Almacenamiento de Energía - CIGRE · torque mecánico aplicado al generador eléctrico. – Se...
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Almacenamiento de Energía Parte 2. El Sistema de Energía Eléctrica Gabriel Olguín, Ph.D. — [email protected] 1 Objetivo • En este módulo se presentan aspectos fundamentales de la operación de los SEPs y de las redes eléctricas de transmisión y distribución • El objetivo es ilustrar objetivos de planiHicación y operación de los sistemas eléctricos y como la transformación energética obligará a cambiar algunos aspectos de la planiHicación y operación para hacer frente a los DesaHíos de la Industria Eléctrica. Gabriel Olguín, Ph.D. — [email protected] 2
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AlmacenamientodeEnergíaParte2.ElSistemadeEnergíaEléctrica
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Objetivo• EnestemódulosepresentanaspectosfundamentalesdelaoperacióndelosSEPsydelasredeseléctricasdetransmisiónydistribución
• ElobjetivoesilustrarobjetivosdeplaniHicaciónyoperacióndelossistemaseléctricosycomolatransformaciónenergéticaobligaráacambiaralgunosaspectosdelaplaniHicaciónyoperaciónparahacerfrentealosDesaHíosdelaIndustriaEléctrica.
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Contenidos
• DesaHíosuoportunidadesdelosSEPs• PlaniHicacióndeSEPs• OperacióndeSEPs• Transformaciónenergética• Redeseléctricas–transmisiónydistribución
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DesaHíosuoportunidadesdelosSEPs• Integrarygestionarcantidadescrecientesdeenergíarenovable,convencionalyemergente,enformaconHiable,segura,inclusivayeconómica
• Ley20.257/2008yLey20.968/2013• Art.150BisLGSE“…Cadaempresaeléctricaqueefectúeretirosdeenergíadesdelossistemaseléctricos….deberáacreditarqueunacantidaddeenergíaequivalenteal20%desusretiroshayasidoinyectadapormediosERNC..”
• Art.150TERLGS“..elMinisteriodeberáefectuarlicitacionespúblicasanualesparaprovisióndebloquesanualesdeenergíaprovenientesdemediosdeERNC…”
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DesaHíosyoportunidadesdelosSEPs• Laley20.968deHinequehaciaelaño2025,un20%delaenergíacomercializadadeberáprovenirdeenergíasrenovablesnoconvencionales.
• ElMinisteriodeEnergíalideralicitacionespúblicasanualesdebloquesdeenergíaprovenientesdemediosdegeneracióndeenergíarenovablenoconvencional,queserviránparaelcumplimientodelascuotasdeERNCexigidas.– Reducelasbarrerasdeentradaaestastecnologías– Aumentalacompetitividaddelsector– Reduceladependenciaenergéticadecombustiblesfósiles
• Sedisminuyelaemisióndegasesdeefectoinvernadero.
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¿quésonlaslasERNC?• Ley20.057:Energíageneradamediantemediosdegeneraciónrenovables
noconvencionales.– Biomasa– Hidráulicaycuyapotenciamáximaseainferiora20.000kilowatts.– Geotérmica,entendiéndoseportallaqueseobtienedelcalornaturaldelinteriordelatierra.
– Solar,obtenidadelaradiaciónsolar.– Eólica,correspondientealaenergíacinéticadelviento.– Energíadelosmares,correspondienteatodaformadeenergíamecánicaproducidaporelmovimientodelasmareas,delasolasydelascorrientes,asícomolaobtenidadelgradientetérmicodelosmares.
– OtraenergíasrenovablesquecontribuyanadiversiHicarlasfuentesdeabastecimientodeenergíaenlossistemaseléctricosycausenunbajoimpactoambiental
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DesaHíosyoportunidades• Chiletienecomometaqueel20%desuenergíaal2025provengade
fuentesERNC(Ley20.698)• ParaelSINGestorepresentaundesaHíoimportante
– LamatrizenergéticadelSINGestácompuestaprincipalmenteporgeneradoresavapor-carbón,unidadespocoHlexiblesparaenfrentarlavariabilidaddelademandaogeneracióndebidoasubajorangoderegulación,bajasrampasdegeneraciónytiemposdeencendido/apagadodelargaduración”.
• ElSINGesactualmenteunsistemamedianoyaislado,conconsumoseminentementeindustrial(90%)ypresentadiHicultadespararealizarunadecuadocontroldefrecuencia,condiciónquepodríaempeoraranteunaintegraciónimportantedeERNC.
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Ref.: EFECTOS TÉCNICO- ECONÓMICOS DE LA INTEGRACIÓN DE ENERGÍA EÓLICA Y SOLAR EN EL SING: ESCENARIO AÑO 2017 – Estudio CDEC-SING
Licitaciones2016
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Ref.: presentación Ministro de Energía desayuno ACERA 19 agosto 2016
Licitaciones2016ymatrizenergética
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Ref.: presentación Ministro de Energía desayuno ACERA 19 agosto 2016
DesaHíodelSING• LademandadelSINGesindustrialconunciclo24x7• Elparquegeneradoresmayoritariamentetérmicoavapor-carbón,elqueseacomodabienademandaplana
• Laintroduccióndegeneraciónvariabledesplazalageneracióntérmicayobligaalparqueexistente(térmico)aresponderalasvariacionesdegeneración– Estoimplicanosolounapérdidadegeneraciónparaelincumbente(centraldecarbón)sinoademásundesgasteadicionalymayorescostosdeoperación,reparaciónymantenimientodebidoalasoperacionescíclicas
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DesaHíosparaelSING
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DesaHíos
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Generación)Eólica)y)Solar)SING)día)9)de)abril)de)2015)
Eólico" Solar" Suma"
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GeneraciónERNCSING
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Aspectosdelavariabilidaddelasfuentessolaryeólica• Estabilidad(voltajeyfrecuencia),Hiabilidadycalidaddelapotencia
• Aspectosdemuycortoplazo,milisegundosaminutos,relacionadoscon:– Soportedevoltaje(potenciareactiva)– Inercia(energíaalmacenadaenmasasrotando)– Ondadevoltajesinperturbaciones
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PlaniHicacióndelosSEPs• LosSEPssediseñanparasatisfacerlademandamáximamásunareservanecesariaaniveldeG,Txyenalgunoscasostambiénendistribución
• Engeneración(operación)sedisponedevariostiposdereserva:– Engiroosincronizada– Pronta–capazderesponderen30minutos– Estática–disponibleparadespacho
• EntransmisióntroncalsediseñaconcriterioN-1(sifallaunalíneaelrestodelsistemadebesuministrarlacarga)
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Algunosaspectosdeoperación• Controldevoltajeserealizamedianteelcontroldepotenciareactivaenlaredycontroldecorrientedecampoenunidadesdegeneración– Equiposparacontroldereactivos:bancosdecondensadoresestáticos,bancodereactores,Compensadoresestáticosdereactivos,STATCOMS,condensadoressincrónicos
• Frecuencia:debeserúnicaenelsistemaeiguala50Hz– Varíacomorespuestaaldesbalanceentregeneraciónyconsumo– Siconsumo>generación,entonceslafrecuenciacae
• Serequieremásenergía(torque)omenosconsumo– Sigeneración>consumo,entonceslafrecuenciasube
• Serequieremásconsumoomenosgeneración
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Algunosaspectosdeoperación• Controldefrecuencia
– Elcontroldefrecuenciaserealizaenlascentrales,enlamáquinasmotrices(turbinas)medianteelcontroldeltorquemecánicoaplicadoalgeneradoreléctrico.
– Serequieredeenergíadisponibleycapacidaddecontrolarla(controldepotenciaactiva)
– Larespuestasistémicadependedelatecnologíadegeneraciónylosmecanismosdecontrol:térmica,hidráulica,solar,eólica
– Tambiénsepuedecontrolarmediantedesprendimientodecarga…EDAC
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ServiciosComplementariosDS130• SonrecursostécnicosnecesariosparalaoperaciónsegurayeconómicadelSEP– CapacidaddegeneracióndepotenciaactivaMWsdeGyequipossincronizados
– CapacidaddeinyecciónoabsorcióndepotenciareactivaMVArdeGyequipos
– CapacidaddepartidaautónomadeunidadesdeG.– PotenciaconectadadelosusuariosenMWs
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ServiciosComplementariosDS130• LaDOdelCDECsdeHine,administrayoperalosSSCC
– Controldefrecuencia– Controldetensión– OperaciónacostovariablesuperioraCMg– PlandeRecuperacióndelServicio– Desprendimientodecargaautomáticoomanual
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ReservaenGiroosincronizada• NormaTécnica–Capitulo1Terminología• 77.ReservaenGiro:Margenentrelapotenciadedespachoylapotenciamáximaqueelconjuntodelasunidadesgeneradorassincrónicasenoperaciónpuedenaportarysosteneranteunaumentobruscodelademandaoreducciónbruscadelageneración.LaReservaenGirodelsistemaincluyeelaportequepuedenhacerlosEquiposdeCompensacióndeEnergíaActiva.
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AlmacenamientodeEnergíaenlanormativa• NormaTécnicadeSeguridadyCalidaddeServicio;Capitulo1.-terminologíay…EquipodeCompensacióndeEnergíaActiva:EquipoelectrónicodepotenciacapazdeinyectarpotenciaactivaalaredenformarápidaysostenerladuranteuntiempopreHijado,dentrodetodoslosrangosaceptablesdefrecuenciaytensióndelSI,antevariacionesdelafrecuencia.
• ProyectodeLeydeTransmisión;Artículo72°-2.-ObligacióndeSujetarsealaCoordinacióndelCoordinador...Asimismo,estaránsujetosalacoordinacióndelaoperacióndelCoordinadorlossistemasdealmacenamientodeenergíaqueseinterconectenalsistemaeléctrico.…
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SistemaInterconectado(NTSyCS)• Capítulo1-99• Conjuntodeinstalacionesdeunsistemaeléctricoincluyendo:lascentraleseléctricas;líneasdetransmisiónaniveltroncal,subtransmisiónyadicionales;enlacesHVDC,equiposdecompensacióndeenergíaactiva,subestacioneseléctricas,incluidaslassubestacionesprimariasdedistribución,yBarrasdeConsumodeClientesLibresabastecidosdirectamentedesdeinstalacionesdeunsistemadetransmisiónoatravésdealimentadoresdeusoexclusivo;queoperaninterconectadasentresí,conelobjetodegenerar,transportarydistribuirenergíaeléctricaendichosistemaeléctrico.
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ElCambio• LaplaniHicaciónconvencionaldelosSEPsconsiderabafuentesconcapacidaddecontroldelasvariablesdelsistema(V,F)yofertapredecibledelaenergíaprimaria(aguaembalsada,carbón,gas)
• Lasenergíasvariablessonpocopredeciblesenelcorto,medianoylargoplazo.Ylavariabilidaddeestasfuentesobligaalsistemaaacomodarotrasfuentesparamantenerlosestándaresdecalidadyseguridaddesuministro
• Elalmacenamientoycontroldeenergíaeléctricajugaráunrolrelevanteenlaintegracióndecantidadescrecientesdeenergíasrenovablesvariables
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Gracias
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