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1El CECRE: Integración de renovables de forma segura 1El CECRE: Integración de renovables de forma segura

2El CECRE: Integración de renovables de forma seguraEl CECRE: Integración de renovables de forma segura

El CECRE: Integración de renovables de forma segura

28 y 29 Mayo 2018Medellín, Colombia

Primer seminario Iberoamericano CIGRÉ-SIAC 2018

Jorge Hidalgo Lopez


El Sistema Eléctrico Europeo

ProducciónTecnología TWh %

Nuclear 838 25,12

Carbón 757.2 22,69

Ciclos Combinados 409.4 12,27

Fuel-Gas 80.7 2,42

Otras térmicas 113.3 3,40

Hidráulica 569.1 17,06

Eólica 310.2 9,30

Solar 102.3 3,07

Biomasa 118.7 3,56

Otras renovables 21.9 0,66

Otras fuentes 11.7 0,35Total Generación 3336.5Intercambio 15Consumo bombeo 43.4Total consumo 3278.1

ENTSOe

Países 42TSO 35

Clientes ~530 millones

Capacidad instalada ~1030 GWConsumo anual ~3 280 TWhIntercambios entre paises ~450 TWh/año

km líneas alta tensión 315 000 (CA), 5 800 (CC)

Fuente: Statistical Factsheet 2015 (ENTSOe)


Fuente: WWEA

Introducción a la generación eólica

Evolución de la capacidad instalada eólica en Europa


EVOLUCIÓN ANUAL DE LA POTENCIA INSTALADA PENINSULAR (MW)

(1) Incluye la potencia de bombeo puro,

(2) Los valores de potencia incluyen residuos hasta el 31/12/2014,

(3) Otras renovables incluyen biogás, biomasa, hidráulica marina y geotérmica,

(4) Potencia incluida en térmica renovable y cogeneración hasta el 31/12/2014,

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

Hidráulica (1) Nuclear Carbón

Fuel+gas Ciclo combinado Eolica

Solar fotovoltaica Solar térmica Térmica renovable (2) / Otras renovables (3)

Cogeneración (2) Residuos (4) Potencia máxima instántanea


Potencia neta instalada en la península. Abril 2018

Tecnología MW %

Eólica 22.863 23,0%

Fotovoltaica 4.431 4,5%

Solar Térmica 2.299 2,3%

Hidráulica (1) 20.331 20,5%

Otras renovables 743 0,7%Residuos renovables 64 0,1%

Nuclear 7.117 7,2%

Carbón 9.536 9,6%

Ciclo combinado 24.948 25,1%Residuos No renovables 606 0,6%

Cogeneración 6.373 6,4%

Total 99.311 100%

(1) Incluye la potencia de bombeo puro


Cobertura de la demanda 2017

(*) Datos provisionales enero..diciembre 2017

Eólica19,1%

Fotovoltaica3,2%

Termosolar2,2%

Hidráulica 7,4%

Otras renovables1,5%

Residuos Renovables0,3%

Residuos No-Renovables

1,0%Nuclear22,4%

Carbón17,1%

Ciclo combinado13,6%

Cogeneración11,3%

Generación bombeo0,9%

∑ Energia Renovables ≈ 33,7%

∑ Energia sin emisiones CO 2 ≈ 56,1 %


31.815

36.360

40.905

45.450

49.995

54.540

59.085

70

80

90

100

110

120

130

MW% (2007: 100)

45.450 MW

183.704

209.948

236.192

262.436

288.680

314.924

341.168

70

80

90

100

110

120

130

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

GWh% (2007: 100)

Variación período 2002-2015 = 11 %

Variación período 2006-2015 = -5 %

Variación período 2002-2015 = 8 %

Variación período 2006-2015 = -11 %

Características del Sistema Eléctrico Español

Demanda Potencia máxima instantánea


Generacion convencionalIntercambios Internacionales · REEGeneración renovable

Red de Transporte · REE Operador del Sistema · REE Operador Mercado· OMIE

TSO externos

Compañías distribución

Red de distribución< 132 kV

Subestaciónde distribución

Consumidores directos

Consumidores finales

Comercializadores Comercializadores Ultimo Recurso

Flujo de energía

ComunicacionesLEYENDA

El Sistema Eléctrico Español

Mercados diario e intradiariosMercados gestionadospor el OS


Red Eléctrica: Operador del sistema y transportista

TSO de referencia internacional

Consumodoméstico

Consumoindustrial ydeservicios

Centrosdegeneración

(4 / 5 / 6)Centro deControlEléctrico (Cecoel)yCentrodeControlde EnergíasRenovables (Cecre)

(2)Subestaciónde transporte

(1)Líneaeléctrica

(3)Subestacióndetransporte/distribución

TRANSPORTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA

OPERACIÓN DEL SISTEMA


Estructura accionarial y evolución de la acción

Accionariado

• El accionariado de la Sociedad está compuesto por un 20 % titularidad de SEPI y un 80 % restante que es de cotización libre (free-float). El capital social de la compañía es de 270.540.000 €, que se encuentra representado por 541.080.000 acciones al portador, totalmente suscritas y desembolsadas, con un valor nominal de 0,50 €.

• La Compañía es supervisada por la Comisión Nacional del Mercado de Valores (CNMV).

Estructura accionarial Evolución de la acción (*)

* Datos homogeneizados tras Split que tuvo lugar el 11 de julio 2016.

20 % SEPI

10 % Minoristas

4 % Institucional español

66 %Institucional

extranjero

* Identificación mayo de 2017.

19-02-2018Precio acción

16,13 €Capitalización Bursátil

8.728 M€


Red Eléctrica Española


Introducción a la generación eólica

Bases de la política energética de la UE


Cobertura de demanda con renovables

Cobertura de demanda con renovables

Cobertura de demanda con eólica

2013 42 % 21 %(1º lugar)

2014 42 % 20 % (2º lugar, después de nuclear)

2015 38 %19 %

(3º lugar, después de nuclear y carbón)




Generación Eólica

� Reduce la importación de energía. Reduce la dependencia energética del exterior

� Cobertura de la demanda: contribución incierta a las puntas

� Control y monitorización específico.

� Recurso primario volátil: difícil predicción.

� Muy demandante de red. Puede provocar congestiones en la red.

� Vulnerable ante perturbaciones eléctricas y meteorología.

� Desplaza a la generación convencional.

15

.99

3

18

.71

4

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.56

1

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.01

8

22

.60

9

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.85

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.87

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.87

3

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.91

0

22

.86

3

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

2008

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2011

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2015

2016

2017


Generacion eolica


Generación Solar Fotovoltaica


� Cobertura de la demanda: Correlación positiva con la demanda en verano

� Control y monitorización específico:Muchas conectadas a redes de baja tensión no visibles para el OS.


� Muy demandante de red.

� Vulnerable ante perturbaciones eléctricas y meteorología.


3.2

05

3.2

43

3.6

45

4.0

32

4.2

94

4.3

97

4.4

03

4.4

18

4.4

28

4.4

31

0

1.000

2.000

3.000

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5.000

2008

2009

2010

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2015

2016

2017


Generación Solar Térmica


� Cobertura de la demanda: Correlación positiva con la demanda en verano y posibilidad de desplazar su producción en las instalaciones con sistemas de almacenamiento de sales.

� Control y monitorización específico


� Muy demandante de red.

� Generadores síncronos: buen comportamiento ante perturbaciones.


61

23

2

53

2

99

9

1.9

50 2

.29

9

2.2

99

2.2

99

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99

2.2

99

0

500

1.000

1.500

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2.500

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017


Limitada capacidad de intercambio con otros sistemas

Limitada capacidad de apoyo en situaciones de alerta y emergencia. Nueva interconexión en corriente continua con Francia (2015)

http://www.ree.es/es/actividades/operacion-del-sistema-electrico/interconexiones-internacionales

CAPACIDA COMERCIAL DE INTERCAMBIO CAPACIDAD IMPORTACION/CAPACIDAD INSTALADA(%)

UE 2030 15% UE 2020 10%


HVDC

Octubre2015

Arkale PST

Julio2017

~ 1400 MW

~ 2800 MW



Interconexión España-Francia

Características técnicas del proyecto

• Interconexión realizada a través de la sociedad INELFE (50 % de REE, 50 % de RTE).

• 400 kV HVDC 65 km de enlace subterráneo que ha duplicado la capacidad de intercambio entre España y Francia de 1.400 a 2.800 MW.

• Túnel de 8,5 km de longitud y 3,5 metros de diámetro que atraviesa los Pirineos.

• Fecha de puesta en servicio: febrero de 2015.


La nueva interconexión en HVDC


385

390

395

400

405

410

415

420

425

Vic 400 kV

MEDIA MEDIA + S MEDIA - S

� Antes de Octubre de 2015

� Despues de Octubre de 2015



FRANCE

SPAIN

550 MVA PST

312 MVA PST

There is already installed a PST on the border (at French station Pragnères) operated by RTE

El nuevo desfasador de Arkale


-4000

-3000

-2000

-1000

0

-1500

-1000

-500

0

500

13

:00

13

:10

13

:20

13

:30

13

:40

13

:50

14

:00

14

:10

14

:20

14

:30

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:40

14

:50

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:00

15

:10

15

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15

:30

15

:40

15

:50

16

:00

16

:10

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:20

16

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:50

17

:00

17

:10

17

:20

17

:30

17

:40

17

:50

18

:00

MW

P HEN->ARG P ARK->ARG

P BIE -> PRA P VIC -> BAI

P LLG -> BAI 1 P LLG -> BAI 2

❑ Automatic movement of taps:

❑ Arkale PST: from tap 20 to tap 26.

❑ Pragneres PST: from tap 17 to tap 18.

El nuevo desfasador de Arkale


Capacidad de intercambio

HVDC

Arkale PST


Coordinación internacional

Adju

st o

f Pra

gner

es ta

pAd

just

of A

rkal

e ta

p

TTC / Scheduled program in RT + RM (200 MW)

Starting Point: T_Ark =Neutral ; T_Prag =17

ARKALE PST: MANUAL ACTION IN PREVENTIVE (T_Ark*) To avoid load in L-220 kV Arkale-Argia > 95 % of Locking I_Ark (=2185 A) after N-1 --> NO TRIPPING

If just after any N-1 the flow through Arkale-Argia > 95% of

Locking I_Ark (=2185 A) ?

YES

YES

NO

Flow on Arkale-Argia OR

Biescas-Pragneres >100%?

ARKALE PST: AUTOMATIC REGULATION (if needed)L-220 kV Arkale-Argia � 95 % PATL after N-1

TTC=TTC + STEP / Secure scenario in RT

NO STOP TTC /

Unsecure in RT

YES

STOP TTC /

Unsecure in RT

Final Fulfilment of

N&N-1?

PRAGNÈRES PST: MANUAL ACTION IN PREVENTIVE To avoid load in L-220 kV Biescas-

Pragnères > 90 % of Locking I_Prag (=1476 A) after N-1 --> NO TRIPPING

Perform N-1 Security Analysis

In preventive: T_Ark*

In automatic: final T_Ark & final T_Prag

NO

PRAGNÈRES PST: AUTOMATIC REGULATION (if needed)L-220 kV Biescas-Pragnères � 100 % PATL after N-1

If just after any N-1 the flow through Biescas-Pragnères > 90%

of Instant tripping (=1476 A) ?

YES

T_Ark*; T_Prag*

NO


Gran modulación del consumo diario

� Ratio punta/valle ∈ [1.3 , 1.9]

� Fuerte gradiente horario de carga ∈ [2000 , 4000 MW/h]

http://www.ree.es/es/

� Puntas de demanda de 45GW y valles de 17GW


Manifestación contra los ataques terroristas del 11 de marzo de 2004 en Madrid:Parada de 15’ a las 12:00 h y a las 19:00 h.

Factores con incidencia: Hechos excepcionales


Final de la copa de futbol del mundo 2010 in South África (11 de Julio 2010)

Retransmisión de la Final de la copa del mundo

2010



20:30 h Inicio partido

23:00 h Final partido21:15 h Final 1ª parte

22:15 h Final 2ª parte

Partido de la selección española de la final del mundial de fútbol Sudáfrica, 11 de julio de 2010



La energía eólica como una de las principales fuentes de energía

❍ Cobertura maxima de la demanda: 70.4% (21/11/2015).

❍ Minima cobertura: < 1 %

❍ Maxima produccion: 17.553 MW (29/01/2015).

❍ Minima produccion del ultimo año: 367 MW (26/09/2017).


Record de cobertura de la demanda por generación eólica

21.11.2015: Cobertura instantánea de la demanda: 70.4%


Retos de la integración de energía renovable

Cobertura de la demanda

Control y supervisión de la generación

Variabilidad e incertidumbre en la

predicción

Comportamiento ante perturbaciones

Gestionabilidad

Provisión de servicios de ajuste

del sistema

Temporal Klaus

37El CECRE: Integración de renovables de forma segura 37

Excedentes de generación no integrables en el sistema


Cobertura de la demanda


La producción no se adapta a los perfiles de demanda: baja fiabilidad para la cobertura en horas punta.

Comportamiento anual/diario: eólica


Verano: de acuerdo a los requerimientos de demanda.

Invierno: no hay contribución, puesto que la punta es por la noche.

Comportamiento anual/diario: fotovoltaica


Verano: correlación positiva con la demanda.

Invierno: los sistemas de almacenamiento de sales y la hibridación con gas natural permiten la producción durante la punta de demanda convirtiéndose en generación gestionable.

Comportamiento anual/diario: termosolar


Tecnología turbinas eólicas

5,700.00

5,950.00

6,200.00

6,450.00

6,700.00

6,950.00

7,200.00

7,450.00

7,700.00

7,950.00

8,200.00

10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00

Wind Production 23/03/08-24/03/08

• La generación eólica dispara si la velocidad

del viento es mayor de 25 m/s.

• Variación producción eólica en este día:

1.800 MW.

• Desde 01/01/2008 todas las instalaciones

eólicas deben cumplir con PO 12.3.

• Sólo 519 MW eólicos no soportan huecos

de tensión*

* Faltas menores de 100ms y tensiones menores del 85% p.u.

Disparo eólica por protecciones sobre-velocidad Disparo eólica por huecos de tensión


Con el RD 1565/2010 todas las instalaciones o

agrupaciones mayores de 2 MW deben cumplir el

PO 12.3.

Instalaciones o agrupaciones FV

P > 2 MW

Instalaciones o agrupaciones FVInstalaciones o agrupaciones FVInstalaciones o agrupaciones FV

Buen comportamiento ante

perturbaciones

Generadores síncronos Similar a generadores

convencionales, pero menores

InstalacionestermosolaresInstalacionestermosolares

Tecnología instalaciones solares


Conexión RdT/RdD generación renovable

Capacidad instalada % RdT % RdD

MW % %

Eólica 22845 64.65% 35.35%

Solar Fotovoltaica 4428 1.26% 98.74%

Solar Termoeléctrica 2300 75.96% 24.04%

Hidráulica (excl. bombeo) 17173 59.50% 40.50%

Térmica Renovable 984 16.60% 83.40%

TOTAL 47758 56.45% 43.55%

2017


� La variabilidad se suaviza a medida que aumenta la observabilidad.

� La integración mejora cuando la RdT es lo suficientemente fuerte como para asumir toda la generación,

puesto que la producción puede darse en cualquier localización.

Eólica Solar FV

Generación distribuida: observabilidad y controlabilidad


Generación distribuida: Influencia de la distribucióngeográfica


1/4/20161/4/2016

Rampa: 6 561 MW en 2h

6:00h

8:00h

https://demanda.ree.es/movil/peninsula/demanda/total


Observabilidad, ¿por qué?

�Se necesita observabilidad para tener información en tiempo real sobre la

producción de las instalaciones renovables.

�Las telemedidas de producción en tiempo real son esenciales para garantizar la seguridad del sistema.

�Esta información también es necesaria para llevar a cabo previsiones de

producción fiables.

�Observabilidad en tiempo real y previsiones precisas son herramientas

básicas para mantener el balance del sistema y llevar a cabo una gestión eficiente de las reservas.

OBSERVABILIDADMedidas tiempo

real

Previsión de producción

Evaluación reserva caliente

Programación generación gestionable

SE CONTRARRESTA VARIABILIDAD RENOVABLES

Se evitan errores en la previsión demanda


Observabililidad: y si no, ¿qué?

Errores predicción de generación

Errores de meda de demanda

Incremento de las incertidumbres

Reducir la Seguridad del

suministro

Aumento de las reservas necesarias

Reducción la producción de

renovables


Generación distribuida: observabilidad y controlabilidad


Centro de Control para Energías Renovables (CECRE)

�Objetivo: alcanzar un gran nivel de integración de renovables sin comprometer la seguridad del sistema.

�Función principal: articular la integración de la producción de energía eléctrica del régimen especial en función de las necesidades del sistema eléctrico


CECRE

GEMAS…

Consignas

Medidas tiempo real

CCRE1 CCRE1

• Generadores dispersos que pertenecen a distintas compañías• CECRE comunica con más de 30 centros de control, que

agrupan a más de 2800 instalaciones:

CCRE: Centro de Control de generación renovableCCconv: Centro de control generación convencional

• GEMAS (Generación Eólica Máxima Admisible en el Sistema) analizaen tiempo real la máxima generación eólica admisible en el sistema.

• Si las reducciones son necesarias, se calculan y envían consignas degeneración.

• Las instalaciones deben adaptar su producción a la consigna en 15minutos.

CECRE: Centro pionero y de referencia a nivel mundial en la integración de energías renovables

Cálculo en tiempo

real

Centro de Control para Energías Renovables (CECRE)


DEMANDA

GENERACIÓN

SALDO

GENERACION-DEMANDA

Influencia de la energía renovable en los flujos de potencia

Desarrollo de las infraestructuras


Elevada eólica en el noroeste.Baja hidráulica y CC.

Elevada eólica en el este.Baja hidráulica y CC.

Baja eólica.Elevada hidráulica y CC.

3 de noviembre 6 de noviembre 7 de noviembre


Influencia de la energía renovable en los flujos de potencia


Primera reducción: 02/11/2008 (I)

Agotamiento de reservas a bajar


Semana Santa 2013: 29/03/2013

Agotamiento de reservas a bajar


Flexibilidad: Servicios complementarios y renovables


Servicios de ajuste: Proyecto TWENTIES

Arcos tajo Hueneja Total

Participating 112 122 248 482

Total 321 327 521 1169

% 35% 37% 48% 41%


Criterios de máxima integración de

producción

Marco Normativo

Objetivos de máxima rentabilidad (incluyendo

provisión SAS)

Ley 24/2013 y RD 413/2014

- Igualdad de derechos y obligaciones para toda la generación (no distinción GENERACION CONVENCIONAL� GENERACION RENOVABLE)

- Posibilidad de participar como proveedores de los servicios de ajuste del sistema de carácter potestativo

- Prioridad de despacho condicionada a igualdad de coste


Procedimientos de Operación adaptados al RD 413/2014

� Se abre la posibilidad a que, previo test de habilitación, las instalaciones RCR(Renovables, Cogeneración y Residuos) participen en los siguientes servicios de ajuste:

o Gestión de desvíoso Regulación Terciariao Regulación Secundariao Mercado de reserva de potencia adicional a subir (unidades térmicas)

� Así, todas las tecnologías RCR podrán participar en los servicios de ajuste siemprey cuando superen las pruebas de habilitación específicas para cada servicio(establecidas por el MINETUR en Diciembre de 2015).

� Procedimientos de operación adaptados han entrado en vigor el 10 de Febrero de2016.

UP1…

UPn

eSIOS

La participación de la eólica en los SAS potestativos


Participación de la eólica en los servicios de ajuste del sistema

�10/2/2016: Inicio aplicación Procedimientos de Operación adaptados al RD 413/2014, de 6 de junio

�Restricciones técnicas:

o Obligación de presentar oferta de RRTT (subir/bajar)

o Participación en fase II:

� Instalaciones cuyo coeficiente de disponibilidad > 50% (Tegnología eólica: 22%. Orden Peajes 2016)

� Instalaciones que superen de forma satisfactoria de las pruebas de terciaria y gestión de desvíos

� Instalaciones que estuvieran participando en fase II antes de la entrada en vigor del nuevo P.O.-3.2

�Servicios de ajuste de carácter potestativo (terciaria, gestión de desvíos y secundaria):

o Capacidad de oferta ≥ 10 MW (posibilidad de agregación)

o Cumplimiento de la información estructural requerida en el P.O.-9

o Superación de las pruebas específicas de habilitación de cada servicio (BOE 19/12/2015)


La participación de la eólica en los SAS potestativos

Resultado pruebas reales


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