Sistema de Monitoreo de Calidad del Servicio Eléctrico: Caso Peruano Esteban Inga Llanca
GFE – OSINERGMIN Bernardo de de Manteagudo 22 222. Ma Magdalena Li Lima. Pe Peru.
El documento presenta al sistema de monitoreo de Resumen los parámetros de calidad establecidos en la Norma Técnica de de Calidad de los Servicios Eléctricos, mediante el Sistema Informático de Recepción y Validación de información (SIRVAN) y el Sistema Informático para la Selección Aleatoria (SISA), (SISA), ambos ambos en platafo plataforma rma Extra Extranet net.. Se expone expone el cambio cambio en el método de supervisión por el ente regulador OSINERGMIN, los beneficios del uso de la tecnología y los resultados obtenidos. Monito Monitoreo. reo. Superv Supervisión isión,, Empres Empresa a Eléctr Eléctrica ica,, Palabras clave Usuario Usuario,, Sistem Sistema a expert experto o – extranet. Calidad del servicio eléctrico.
I. INTRODUCCIÓN Los sistemas eléctricos de potencia en el Perú crecen día a día, se incorporan nuevas cargas, se modifica y varía la topología topología de las redes redes de de distribu distribución; ción; lo cual, cual, exige una superv supervisió isiónn oportu oportuna na a las empre empresas sas eléc eléctric tricas as para para que mant manten enga gann la calid calidad ad del del serv servic icio io eléc eléctr trico ico a los los usuar usuario ios; s; para lo cual, la Gerenc Gerencia ia de Fiscalizac Fiscalización ión Eléctrica Eléctrica de OSINERGMIN OSINERGMIN modern modernizó izó el método método de supervis supervisión ión con con la utilización de las tecnologías de información y comunicación disponibles en el mercado. Hasta Hasta el año año 2006 2006 para para la trans transfere ferenci nciaa de inform informaci ación ón requer requerida ida por por la la Norma Norma Técnic Técnicaa de Calida Calidadd de los los Servici Servicios os Eléct Eléctric ricos os (NTCSE (NTCSE)) se uti utiliz lizóó la plat plataf afor orma ma Fil Filee Tran Transf sfer er Protoc Protocol ol (FTP), (FTP), docum documento entoss impr impreso esoss o CD enviad enviados os por por mensajería mensajería;; lo cual, era muy rígido rígido para el procesam procesamiento iento de la informa información ción y no permitía permitía obtener obtener resultado resultadoss oportuno oportunoss que que facilit facilitee orienta orientarr la superv supervisió isiónn a fin de veri verific ficar ar el cumplimiento de los parámetros de la calidad establecidos. Luego, en el año 2008 se actualizó la Base Metodológica para la aplicación aplicación de la NTCSE NTCSE con el uso uso del Sistema Sistema Extranet Extranet y se diseñó el el soporte soporte tecnológico tecnológico SIRVAN y el SISA, para optimizar la entrega de información y mejorar el control de la superv supervisió isión. n. Ademá Además, s, el mismo mismo año se diseñ diseñóó el “Procedimiento para la Supervisión de la Norma Técnica de Calidad de los Servicios Eléctricos y su Base Metodológica”;
que establece indicadores de control control para el cumplimiento de los programas de medición de campo a cargo de las empresas eléctr eléctrica icass y la entreg entregaa de de info informa rmación ción en los plazos plazos establecidos. Esteban Inga,
[email protected],
[email protected], Tel. ++51-1++51-1-21934 2193400 00 Anexo 1417; Raúl Vilcahuamán,
[email protected],
[email protected], Tel. ++51-1-993970633. Fax ++5164-249535.
Raúl Vilcahuamán Sanabria
FIEE - Universidad Nacional del Centro del Perú Ciudad Un Universitária. Huancayo. Pe Perú
II.NORMA TÉCNICA DE CALIDAD DE LOS SERVICIOS ELÉCTRICOS Y SU BASE METODOLÓGICA La Norma Técnica Técnica de Calidad de los Servicios Eléctricos (NTCSE) establece los aspectos de calidad para el desarrollo de las actividades de generación, transmisión, distribución y comercialización de la energía eléctrica. A su vez establece los niveles niveles mínimos mínimos de de calidad calidad de los los servicios servicios eléctricos eléctricos incluidos incluidos el alumbrado alumbrado público público y las obligacion obligaciones es de las empresas empresas de electric electricidad idad y los cliente clientess [1, 3]. La NTCSE es de aplicaci aplicación ón imperativ imperativaa para el el suministro suministro de servicios relacionados con la generación, transmisión y distribución de la electricidad sujetos a regulación de precios y aplicable a suministros sujetos al régimen de libertad de precios, precios, en todo aquello aquello que las partes partes no hayan hayan acordado acordado o no hayan pactado en contrario. El control de la calidad calidad de los servicios eléctricos eléctricos se realiza realiza en los aspectos citados en la tabla I. TABLA I. ASPECTOS CONTROLADOS POR LA NORMA TÉCNICA DE CALIDAD DEL SERVICIO ELÉCTRICO a
a
Producto
spec o
Tensión Frecuencia Perturbaciones (Flicker y tensiones armónicas)
Suministro Interrupciones (N y D)
Servicio Comercial
er o c a
Mensual
Semestral
Trato al cliente (Solicitudes (Solicitudes de nuevos suministros o ampliación de potencia contratada, Reconexiones, Opciones tarifarias, Reclamos por errores de medición/facturación, Otros) Semestral Medios de Atención (Facturas, Registro de reclamos, Centros de atención telefónica/Fax) Precisión de la medida
Alumbrado Deficiencias del al um umbr ad ado Público
Semestr al al
La Base Metodológica (BM) para la aplicación de la NTCSE establece establece la forma forma de aplicaci aplicación ón de la NTCSE, NTCSE, describe los principios conceptuales y procedimientos para: la estructuración de la base de datos, la transferencia de información información,, la ejecución ejecución de las campañas campañas de medición medición y reporte reporte de información información en plazos plazos establecido establecidos, s, la aprobación aprobación de especificaciones técnicas de los los equipos [1].
III. SUPERVISIÓN DE LA NORMA TÉCNICA DE CALIDAD DE LOS SERVICIOS ELÉCTRICOS
TABLA II INDICADORES DE CUMPLIMIENTO
La supervisión de OSINERGMIN se basa en el esquema presentado en la Figura 1. El objetivo es exi ir a las empresas eléctricas para que cumplan con los pará etros de calidad establecidos en las normas técnicas y le ales del Estado Peruano, para que los usuarios reciban el servicio eléctrico con la calidad establecida y con seguridad p blica.
Fig. 1. Esquema de supervisión de OSINERGMIN A.
Procedimiento de supervisión de La NT CSE
El esquema de supervisión de lo establec ido en la NTCSE y su Base Metodológica se presenta en la Fi ura 2.
Fig. 2. Esquema de Supervisión de La NTCSE y su ase Metodológica .
La supervisión consta principalmente de l a verificación del cumplimiento de parte de las empresas eléctricas de la calidad de tensión, calidad del suministro ( interrupciones) y Precisión de la Medida (Contraste de medid res). Los indicadores de cumplimiento se pres ntan en la Tabla II [2].
B.
Uso de la Tecnología Extranet
El flujo de información de las tre (03) primeras etapas del esquema de supervisión de la TCSE(ver figura 2) es efectuado por las empresas eléctricas mediante el uso del software extranet denominado SIRVAN -Sistema Informático de Recepción y Validac ión para la Aplicación de la NTCSE. Para el control en tiem o real de OSINERGMIN a las empresas eléctricas se c enta con un ingeniero electricista especializado en tecnologías de información, dedicado a tiempo completo como administrador a verificar la calidad de la información y a ender requerimientos de posibles cambios en la programació n, originados por factores externos. La programación semestr al de las mediciones de tensión y de precisión de la medi a, con seudocódigos, la efectúan las empresas mediante el software SISA -Sistema Informático para la Selección leatoria. Culminado el semestre de control las empresas reportan por el SIRVAN toda la información establecida e n 30 tablas de la Base Metodológica, incluyendo los indic dores de resultados y los montos de las compensaciones a l os usuarios. Información que es verificada por OSINERG IN a través de muestras representativas. IV SIRVAN COMO SIST MA EXPERTO Dados los requerimientos espec íficos, las características especiales de la NTCSE y su base metodológica, fue necesario desarrollar el SIRVAN on características de un sistema experto [4] que cuente con una base de conocimiento especializada en la NTCSE perua na, reglas específicas de recepción y validación de archi os; así como, reportes especializados.
Los sistemas expertos tienen característic as especiales que los diferencian de los programas convencio ales de software. Se distinguen como componentes principal es de un sistema experto la base de conocimiento, la máquin de deducción, y el interface humano computador. TABLA III CORRESPONDENCIA ENTRE UN SIST MA EXPERTO Y PROGRAMAS DE SOFTWARE. Fig. 5. Diagrama de bloqu es SIRVAN. Sistemas Expertos
Programas de Softwa Software e
Base de de conocimiento Maquina de deducción Shell/tool del SE Ing. del conocimiento
Programa Interprete Lenguaje de programac programación ión Ing. de software / programadores progr amadores
El mantenimiento de la base del onocimiento es mediante el mismo interface de la aplicación desarrollada; es decir, allí se puede agregar, quitar y/o modifi ar las reglas adicionales. Existen tres tipos de perfiles de usuario: administrador, supervisor y empresa eléctrica. En la figura 6 se presenta el editor de metadata(datos que prove n más información sobre uno o más aspectos de los datos). Con esta herramienta se modelaron los tablas, reportes de la BM de la NTCSE.
Fig. 3. Transferencia de conocimiento del experto h mano al SIRVAN.
Las reglas utilizadas en SIRVAN están agrupadas de la forma: Regla 1 : IF A THEN B CERTAINTY 80% Regla 2 : IF B AND C THEN D CERTAIN Regla N : IF D OR E THEN F CERTAINT
Y 45% 70%
Se utilizan los motores de inferencia: For ard Chaining y Backward Chaining[4,8]. La base de conocimiento del Sistem a Experto (SE) desarrollado para éste fin, procede del con ocimiento de los especialistas en calidad del servicio eléct rico de la UCSGFE-OSINERGMIN, de la misma norma té nica de calidad y su base metodológica. A partir de aquí, se o ganizó el sistema experto tal y como se representa en el sigui ente diagrama de Ishikawa.
Fig. 6. Editor de metadata: suminbt del anexo 1 BM de la NTCSE
Las reglas de la base de conoci iento se han construido para cada caso descrito en la figura 4: Diagrama de Ishicawa. A continuación se presentan alg unas reglas referidas a suministros de baja tensión.
Fig. 4. Diagrama de Ishikawa para el sistem a experto.
SIRVAN esta organizado de la siguiente ma nera: Fig. 7. Reglas para suminbt
En la figura 7 se distinguen 12 reglas del sistema experto, todas ellas construidas en lenguaje Java. Cada regla hace una validación específica para cada campo de la tabla SUMINBT.XXX. A.
Lenguaje y Software para programación
SIRVAN esta desarrollado en Lenguaje de Programación Java con estándares J2EE, JDK5 IDE NetBeans, Eclipse y una herramienta IDE – JAVA que no utilice objetos o librerías propietarios de un sólo producto. Servidor de aplicaciones JBOSS 4 Frameworks: MVC, Spring, Struts y Hibernate. Reporteador: iReports y Oracle Reports B.
Almacenamiento de Datos
La base de datos utilizada es ORACLE 9i release 2. SIRVAN puede ser utilizada a través de Internet en cualquier terminal disponible ya sea smartphones, tablets, computadoras personales, incluso a través de Kindle 3G+Wi Fi. 4.1. Sistema Informático para la Selección Aleatoria (SISA):
Sistema tipo extranet que permite llevar a cabo el procedimiento de selección aleatoria de los suministros BT y vías donde se evaluarán las mediciones respectivas.
El sistema automáticamente solicita la información de SIRVAN, de todos los suministros de cada empresa y de las mediciones ya efectuadas por estas; con los cuales, mediante el algoritmo de selección aleatoria, implementado genera los puntos a medirse en pseudocódigo, genera los cronogramas de mediciones que se ejecutaran durante un semestre para luego convertir el pseudocódigo en un suministro reconocibles por la empresa y pueda realizar la medición respectiva. La secuencia del proceso es: llenado la base de datos, estratificación hasta la elección aleatoria misma. SISA funciona en conjunto con SIRVAN. Comparten la misma base de datos así como los reportes de mediciones. V. BENEFICIOS OBTENIDOS Con la utilización de la tecnología SIRVAN en la supervisión del cumplimiento de lo establecido en la NTCSE y su Base Metodológica, entre los años 2009 y 2010, se ha obtenido lo siguiente: 5.1 A nivel de verificación de la información
Información del anexo 1 de la BM verificada en línea, con retroalimentación para correcciones menor a un (01) día. El anexo 1 se actualiza semestralmente y contiene información de los sistemas eléctricos de cada empresa eléctrica, topología, localidades asociadas, los elementos eléctricos como son líneas, alimentadores, subestaciones eléctricas, suministros, vías y equipos de medición disponibles por la empresa para la medida de calidad del servicio eléctrico[1,7]. En la siguiente figura se presenta el anexo 1 de una empresa eléctrica cuya información a sido recibida y validada y esta lista para que pueda ser utilizada en las siguientes etapas del proceso de supervisión de la norma.
Fig. 8. Diagrama de bloques Del Sistema Informático de Selección Aleatoria
El Proceso de Selección Aleatoria se desarrolla cada semestre y forma parte de las actividades importantes que realiza la UCS-GFE. Dicho proceso determina las mediciones a realizar por las empresas eléctricas de distribución para cada mes según estratos específicos, en los aspectos de la calidad de producto (mediciones básicas de baja tensión), calidad comercial (mediciones de precisión de la medida) y alumbrado público. La operación de SISA es compartida entre OSINERGMIN y la empresa eléctrica, siendo esta ultima quien opera el sorteo y elige aleatoriamente un juego de suministros que serán medidos durante el semestre; se cuida de esta forma la transparencia del proceso SISA tanto en el proceso de elección de las mediciones de tensión como de precisión de la medida.
Fig. 9. Caso ejemplo del Anexo 1 de la Base Metodológica de la NTCSE
5.2 A nivel del Control de las entregas de información
MONTOS COMPENSADOS POR MALA CALIDAD DE TENSIÓN
El SIRVAN permitió el control en línea, de la entrega diaria, mensual, trimestral y semestral de los archivos establecidos en la Base Metodológica. La figura 10 es un reporte en el periodo de control del grado de cumplimiento de envío de los archivos de las empresas eléctricas supervisadas por GFE-OSINERGMIN:
1 200 000
1 110 790 972 323
1 000 000
$ S U
800 000
n ió
780 492
786 395
1 er Se m. 2 00 9
2 do Se m. 2 0 09
698 431 634 019
c a s
600 000
n e
512 370
p m
400 000
o C
200 000
0 2 do Se m. 2 00 7
1 er Se m. 2 00 8
2 do Se m. 2 0 08
1 er Se m. 2 01 0
2 do Se m. 2 01 0
Semestre
Fig.12. Compensaciones por mala calida de tensión. 5.4 A nivel de percepción de las empresas eléctricas
Con la utilización de la tecnología Extranet, el año 2010, mediante encuesta, se evalúo la percepción de las empresas eléctricas sobre la utilización de la tecnológica de información. Opinaron sobre la “la eficiencia demostrada de estos canales, lo que permite mantener una comunicación fluida y resaltan los positivos niveles de transito que mantiene la pagina web ” con el siguiente nivel de aceptación:
Empresas distribuidoras opinan con un 89% Empresas generadoras con un 53% Empresas transmisoras con un 92%. V. CONCLUSIONES
a) El cambio en el monitoreo de la calidad efectuado por OSINERGMIN, con la tecnología Extranet (SIRVAN y SISA) facilitó a las empresas eléctricas la entrega de información y simplificó el trabajo de procesamiento de la información del personal encargado de la supervisión, con una reducción sustancial en el tiempo utilizado. Fig. 10. Grado de cumplimiento de los reportes
También se puede obtener reportes por sector típico, sistemas eléctricos y número de suministros. 5.3 A nivel de resultados de la supervisión:
b) Mejoró la confiabilidad de la información y el manejo del archivo histórico de las empresas. c) Con los resultados obtenidos (incrementos) en las compensaciones a los usuarios, es una señal económica para que las empresas eléctricas prioricen sus inversiones para mejorar sus indicadores de calidad.
Culminado el semestre de control, con la información recibida por el SIRVAN, en un (01) día se obtiene reportes d) La herramienta está en condiciones de gestionar grandes volúmenes de información referidas a calidad del que evidencian el resultado de la supervisión. Ejemplo, a) producto, calidad del suministro, calidad del servicio Porcentaje de mala calidad de tensión, b) Montos comercial y calidad del alumbrado publico. Permite compensados por interrupciones del servicio, c) montos realizar consultas y elaborar los reportes personalizados. compensados por mala calidad de tensión, etc. Lo cual, facilita en análisis oportuno de los resultados y e) Facilita la atención oportuna de los cambios de mejorar los procesos de supervisión. programación de la medición de precisión de medida con EVOLUCIÓN DE COMPENSACIONES POR INTERRUPCIONES 2007S2-2010S2 alternativos automáticos del mismo estrato del medidor original. 5 000 000
4 623 156
4 500 000
$
4 000 000
U
3 500 000 3 000 000
n
s
c
ió
2 500 000
p
2 000 000
o
1 500 000
C
m
e
a
n
S
4 079 623
REFERENCIAS
3 026 433 2 744 066 2 009 486
2 650 048
1 793 338
1 000 000 500 000 0 2 do Se m. 2 00 7
1 e rS e m. 20 08
2 do S e m. 2 00 8
1 e rS e m. 20 09
2 do Se m. 2 00 9
1 e rS e m. 20 10
Semestre
Fig. 11. Compensaciones por interrupciones
2 do S e m. 2 01 0
[ 1 ] OSINERGMIN, “Base Metodológica para la Aplicación de la Norma Técnica de Calidad de los Servicios Eléctricos”. Resolución de Consejo Directivo OSINERGMIN No. 616-2008-OS/CD. Lima. Perú. [ 2 ] OSINERGMIN, “Procedimiento Para la Supervisón de la Norma Técnica de Calidad de los Servicio Eléctricos y su Base Metodológica”.
Resolución de Consejo Directivo OSINERGMIN No. 686-2008-SO/CD. El Peruano, 6 de Enero de 2009. Lima. Perú. [ 3 ] Ministerio de Energía y Minas, “Norma Técnica de Calidad de los Servicios Eléctricos”.- Incluye modificaciones. Decreto Supremo 02097- EM. Lima Perú. [ 4 ]De la Rosa i Esteva, Josep Sistemes Experts a Temps Real , Publicación de Universitat de Girona, España, 2001 [ 5 ]Caramia, P., Carpinelli, G. Verde, P. Power Quality Indices in Liberalized Markets. Wiley 2009. [ 6 ]Allen, T. Distribution Reliability and Power Qualiy” CRC Press. 2005. [ 7 ] Vilcahuamán, R. Meléndez, J. Medina, I. “An application of geographic information system to three- phase distribution power flow”. Transmission and Distribution Conference and Exposition: Latin America, 2004 IEEE/PES . 8-11 Nov. 2004 Page. 266. [ 8 ] Vilcahuamán, R. Meléndez, ”Improvement of electric load f orecasting reusing past instances and contextual based adaptation. Transmission and Distribution Conference and Exposition: Latin America, 2004 IEEE/PES . 8-11 Nov. 2004 Page. 271.
