Provisión de servicios complementariosa través de generadores distribuidos. Estudios dinámicos y económicos
Enviado por Pablo Turmero
1 Contenido Introducción Definición de Servicios Complementarios Mercado eléctrico en Alemania Estudios dinámicos Resumen Estudios económicos
2 Motivación Fuente: Ministerio para el medio ambiente, protección a la naturaleza y seguridad de reactores
2004 40 140 230 670 940 1.800 2.200 3.000 4.489 15.856 18.500 9.500 5.528 10.456 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 (Gp:) 0 (Gp:) 2.000 (Gp:) 4.000 (Gp:) 6.000 (Gp:) 8.000 (Gp:) 10.000 (Gp:) 12.000 (Gp:) 14.000 (Gp:) 16.000 (Gp:) 18.000 (Gp:) 20.000 (Gp:) [GWh/a]
0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 [MW] Generación eléctrica Potencia instalada (Gp:) Nueva Ley de energías renovables (2004)
(Gp:) Implementación ley de energías renovables
Aumento de inyecciones estocásticas Turbulencias del viento, sombra de nubes
3 Provisión de Servicios Complementarios a través de Generadores Distribuidos (Gp:) ~ (Gp:) ~ (Gp:) ~ (Gp:) ~ (Gp:) ~ (Gp:) M (Gp:) S (Gp:) P (Gp:) v (Gp:) b (Gp:) , (Gp:) 1 (Gp:) P (Gp:) v (Gp:) b (Gp:) , (Gp:) 4 (Gp:) P (Gp:) v (Gp:) b (Gp:) , (Gp:) 3 (Gp:) P (Gp:) v (Gp:) b (Gp:) , (Gp:) 2
(Gp:) Regulación de la potencia reactiva/ tensión (Gp:) Regulación de la potencia activa (Gp:) t (Gp:) P (Gp:) D (Gp:) E (Gp:) A (Gp:) t (Gp:) P (Gp:) v (Gp:) b (Gp:) t (Gp:) P (Gp:) D (Gp:) E (Gp:) A (Gp:) t (Gp:) P (Gp:) v (Gp:) b
Reembolso + Mercado de regulación de energía y de potencia reactiva
BT
4 El sistema interconectado europeo y alemán UCTE: Union for the Co-ordination of Transmission of Electricity Sistema Interconectado Europeo 4 zonas de regulación en Alemania:RWE, E.ON, EnBW, Vattenfall Europe
5 Mercado Eléctrico en Alemania Alemania 1996 Directrices UE 96/92/EG 1998 Ley de economía energética 2001 Implementación del mercado de potencia de reserva
Chile 1982 Ley General de Servicios Eléctricos (D.F.L N°1) 2004 Ley Corta (Ley 19.940) 2005 Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio de los Sistemas Interconectados
6 Definición de Servicios Complementarios Definición de Servicios Complementarios según la Ley Corta:
Recursos técnicos presentes en las instalaciones de generación, transmisión, distribución y de clientes no sometidos a regulación de precios con que deberá contar cada sistema eléctrico para la coordinación de la operación del sistema […]. Son servicios complementarios aquellas prestaciones que permiten efectuar, a lo menos, un adecuado control de frecuencia, control de tensión y plan de recuperación de servicio, tanto en condiciones normales de operación como en contingencias Potencia de reserva Potencia reactiva Operación de la red Recuperación del servicio se puedenindividualizar fácilmente no se puedenindividualizar
7 Control de Frecuencia Regulador proporcional Regulador integral Regulaciónmanual Cronogramade operación
8 Simulaciones para el análisisde la provisión de SC a través de GD La inyección de potencia reactiva a través de GD hace posible un control de tensión en redes distribuidas. Se supone que ésto afecta gravemente la estabilidad de tensión del sistema eléctrico. Así, se tienen que realizar estudios dinámicos para analizar el comportamiento del sistema. En las simulaciones se han realizado los controles siguientes: Control de tensión Control de potencia reactiva / cos f El control de frecuencia afecta la estabilidad en medio tiempo de un sistema eléctrico. Por eso se necesitan realizar estudios dinámicos para evaluar el impacto de un control de frecuencia a través de GD. En las simulaciones se han realizado los controles siguientes: Control de frecuencia primaria Control de frecuencia secundaria / alimentación Las simulaciones se realizan en MatLab(R) con Power System Analysis Toolbox de Federico Milano http://www.power.uwaterloo.ca/~fmilano/
9 Red de Media Tensión para las Simulaciones (Gp:) Control de potencia reactiva / cos f
(Gp:) Eologeneradores que inyectan estocásticamente
(Gp:) Control de alimentación
10 Escenarios A-B
11 Escenarios C-D
12 Control de Alimentación
13 Control de Potencia Reactiva / cos f Control de tensión Control de Potencia Reactiva / cos f
14 Szenario D, d_testsystem_Ring_25__stochastisch_mdl_01.out Caso Base Efectos de la inyección estocástica de los eologeneradores afectan a la frecuencia Celdas de combustible controlan la tensión Resultados Caso Base
15 Szenario D, d_testsystem_Ring_25_PR_stochastisch_mdl_01.out Caso Regulación Primaria Fluctuaciones de la frecuencia se disminuyen Fluctuaciones de la tensión en los nudos de GD (N° 3,5) se aumentan Resultados Caso Regulación Primaria
16 Szenario D, d_testsystem_Ring_25_PRBR_stochastisch_mdl_01.out Caso Regulación de Alimentación Fluctuaciones de la frecuencia se disminuyen Fluctuaciones de la tensión en los nudos de GD (N° 3,5) se aumentan Resultados Caso Regulación de Alimentación
17 Szenario D, d_testsystem_Ring_25_PRBRUR_stochastisch_mdl_01.out Caso Regulación de Tensión Fluctuaciones de la frecuencia se disminuyen Fluctuaciones de la tensión en los nudos de GD (N° 3,5) se disminuyen Resultados Caso Regulación de Tensión
18 Szenario D, d_testsystem_25_Ring_PRBRURQR_deterministisch Caso Regulación Potencia Reactiva / cos f Oscilaciones inesperadas Resultados Caso Regulaciónde Potencia Reactiva / cos f
19 Análisis de la Estabilidad Escenario Resultados Estabilidad es independiente del tipo red Control de tensión aumenta la estabilidad Estabilidad se empeora con el aumento de porcentaje de GD en la red
20 Estudios Económicos Comparación del Valor Agredado Neto (VAN) Unidad monetaria: US-$ Resultados En un mercado sin preferencia y sin precios fijos de las ERNC la provisión de servicios complementarios aumenta el VAN de un GD En un mercado como el alemán, la provisión de servicios complementarios a través de GD no es economicamente atractivo
21 Resumen El control de frecuencia a través de GD se disminuye las fluctuaciones de frecuencia El control de tensión a través de GD mejora la estabilidad del sistema eléctrico En un mercado sin preferencia y sin precios fijos de las ERNC la provisión de servicios complementarios aumenta el VAN de un GD Se necesita una validación de las simulaciones en otro programa (ej. DigSilent) Se necesita una continuación de simulaciones dinámicas para el control de la potencia reactive / cos f Se necesitan establecer procedimientos para la participación de GD en el mercado de potencia de reserva