GESTIÓN EFICIENTE DE REDES DE ENERGÍA 3 DE MARZO DE...
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GESTIÓN EF IC IENTE DE REDES DE
ENERGÍA
3 DE MARZO DE 2017
Proyecto OPERE
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
ÍNDICE
ACCIONES TÉCNICAS
A. ACCIONES PREPARATORIAS
A.1 Análisis Energético de usos e instalaciones.
A.2 Definición del Plan Demostrativo.
B. ACCIONES DE IMPLEMENTACIÓN
B.1 Implementación y puesta en marcha de las medidas de eficiencia
energética, smart grid y sistema de monitorización.
B.2 Análisis de los datos y resultados.
B.3 Optimización del Sistema.
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción A1. Análisis Energético de Usos e Instalaciones
Sistema de Gestión Energética
Planes de Energía y
Análisis de información
Herramientas SGE (HSGE)
Señales Smart- grid (SCADA) y control
Infra. Energéticas Infra. soporte TI
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción A2. Definición del Plan Demostrativo
Definición de la smart grid térmica y eléctrica
Análisis de las redes de partida.
Definición de las magnitudes a medir y tiempos de muestreo
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción A2. Definición del Plan Demostrativo
Revisión de la red térmica.
Análisis de las redes de partida.
Se identifican problemas de operación.
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción A2. Definición del Plan Demostrativo
Definición del sistema de
monitorización
Definición de las magnitudes a medir y
tiempos de muestreo
278/278 medidas disponibles
necesarias para el análisis y la
comprensión del comportamiento de
los sistemas.
Datos instantáneos son insuficientes.
Imprescindibles las series temporales
Validación de funcionamiento de
lazos de control
Verificación de funcionamiento de
equipamiento como válvulas
Calidad de los datos
Limitaciones de la librería BACnet4j
Registro de toda la información
Acceso a la información
Rendimientos de procesado
Definición del sistema de monitorización
Establecer propiedades de visualización
adecuadas
Gestión de alarmas
Aseguramiento de recogida de datos
Estrategia de transmisión.
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción A2. Definición del Plan Demostrativo
Recogida de información
Arquitectura DADIS
CS157 -
172.16.244.157
Autómatas
en Edificios
DB-Condesa
v.02
Período de captura
21/10/2014 – 27/07/2015
133.546.250 Registros
Wrapper
Sensores 1
Wrapper
Sensores N
ADQUISICIÓN
DATOS
ADMINISTRACIÓN
PUBLICACIÓN
DATOS
PUBLICACIÓN DATOS
Wrapper
Aplicaciones 1
Wrapper
Aplicaciones N
CONFIGURACIÓN ALMACENAMIENTO
SENSORES
VIRTUALES ALARMAS
ADQUISICIÓN MEDIDAS
GESTIÓN
DATOS
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B2. Análisis de los datos y resultados
Ensayos preliminares
Monitorización de temperaturas de ida y retorno en calderas y cogeneración
Identificación de fenómenos no deseados en el comportamiento térmico de los sistemas
Conclusiones preliminares
• La instalación posee problemas de funcionamiento derivados de la instalación de la planta de
cogeneración.
• Necesidad de conocer los caudales reales por los circuitos hidráulicos para contabilizar los consumos
energéticos → Realización de ensayos de campo.
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B2. Análisis de los datos y resultados
B.2.1. Identificación de información relevante.
Conclusiones sobre la información disponible
Medidas insuficientes. Los cálculos requerían a mayores
Contadores de energía primaria (Gasoil)
Caudales, temperaturas o Energía producidos en calderas e intercambiador
de cogeneración
Caudales o Energía transmitidos a los sectores.
Retornos térmicos de los sectores
Medidas de satisfacción del Confort (Temperaturas ambiente)
Contadores de agua para el consumo de ACS
Se considera que existe deficiencias claras en la información
Se proponen ensayos de campo en el Monte de la condesa para paliar esta
situación.
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B2. Análisis de los datos y resultados
1 2 Ensayos de transmitancia
3 Estimación del comportamiento energético. Medida de caudales
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Tem
peraturas (
ºC
)
Ensayo Flotante de Temperaturas
EL240
TEXT
EL247
EL246
EL243
INSTALACIÓN Medida 1 (L/s) Medida 2 (L/s)
RESIDENCIA 2_CAL 5,6
RESIDENCIA 2_ACS 3,5 5,8 (R2_CAL OFF)
RESIDENCIA 1_CAL 6,5 – 7
RESIDENCIA 1_ACS 2,7
FISICA_ZONA1 1,36 1,36 (PART OFF)
FISICA_ZONA2 1,35 1,46 (PART ON)
OPTICA_NORTE 2,24
OPTICA_SUR 2,23
FIS.PART 2,02
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B1. Implementación y puesta en marcha de las medidas de eficiencia
energética, smart grid y sistema de monitorización
Reforma de la acometida de agua fría, así como el colector de distribución de entrada. Reforma de la sala de Calderas
Sistema de monitorización.
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B1. Implementación y puesta en marcha de las medidas de
eficiencia energética, smart grid y sistema de monitorización
Reforma integral propuesta de la sala de Calderas del Monte de la Condesa.
Propuesta de paso a Gas de las calderas.
Incluye: medidas de Gas en calderas y Motor
Producción centralizada de energía. Calderas y Motor
Medida discriminada de energía producida en calderas y motor
Apoyo de depósitos de inercia como almacén temporal de energía
Producción instantánea de ACS
Operación a 60º
Medida de agua usada en ACS
Medida energía consumida en la recirculación.
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B1. Implementación y puesta en marcha de las medidas de eficiencia
energética, smart grid y sistema de monitorización
Reforma de la acometida de agua fría, así como el colector de distribución de entrada. Reforma de la sala de Calderas
Sistema de monitorización.
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B1. Implementación y puesta en marcha de las medidas de
eficiencia energética, smart grid y sistema de monitorización
Reforma integral propuesta de la sala de Calderas del Monte de la Condesa.
Consumo en los servicios según su demanda.
ACS:
Residencia y Hemodonación.
Calefacción:
Residencia 1, Residencia 2, Instituto de cerármica (actualmente Dpto.
Física de partículas), Escuela de Óptica, Ampliación Facultad de Física y
Banco de sangre
Medidas detalladas de energía para cada servicio.
Inclusión de bombas con variador de velocidad para mejorar la
regulación.
Medida de Temperaturas ambiente.
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B2. Análisis de los datos y resultados
B.2.1. Identificación de información relevante.
Se han identificado 1+3 edificios con uso semejante a alguno de los
servicios presentes en el complejo MC.
El sistema de monitorización se amplia para permitir recoger información
de más edificios aunque de forma más restrictiva.
Edificio Centro similar en MC Uso
CITIUS, IIT, CIBUS,
Emprendia
Dpto. Física de partículas Investigación
Facultades de Física,
Medicina, Psicología,
Farmacia
Escuela de Óptica, Aulario de Física Docencia
R.U. Rgz. Cadarso,
Fonseca, Burgo, Clemente
R. U. Monte de la Condesa (MC1, MC2) Residencia
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B2. Análisis de los datos y resultados
B.2.1. Identificación de información relevante.
Información recogida
Otros edificios: Burgo, Catedráticos, CIBUS, Clemente, Concepción A., Económicas,
Estadio, ETSE, Farmacia, Fonseca, Guardería, IIT, Medicina, Piscina, Psicología, Química.
Edificio Sinc./Asinc. (tot) Inicio Registro (Gb/m)
CITIUS 172 / 495 (667) 14/1/2015 6
CADARSO 23 / 69 (92) 14/1/2015 1,9
FISICA 15 / 61 (76) 14/1/2015 2,2
CONDESA (V1) 51 / 228 (279) 2/10/2014
(27/7/2015) 1,7 (133.546.250 )
CONDESA(V2) 169 / 140 (309) 23/9/2015 5,5
Otros 04/02/2016 37,2
Total 52,8
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B2. Análisis de los datos y resultados
B.2.1. Identificación de información relevante.
La nueva instalación supera las deficiencias de información detectadas
en las redes de partida del Monte de la Condesa
En las redes de partida del Monte de la condesa
Se han hecho ensayos de campo para paliar esta situación.
En el resto de edificios
La situación al respecto de la sensorización, seleccionada para garantizar el
control del edificio y no su optimización, es idéntica a la del Monte de la
condesa
Línea exploratoria: Buscar correlaciones entre los contadores y la información
disponible en las instalaciones de MC que puedan usarse por disponerse de
esa información en otras instalaciones.
Un enfoque de ensayos de campo.
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
CS156 -
172.16.244.156
CS157 - 15432
172.16.244.157
Acción B2. Análisis de los datos y resultados
Autómatas
en Edificios
Bender201-
172.20.4.24
M. Adquisición -
Cadarso
M. Adquisición -
Física
M. Adquisición -
Citius
Raspi16-
172.20.4.16
M. Adquisición -
CONDESA
CS157 - 2345
172.16.244.157
DB-Condesa
DB Cadarso
DB Física
DB CITIUS
WatchDog
Edificios
WatchDog DB
Raspi27-
172.20.4.27
DB Otros
M. Adquisición -
Otros
Microservicios
REST
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B2. Análisis de los datos y resultados
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B2. Análisis de los datos y resultados
B.2.2. Diseño de experimentos,
planificación y recogida de
información a lo largo del
proyecto.
Facilitar el acceso a la información
Búsqueda de toda la información
disponible
Revisión sencilla de la información
obtenida
Entrega de la información en formato
Excel, csv o imagen.
Herramientas convencionales de
análisis
Institucionalización de procesados e
informes relevantes.
Construcción de pantallas para informes
específicos.
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B2. Análisis de los datos y resultados
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B2. Análisis de los datos y resultados
B.2.3.Tareas de análisis de datos. Generación de informes de
resultados y conclusiones.
Funcionalidades del sistema
Visualización de todos los parámetros registrados
• Comparación entre datos de varios edificios
• Visualización simultánea de Datos y estados con Referencia gráfica
Visualización de datos agrupados por mes
Gráficos de series diarias configurables
Visualización de horarios
Resumen de operación
Cálculos e informes complejos en tiempo real.
• Inercia
• Simulador motor.
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B2. Análisis de los datos y resultados
Esfuerzos de análisis de información en B2
Análisis de la eficiencia de las programaciones y los lazos de control.
Análisis del rendimiento energético de la instalación de generación de
calefacción y agua caliente sanitaria (rendimiento estacional, pérdidas)
Análisis del rendimiento de la cogeneración (horas de funcionamiento,
aprovechamiento térmico útil, energía eléctrica generada, coste de operación,
rendimiento eléctrico equivalente)
Impacto de las medidas de eficiencia energética en el rendimiento de la
instalación (depósitos de inercia y calderas, sectorización de consumos)
En un segundo orden de análisis se podrían incluir los siguientes:
Mejora/empeoramiento en el confort térmico de las instalaciones tras las
mejoras practicadas.
Mejora en la garantía de suministro (nº de incidencias, horas de no
disponibilidad, etc)
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B2. Análisis de los datos y resultados
Estudio del comportamiento energético de la instalación
Temperaturas inadecuadas en la aportación de la cogeneración
Ruptura de la estratificación de los depósitos de inercia
Tiempos anómalos de encendido de la caldera
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B2. Análisis de los datos y resultados
Reforma de la acometida de agua fría, así como el colector de distribución de entrada. Reforma de la sala de Calderas
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B3. Implementación y puesta en marcha de las medidas de
eficiencia energética, smart grid y sistema de monitorización
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B3. Implementación y puesta en marcha de las medidas de
eficiencia energética, smart grid y sistema de monitorización
600 m3
120 m3
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B3. Implementación y puesta en marcha de las medidas de eficiencia
energética, smart grid y sistema de monitorización
Calefacción residencia 1 y 2
Variables relacionadas con la
variación de la temperatura
Información meteorológica
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B3. Implementación y puesta en marcha de las medidas de eficiencia
energética, smart grid y sistema de monitorización
Resultados de los modelos
Error en ºC de la predicción realizada por cada uno de los modelos para la
temperatura de cada planta. Se destaca en negrita los errores más
pequeños
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B3. Implementación y puesta en marcha de las medidas de eficiencia
energética, smart grid y sistema de monitorización
Situación actual.
Disponemos de modelos para la predicción de la Temperatura interior
Trabajos previstos
Desarrollar el controlador a partir de los modelos
Probar la eficiencia en el siguiente período invernal.
Analizar la credibilidad de las propuestas del controlador.
Probar el controlador como sugerencia al operador.
Permitir al controlador cerrar el bucle.
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Medidas reales de inercia Simulación del motor con carga
simple
Acción B3. Implementación y puesta en marcha de las medidas de eficiencia
energética, smart grid y sistema de monitorización
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OPERE: Gestión eficiente de redes de energía
Acción B3. Implementación y puesta en marcha de las medidas de eficiencia
energética, smart grid y sistema de monitorización
Predicciones de temperatura en la parta alta y baja del depósito asumiendo el
mismo comportamiento para los motores a lo largo del tiempo.