Arunabha  BasuVice President & Head (Technology)North Delhi Power Limited, India

WFES19‐Jan’2011

“SMART GIRD” is a  set of  technology  implementation  that uses advanced sensing, metering, communication, control, computation  and  reporting  technologies  to  facilitate generation and distribution of  electricity more  effectively, economically and securely  to achieve desired balancing of supply and demand. 

Smart Grid  : An evolving  set of  concepts and not a  set of formulae

What is Smart Grid?What is Smart Grid?

1/28/2011 2

Today’s grid is aging and outmoded

Unreliability is costing consumers billions

Today’s grid is vulnerable to attack and natural disaster

An  extended  loss of  today’s grid  could be  catastrophic  to our security, economy and quality of life

Today’s grid does not address the 21st century power supply challenges

The benefits of a modernized grid are substantial

Why modernize for Smart Grid ??Why modernize for Smart Grid ??

1/28/2011 3

The Smart Grid is MORE …• Reliable

• Secure

• Economic

• Efficient

• Environmentally friendly

• Safe

Smart Grid Values. . .Smart Grid Values. . .

1/28/2011 4

Principal Characteristics of Smart GridPrincipal Characteristics of Smart Grid

Today’s Grid   Principal Characteristic Smart Grid

Responds  to  prevent  further damage.  Focus  is  on  protection of assets following  system faults.

Self‐heals

Automatically  detects  and  responds to actual and emerging  transmission and  distribution  problems.  Focus  is on  prevention. Minimizes  consumer impact.

Consumers  are  uninformed  and non‐participative with the power system.

Motivates & includes the consumer

Informed,  involved  and  active consumers.  Broad  penetration  of Demand Response.

Vulnerable  to  malicious  acts  of terror and natural disasters.

Resists attackResilient  to  attack  and  natural disasters  with  rapid  restoration capabilities.

Focused  on  outages  rather  than power  quality  problems.    Slow response in resolving PQ issues.

Provides power quality for 21st century needs

Quality  of  power  meets  industry standards  and  consumer  needs.  PQ issues  identified  and  resolved  prior to  manifestation.  Various  levels  of PQ at various prices.

1/28/2011 5

Principal  Characteristics of Smart GridPrincipal  Characteristics of Smart Grid

Today’s Grid   Principal Characteristic Smart Grid

Relatively  small  number  of  large generating  plants.    Numerous obstacles  exist  for  interconnecting DER.

Accommodates all generation and storage 

options

Very  large  numbers  of  diverse distributed  generation  and  storage devices  deployed  to  complement  the large generating plants. “Plug and play”convenience.    Significantly more  focus on and access to renewables.

Limited  wholesale  markets  still working  to  find  the  best  operating models.  Not  well  integrated  with each  other.    Transmission congestion  separates  buyers  and sellers.

Enables markets

Mature wholesale market operations  in place;  well  integrated  nationwide  and integrated with  reliability  coordinators. Retail  markets  flourishing  where appropriate.    Minimal  transmission congestion and constraints.

Minimal  integration  of  limited operational  data  with  Asset Management  processes  and technologies.  Siloed  business processes.  Time  based maintenance.

Optimizes assets and operates efficiently

Greatly  expanded  sensing  and measurement  of  grid  conditions.  Grid technologies  deeply  integrated  with asset  management  processes  to  most effectively  manage  assets  and  costs. Condition based maintenance.

1/28/2011 6

Formation of RFormation of R‐‐APDRPAPDRP

Government of  India  (GoI) has  identified distribution  reforms  as the  key area  in which  to bring efficiency and commercial viability  into  the power sector. It has taken various initiatives in this direction in order to initiate a financial  turn‐around  in  the performance of  State owned power  sectors. The  most  important  of  these  is  Restructured  Accelerated  Power Development  and  Reforms  Programme  (R‐APDRP)  of  2008  (an  earlier version  of  Accelerated  Power  Development  and  Reforms  Programme (APDRP), was launched in 2003), which will fund projects to the tune of 10 Billion USD to upgrade transmission and distribution networks in India.

1/28/2011 7

Formation of RFormation of R‐‐APDRPAPDRP

• R‐APDRP  is Government  of  India’s  initiative with  focus  on  establishment  of baseline  data  and  fixation  of  accountability,  and  reduction  of  AT&C  losses through strengthening & up‐gradation of Sub – Transmission and Distribution network and adoption of  Information Technology during XI Plan, with Power Finance Corporation as Nodal Agency.

• Proposed to cover urban areas towns and cities with population of more than 30,000 (10,000 in case of special category states).

Projects under the scheme shall be taken up in Two Parts

• Part – A will cover projects for establishment of baseline data and ITapplications for energy accounting / auditing & consumer services

• Part ‐ B will cover System improvement, strengthening and augmentation, etc.

1/28/2011 8

Smart Grid Smart Grid –– Forum & Task ForceForum & Task Force

• Smart Grid Forum  is a non‐profit  voluntary  consortium of public and private stakeholders.– Objective 

Accelerating development of  Smart Grid  technologies  in  the  Indian Power Sector. 

‐ Role Advisory  in  nature  and  it  will  be  publicly  promoted  but  privately managed.

Smart Grid Task Force  is an  inter ministerial group and will serve as Government’s focal point for activities related to “Smart Grid”.– Objective 

With the prime objective of accelerating development of Smart Grid technologies in the Indian Power Sector. 

‐ Role Ensuring  awareness,  coordination  &  integration  of  the  diverse activities  related  to  SMART  GRID  technologies  ,    R&D,  inter‐governmental  activities,  interoperability  frame  work,  review  & validate recommendations of SMART GRID forum etc

1/28/2011 9

Strategy of GoI for ushering ReformsStrategy of GoI for ushering Reforms

• Restructuring of the sector by unbundling of State Electricity Boards

• Corporatization of Generation, Transmission and Distribution sector

• Setting up of Regulatory Mechanism

• Competition in various segments

• Liberal regime in underserved rural areas

1/28/2011 10

Present Scenario in NDPLPresent Scenario in NDPL

1/28/2011 11

Automated Meter Reading (AMR)

• Billing Data Download:• Energy Data Download• Conversion of encrypted data to 

common data format  file.• Uploading to application  • Generation of input to Billing 

Engine

• Data Downloading for Theft Prevention

• All parameter Data Downloading• Conversion of encrypted data to 

common format  file.• Generation of  Deviations for 

further actions.

• Data archival• Encrypted Data Files are stored• Accessibility with searching and 

hierarchical security options

1/28/2011 12

Geographical Information System (GIS)

Geographical Information System (GIS):

• Centralized  repository  for  all electrical and non electrical assets • Provides  a  platform  for  quick identification of assets.•Serves  as  a  base  for technological interventions.•Integrated  asset  management for  creation,  movement  and retirement.•Applications  to  support commercial,  operational  and network functions

Grid Substation Automation System (GSAS)

Grid Substation Automation System (GSAS):

• Replacement  of  old  dilapidated equipment  as  well  as  protection and control devices  from grids and make them SCADA compatible

• Provides  an  integrated monitoring, control and protection system with a  number  of  advantages  over  the conventional equipment.  

• Reduce  installation  costs,  improve reliability of equipment required for feeding data to the SCADA system

1/28/2011 14

Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)

Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA):

• Centralized control and monitoring of Grid stations.

• Reduction in chances of manual error.

• Improvement in reliability indices (SAIDI, SAIFI)

• Faster restoration of supply.

1/28/2011 15

DMS / DADMS / DA

Distribution Management System (DMS):

• Centralized Monitoring of Distribution Network

• Faster identification of fault location.

Distribution Automation (DA):

• Centralized Control of Distribution Network

• Faster restoration of fault

1/28/2011 16

Outage Management SystemOutage Management System

SCADA/DMSSCADA/DMS

GE GE SmallworldSmallworld

Control CentreControl Centre

Outage Management System – for 1.8 million

Customers

CISCISSAPSAP--ISUISU

WMSWMS (SAP)(SAP)

AMIAMI

SAP Modules

Finance & Controlling

General LedgerAccounts PayableAccounts ReceivablesAsset ManagementFunds ManagementInvestment ManagementCost Center AccountingProfit Center Accounting

1/28/2011 18

SAP Modules 

Logistics

Materials ManagementProcurement.Inventory Management

Project SystemProject PlanningProject ExecutionProject MonitoringProject Capitalization

Plant MaintenanceManaging Technical ObjectsPreventive MaintenanceBreak Down MaintenanceRefurbishments

SD – Scrap Sale

Human Capital Management

Organizational Management

Recruitment

Training and Event Management

Time Management

Payroll

ESS ( Employee Self Service )

BW & SEM

BW ReportsSEM – Balanced Score Card

1/28/2011 19

Advanced Meter Infrastructure (AMI)

Enterprise Application Integration (EAI)

Mobile Workforce Management (MWM)

Advanced Communication Infrastructure

DG Storage

DER management

DR management

Advanced Asset Management  (AAM)

Integration with other Systems  like Transmission, Generation, etc..

1/28/2011 20

AMI / Smart Feeder Pilot AMI / Smart Feeder Pilot ‐‐ ArchitectureArchitecture

1/28/2011 21

How should India respond to Smart Grid Vision?How should India respond to Smart Grid Vision?

Following are basic preconditions:

• Commercially viable and self‐sufficient discoms

• Public awareness and acceptance of the smart grid from regulators

• A national smart grid vision and a flexible plan

• Appropriate smart grid standards, policies and regulations

• Build on R‐APDRP program and  link  it to  improvements  in service quality as defined by measurable KPI’s

• Identify  and  implement  smart  grid  concepts  that  will  reinforce  the operational efficiency of discoms

• Conduct  customer  and  market  surveys  to  develop  a  more  refined understanding  of  what  drives  customer  satisfaction,  and  analysis to develop a better understanding of demand and consumption

• Implement  techno‐commercial  ‘proof  of  concept’ pilot  projects  for initiatives  those have potentially high  impacts  and  can be  implemented independently .

1/28/2011 22

Challenges for Smart grid implementation in IndiaChallenges for Smart grid implementation in India

• Financial resources

• Government support

• Compatible equipment

• Speed of technology development

• Lack of policy and regulation

• Capacity to absorb advanced technology

• Consumer education

• Cooperation

• Cost assessment

• Rate design

• Consumer protection

• Lack of empirical evidence

1/28/2011 23

Risks associated with Smart Grid ProjectsRisks associated with Smart Grid Projects

• Assessing the Impact of a Project’s Scale and complexity, and the impact of Resources constraint

• The Effect of “Fast tracking” on the Project Schedules and Cost

• “System Integration” Effect

• Accelerated depreciation of technology

• Risk of stranded assets

1/28/2011 24

Barriers in Smart Grid Implementation in IndiaBarriers in Smart Grid Implementation in India

Major hurdles are:

• No proven commercial viability for large‐scale smart grid roll out

• Poor financial health of most state‐owned T&D companies

• Low awareness of technological developments in the utility sector

• No coordinated national road map for smart grid deployment

• A fragmented industry

1/28/2011 25

Regulators role on Smart Grid

The success of smart grid deployment depends quite a  lot on the regulatory landscape of the utility / country. The best and most efficient  smart grid products will not  reap  the benefits without  the  regulatory  framework  needed  to  make  these attractive to the customer.

For this purpose, a smart rate tariff should be there.

1/28/2011 26

In the Indian Context, any Capex intensive scheme is scrutinized by the Regulator on following criteria:‐

• Impact on Reliability

• Impact on AT&C Loss reduction

• Tariff Neutrality to the extent possible

While  in  developed  countries,  Smart  Grid  is  more  driven  by Reliability and Safety considerations ( including grid synchronization for  renewable  sources),  the  driver  in  India would  continue  to  be tariff neutral for some time.

Development of a Robust Business Case is extremely important forthe  effort  to  be  recognized  and  approved  by  the  regulators  as currently  India  is  in  a nascent  stage  for  implementation of  Smart Grids and there is a lack of proven technology and vendors.

1/28/2011

Regulators role on Smart Grid – Contd...

27

Benefits

a) Billing:• Improved meter reading efficiency with automatic meter reading • Real time consumption • Remote contract management: complex tariffs, remote 

connection/disconnection b) Load Management:  • Integrated  automatic activation on‐demand or according to load limit • Configurable load limit threshold  • Implementation of Time of Use tariffs c) Revenue Protection: • Tamper detection • Detailed data for load analysis of individual consumers • Timely detection of defective equipment and installations 

1/28/2011 28

Benefits ‐ Contd..

d) Intelligent Dash Boards

• Information and tools for technical losses detection and forecasting 

• Providing power quality and power outage information across the entire AMI meter population.  

e) Home Area Networking

• Customer Information Display  

• Sub‐metering applications with connection of slave meters (Electricity, Water, Gas, Heat and Cooling meters) 

• Control and monitoring of smart appliances 

f) Energy efficiency 

• Customer care web portal to provide consumers with information on their consumption patterns and online access to billing information 

1/28/2011 29

questions and queries to

arunabha.basu@ndpl.com+91‐9818100576

1/28/2011 30