SILICE ngela CadenaUniversidad de los Andes
Medelln, 23 de noviembre de 2010
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Grupo de trabajo proyecto Silice
Universidad de los Andes Profesores: Roberto Bustamante, ngela
Cadena, Fernando
Jimnez, Mario Rios, Nicanor Quijano.
Asistentes: lvaro Acua, Juan G. Garca, Daniel Muoz, Andrs
Pantoja, Carlos Silva, Camilo Tutiva, Carlos Viteri.
Universidad Nacional de Colombia
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
Universidad Nacional de Colombia Profesores: Gerardo Gordillo,
Horacio Torres.
Asistentes: Ana Mara Blanco, Julin Aristizbal, Johan Hernndez,
Luis Luna.
Otros participantes: Sergio Botero, Daniel Vesga, Luis I.
Betancur y Alberto Rodrguez
Codensa: Carlos Gmez y segn especialidad.
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Etapas del taller
Etapa 1: Aspectos introductorios
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INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
Etapa 1: Aspectos introductoriosEtapa 2: Motivadores y elementos
clave para las redes inteligentesEtapa 3: Mapa de ruta - Preguntas
y respuestasEtapa 4: Reflexin en gruposEtapa 5: Puesta en comn y
tareas
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Metodologa
Presentaciones
Preguntas y respuestas
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
Preguntas y respuestas
Se presentarn preguntas de opcin mltiple
Cada participante podr participar con una tarjeta de respuesta
(electrnica o papel)
Trabajo en grupos
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Preguntas y respuestas
Se establecer un tiempo determinado para que todos respondan
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que todos respondan
Cada tarjeta tiene 10 nmeros y 10 letras para responder.
Utilizaremos las letras.
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Preguntas de prueba
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INTELIGENTES INTELIGENTES
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Preguntas de prueba
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Quin es el Presidente de la Repblica de Colombia?
1. Noem Sann
2. lvaro Uribe Vlez
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2. lvaro Uribe Vlez
3. Hernn Daro Gmez
4. Juan Manuel Santos
5. Antanas Mockus
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Sobre qu tema vers la ltima resolucin publicada por la CREG?
1. Opcin a la entrega de contratos de combustible para las
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INTELIGENTES INTELIGENTES
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1. Opcin a la entrega de contratos de combustible para las
OEF.
2. Las reglas para la participacin de la GD en el mercado
elctrico.
3. El monto total de la contribucin que deben pagar las
entidades sujetas a regulacin de la CREG
4. Mecanismos para implementar los procedimientos de medicin
neta.
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Redes inteligentes
Breve introduccin
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
Breve introduccin
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Cambio tcnico en la industria elctrica
Profundizacin de los mercados con mayor participacin de la
demanda y mayor nmero de agentes. Orientacin de negocios en esta
actividad (innovacin y
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
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Orientacin de negocios en esta actividad (innovacin y reduccin
de costos)
Mayores exigencias de confiabilidad, calidad, y cobertura.
Preocupacin por el uso eficiente de energa y reduccin de
prdidas.
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Cambio tcnico en la industria elctrica
Reduccin de tamao y costo de las plantas de generacin y mayor
participacin de fuentes limpias.
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
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Seguridad energtica.
Metas ambientales.
Diversificacin de la canasta.
Produccin industrial y desarrollo tecnolgico local.
Polticas de largo plazo.
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Cambio tcnico en la industria elctrica
Requerimientos especficos e incorporacin de nuevas tecnologas
Renovacin de redes.
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Mayor automatismo.
Mejoras en el servicio y niveles de cobertura.
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Cambio tcnico en industrias relacionadas
Equipamiento inteligente (AMR, AMI)
Traccin elctrica.
Electrnica de potencia.
Deteccin de fallas.
Telecomunicaciones: informacin del negocio de
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Telecomunicaciones: informacin del negocio de distribucin
(operativa y comercial) es una gran oportunidad.
Algoritmos y tcnicas que consideran mltiples agentes.
Informtica: modelos de informacin estandarizados (CIM),
metamodelos y grid computing.
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Etapas en el desarrollode la GD y las RI
Modelo actual Nuevo modelo
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Nmero de agentes y capacidad instalada bajos criterios y
prcticas comunes.
Nmero de agentes y capacidad tal que requiere intervencin en
topologa y adecuacin de prcticas ajuste de reglas de mercado.
Capacidad instalada y nmero de agentes alto no es factible
operar con la arquitectura actual, prcticas nuevas, reglas
nuevas.
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Contexto energtico
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
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Contexto energtico
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Entre 1973 y 2007 la participacin del petrleo en la canasta
energtica mundial
pas de:
1. 48% a 40%
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
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2. 26% a 45%
3. 46% a 34%
4. 48% a 47%
5. 46% a 52%
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En el mismo periodo, la participacin de las renovables (incluida
hidro y nuclear)
pas de:
1. 13% a 19%
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
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1. 13% a 19%
2. 16% a 22%
3. 8% a 18%
4. 10% a 9%
5. 15% a 24%
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Energa primaria (Fuente: IEA)
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
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Tomado de: IEA, Key World Energy Statistics, 2009
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Se espera que la participacin de las energas alternativas (a los
combustibles fsiles), en la canasta energtica mundial
de 2035, sea de:
1. 1/2
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
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1. 1/2
2. 1/3
3. 1/4
4. 1/5
5. 1/6
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Uso de energa comercial por fuente (Fuente: EIA-DOE)
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
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Tomado de: DOE; International Energy Outlook, 2010
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Cul cree usted que va a ser la electricidad proveniente de
renovables
(incluida la nuclear) en 2035 en el mundo?
1. Superior al 35%
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2. Entre 25% y 35%
3. Entre 20% y 25%
4. Entre 15% y 20%
5. Inferior al 15%
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Perspectivas de crecimiento elctrico (Fuente: IEA-DOE)
ELC crece casi 90% en el periodo de anlisis.RNW son utilizadas
en la generacin de ELC(en su mayora HYDRO y WIND (adems de
Nuclear)).
Entre las otras renovables, se destaca la biomasa.En Europa hay
mas optimismo sobre la energa solar
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIATomado de: DOE; International Energy
Outlook, 2010
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El precio internacional del barril de petrleo en 2035 se va a
situar
entre:
1. 25 50 US$
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
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1. 25 50 US$
2. 50 75 US$
3. 75 100 US$
4. 100 125 US$
5. 125 150 US$
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Estimaciones del precio de petrleo(Fuente: EIA-DOE)
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
Tomado de: DOE; International Energy Outlook, 2010
Tomado de: UPME, Proyeccin de demanda de energaEn Colombia,
Octubre 2010.
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Entre 1975 y 2008 la participacin del petrleo en la canasta
energtica
colombiana pas de:
1. 40% a 52%
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
1. 40% a 52%
2. 45% a 35%
3. 52% a 40%
4. 46% a 52%
5. 46% a 48%
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En el mismo periodo, la participacin de las renovables (incluida
hidro y excluida
lea) pas de:
1. 13% a 18%
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
1. 13% a 18%
2. 16% a 21%
3. 15% a 12%
4. 11% a 16%
5. 15% a 24%
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Evolucin de la participacin de las fuentes de energa primaria en
la oferta interna colombiana
(Fuente: UPME)
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIAFuente: UPME, PEN 2010-2030. Informe
Final
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En el mismo periodo, la participacin de la electricidad en la
demanda interna pas de:
1. 2% a 18%
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
2. 9% a 4%
3. 7% a 15%
4. 22% a 14%
5. 7% a 21%
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Evolucin de la participacin de las fuentes de energa en la
oferta interna colombiana
(Fuente: UPME)
GN
2%PT1%
CM
9%DSO7%
FO9%
Otros3%
1975 GN18%
PT1%
DSO21%
FO1%
Otros6%
2008
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
Fuente: UPME, Balances energticos 1975 y 2008
LE26%
BZ6%
RC0%
EE
7%
GLP2%
GM22%
KJ6%
7%
CM
4%
LE7%
BZ4%
RC1%
EE
15%
GLP3%
AC1%
GM14%
KJ3%
BD1%
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La composicin actual del parque de generacin es 68% H y 32% T,
cul es la participacin de las
plantas menores ?
1. 7%
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
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1. 7%
2. 8%
3. 10%
4. 12%
5. 6%
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Hid. Menores7.20%
Trmica Carn5.28%
Gas Menores0.39%
Cogeneracin0.20%
Elica0.14%
Capacidad instalada para generacin elctrica Sistema
hidro-dominado
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ThermalHydroWindHidrulica
60.13%Trmica Gas
26.66%
Capacidad instalada = 13.4 GW (68%H,32%T)Carga pico = 9.1
GWDemanda = 56 TWh - ao
Fuente: XM
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Cul es el participacin del consumo residencial en el total de
consumo de
electricidad?
1. 43%
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
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1. 43%
2. 34%
3. 15%
4. 8%
5. 38%
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10.00
Participacin del consumo residencial
Alta demanda residencial
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
Demanda Comercial NO-Regulada (GWh) Demanda Comercial Regulada
(GWh)
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Cul va a ser la composicin del parque de generacin en 2020?
1. 60% H, 40% T
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
1. 60% H, 40% T
2. 65% H, 35% T,
3. 65% H, 30% T, 5% R
4. 70% H, 29% T, 1% R
5. 75% H, 22,5% T, 2,5% R
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Cul debera ser la meta de participacin de las renovables
(diferente a la hidro convencional) en
la canasta de energa elctrica colombiana de 2030?
1. 15%
REDES REDES
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1. 15%
2. 10%
3. 8%
4. 20%
5. Ninguna
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El precio del kWh fotovoltaico con relacin a la tarifa del
estrato 4 residencial es:
1. 5 veces
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
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2. 4 veces
3. 3 veces
4. 2 veces
5. igual
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1. 75 %
Cul es la eficiencia del sistema elctrico colombiano desde la
generacin hasta el
uso final?
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
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1. 75 %
2. 65%
3. 60%
4. 50%
5. 40%
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Eficiencia del sistema elctrico colombiano(Fuente:
Aldana,Cspedes, Parra, 2010)
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1. Falso
Las perdidas totales en el sistema energtico colombiano son
mayores que
la energa til?
REDES REDES
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1. Falso
2. Verdadero
3. No sabe
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10757 15990
15302
42516
28445
EXP 110352 8396
HIDROENERGIA CENTRALES ELECTRICAS
ENERGIA PRIMARIA
CENTROS DE TRANSFORMACION CONSUMO ENERGIA FINAL POR SECTORES
42099
UNIDAD ENERGETICA 1 TERACALORIA - 1 BILLON CALORIAS - 100
TEP
1 TEP : TONELADA EQUIVALENTE DE PETROLEO
36570
890
80239 SECTOR
TRANSPORTE
EXPORTACION
ENERGIA UTIL SECTOR
INDUSTRIAL
E
N
E
R
T
O
T
REPUBLICA DE COLOMBIA . FLUJO ENERGETICO 2006 TERACALORIAS
REFINERIA
V.I.
160091381996
CARBON
110409
IMPORTACION 9426
EXPORTACION 363774
807600 43393 235117
1037 17936
11294
1559
60342
V.I
IMPORTACION
PETROLEO
18
7540 17826
16826
IMPORTACION 18
65027
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
1027
57
49902
12445 73161
3373897
807.600
MME - UPME
4267
39
21185 42440
PERDIDAS
890
PLANTAS
442
NO APROV PERDIDAS PERDIDAS
8991 PERDIDAS DE CONSUMO
SECTOR RESIDENCIAL COMERCIAL Y PUBLICO
SECTOR AGROMINERO
CONSTRUCCIO NES Y NO ID.
6
G
I
A
A
L
381996
124707
348446 EXP
COQUE
GAS 7419
0 1525 1498
COMBUSTIBLES VEGETALES Y OTROS COMBUSTIBLES.*
V.I 4649 N.A 257
9208 2942
16894
4
4201
32370
* Incluye (lea, Bagazo y Residuos Industriales)
Prdidas totales en Colombia(Fuente: UPME, BEN 2006)
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Intensidad energtica en Colombia(Fuente: UPME, PEN 2010
2030)
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
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Las emisiones per cpita promedio de GEI en el mundo con relacin
a las colombianas
en 2005 fueron:
1. 4,5 veces
2. 3,85 veces
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
2. 3,85 veces
3. 3 veces
4. 2,2 veces
5. 1,65 veces
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Redes inteligentes para
nuestras redes
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
nuestras redes
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Cul cree usted que es el principal motivador del desarrollo de
las redes inteligentes a nivel mundial?
1. Preocupaciones ambientales
2. Diversificacin de la canasta
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
2. Diversificacin de la canasta
3. Uso eficiente de energa
4. Obsolescencia de equipos
5. Seguridad energtica
6. Desarrollo tecnolgico e industrial
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Cul cree usted que es el segundo motivador del desarrollo de las
redes inteligentes a nivel mundial?
1. Preocupaciones ambientales
2. Diversificacin de la canasta
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
2. Diversificacin de la canasta
3. Uso eficiente de energa
4. Obsolescencia de equipos
5. Seguridad energtica
6. Desarrollo tecnolgico e industrial
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Cul cree usted que es el tercer motivador del desarrollo de las
redes inteligentes a nivel mundial?
1. Preocupaciones ambientales
2. Diversificacin de la canasta
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
2. Diversificacin de la canasta
3. Uso eficiente de energa
4. Obsolescencia de equipos
5. Seguridad energtica
6. Desarrollo tecnolgico e industrial
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1. Verdadero
Cree usted que las redes inteligentes modificarn la arquitectura
del mercado
elctrico?
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
1. Verdadero
2. Falso
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1. Menos de 20
2. Entre 20 50
Cuntos proyectos se estn adelantando en el tema de redes
inteligentes a nivel mundial?
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
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2. Entre 20 50
3. Entre 50 100
4. Entre 100 200
5. Mas de 200
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Proyectos en el tema de redes inteligentes a nivel mundial
Cluster de proyectos IRED: WP 1: Power quality and security
of
supply WP 2: ICT/IST relevant for DER WP 3:
Laboratory-cooperations WP 4: Coordination of
Pilotinstallation activities WP 5: Socio-economic issues
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
WP 5: Socio-economic issues WP 6: International co-operation
including international associations WP 7: Co-ordination with
Regional
Research Programmes on DER WP 8: Inernet-based Information
and Management System WP 9: Project management
activities WP 10: Organisation Contractor
meetings, Workshops, Experts
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1. Centralizado2. Totalmente descentralizado
Cul cree usted que ser el esquema de control del sistema
elctrico para facilitar el desarrollo de las
redes inteligentes?
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
2. Totalmente descentralizado3. Descentralizado con
controladores a nivel de micro-redes
4. Descentralizado con controladores a nivel del operador de
red
5. Esquema actual
-
1. Centralizado
La siguiente pirmide ilustra una jerarqua de control entre el
consumidor y la empresa elctrica Dnde ubicara usted
la funcin de control de la GD?
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
1. Centralizado
2. Totalmente descentralizado
3. Descentalizado con controladores a nivel de micro-redes
4. Descentralizado con control a nivel del operador de red
5. Esquema actual
-
1. Fibra ptica
Qu tecnologa ha sido la ms utilizada para las telecomunicaciones
en proyectos de redes
inteligentes en el mundo?
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
1. Fibra ptica
2. GPRS
3. GSM
4. BPL (PLC)
5. WiMax
-
1. 5
En cunto aos el pas alcanzar una cobertura de fibra ptica
cercana al 70%?
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
2. 10
3. 15
4. 20
5. 25
-
1. Menos de 1 milln
Cuntos medidores inteligentes hay instalados en Europa?
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
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1. Menos de 1 milln
2. Entre 3 5 millones
3. Entre 5 10 millones
4. Entre 10 30 millones
5. Mas de 30 millones
-
1. 50 US$
2. 80 US$
A cunto ha llegado el valor de un medidor inteligente?
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
2. 80 US$
3. 130 US$
4. 260 US$
5. 480 US$
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1. Sistemas y redes de comunicacin en
Cul es el objetivo principal de la norma IEC 61850?
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
1. Sistemas y redes de comunicacin en subestaciones
2. Requisitos de conexin de GD
3. Sistemas fotovolticos
4. Calidad de potencia
5. Medicin de energa
-
1. NTC 2050
Qu norma regula a nivel internacional la conexin de GD?
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1. NTC 2050
2. IEC 61850
3. IEEE 1547
4. IEEE 929
5. IEC 61180
-
Cul cree que debe ser el perfil del ingeniero clave para las
redes inteligentes?
1. Elctrico
2. Electrnico
3. Telecomunicaciones
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INTELIGENTES INTELIGENTES
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3. Telecomunicaciones
4. Energtico
5. Mecnico
6. Todas las anteriores
-
Cul de las siguientes definiciones cree usted que es la que se
debera adoptar en Colombia
para el concepto de GD?
1. Fuente de potencia elctrica conectada directamente a la red
de distribucin o en el lado del contador que corresponde al cliente
(T. Ackerman et. al., 2001) (IEA)
2. instalaciones de generacin elctrica conectadas a un rea de un
sistema de potencia a travs de un punto de acople comn; un conjunto
de recursos
REDES REDES
INTELIGENTES INTELIGENTES
PARA COLOMBIAPARA COLOMBIA
2. instalaciones de generacin elctrica conectadas a un rea de un
sistema de potencia a travs de un punto de acople comn; un conjunto
de recursos distribuidos. (IEEE 1547)
3. es la generacin o el almacenamiento de energa elctrica a
pequea escala, lo mas cercana al centro de carga, con la opcin de
interactuar (comprar o vender) con la red elctrica y, en algunos
casos, considerando la mxima eficiencia energtica (CONAE).
4. es la generacin conectada a un Sistema de Distribucin Local
(red radial), que no tiene acceso directo a la red de transmisin, y
no es despachada centralmente y cumple con los requerimientos de
conexin. (Proyectos Colciencias Codensa-Uniandes Unal UIS)
-
Cul de las siguientes definiciones cree usted que es la que se
debera adoptar en Colombia
para el concepto de RI?
1. ... es el sistema de distribucin de electricidad (desde el
punto de generacin hasta el punto de consumo) integrado con
comunicaciones y tecnologa de la informacin para mejorar la
operacin de la red, el servicio al cliente, y los beneficios
ambientales (DOE).
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INTELIGENTES INTELIGENTES
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al cliente, y los beneficios ambientales (DOE).
2. Es una red de entrega de energa de manera eficiente,
confiable y econmica, que incorpora recursos energticos
distribuidos, fomenta la participacin de los consumidores, y se
basa en sistemas de automatizacin avanzados para la supervisin
inteligente y el control de la red [OSI].
3. Corresponden a una visin moderna de las redes elctricas en
las que convergen nuevas tecnologas y algoritmos en el sistema de
potencia, sistemas de telecomunicaciones e informacin, que hacen
mas flexible la industria elctrica y ms competitivo y eficiente el
mercado (Uniandes Unal - Colciancias- Codensa)