Valorización de proyectos de Centrales Hidráulicas de Bombeo

y su aporte a la integración de eólica al sistema.

Juan Pablo Saltre, José M. Roca, Juan Andrés Míguez.

Central de Bombeo

• Además de turbinar puede bombear– Pueden o no ser las mismas turbomáquinas

reversibles

• Puede o no tener aportes hídricos– En nuestro caso no tiene

• Filtrar variaciones de oferta– Toma sobrantes de eólica para entregarlos luego

La Muela II (España)

• Operador: Iberdrola• 500 M US$• 852 MW turbinado, 744

MW bombeo• Fechas Construcción

2006-2012• Muela ampliada son 1400

MW y «generan» 800 GWh por año

La Muela II (España)

• Otra referencia de precio:

1000 US$/kW instalado

Centrales de Bombeo Uruguay

• El plan de expansión prevé instalar más eólica– Llegar a 1500 MW instalados en 2020– 2640 MW instalados en 2025

• No más grandes Centrales Hidráulicas

• Reunión con Gcia. Generación UTE– Ute ha relevado posibles sitios: gran altura

Sitio elegido: Cuchilla Negra

Desnivel: 180mSuperficie embalse: 2,9 km2Largo tubería forzada: 4,8 km

Volumen: tomamos 3 posibles: 4,75Hm3, 12Hm3, 19Hm3

Validación del modelo

• Corridas sólo con demanda constante, eólica y central de bombeo.– Aparición de errores, correcciones del modelo.

Elección de parámetros

• El sistema eléctrico uruguayo tal cual está acepta los primeros 600 MW

• Evaluación de los siguientes 600 MW• 600 MW de eólica, con fd=35% dan 220 MW

• Energía: 220MW x 24hs = 5280 MWh

• Pruebas con +/- 60% en ambos casos

9 centrales evaluadas

3 Volúmenes: 4,75, 12 y 19 Hm3representan 2140, 5410 y 8565 MWh

3 Potencias: 2, 5 y 8 unidades de 44MWrepresentan 88, 220 y 352 MW

Potencia de bombeo: siempre el doble

Consideramos las 9 combinaciones.

40 casos evaluados

• Caso base sin central y 9 centrales posibles

• Evaluados en Enero, Abril, Julio, Octubre 2020

Escenario considerado en 2020

• Demanda base 2007 ajustada 3,5%• Eólicas: 1040MW; 1/Mayo 1500MW• Térmicas: según plan óptimo:– 540MW CC Gas Natural, 200MW Biomasa,

215MW Gasoil, 294 Gas Natural, 80MW Motores, 80MW Distribuida

• Hidráulicas: SG, Bonete, Baygorria, Palmar• Hidráulica de Bombeo

Parámetros SimSEE

• Optimización 1 embalse 2020 -2025– Paso semanal 4 Postes

• Optimización 3 embalses + Bombeo 2 meses – Paso horario

• Simulación 3 embalses + Bombeo 1 mes– Paso horario

• Aprox. 500.000 segundos de cálculo acumulado.

Parámetros SimSEE

• Optimización 5 crónicas

• Reducción de discretizaciones de embalses– Bonete 5, Palmar 3, SG 4, Bombeo 3.

• Simulaciones 500 crónicas en lo posible

• Simulaciones mensuales con paso horario

1/1/2020 1/6/2020 1/11/2020 1/16/2020 1/21/2020 1/26/20201,500,000

1,600,000

1,700,000

1,800,000

1,900,000

2,000,000

2,100,000

2,200,000

2,300,000

Sin Bulbo 2x44MW, Vol1 2x44MW, Vol2 2x44MW, Vol3

USD

Central 2x44MW – Enero – CAD/d

1/1/2020 1/6/2020 1/11/2020 1/16/2020 1/21/2020 1/26/20201,500,000

1,600,000

1,700,000

1,800,000

1,900,000

2,000,000

2,100,000

2,200,000

2,300,000

Sin Bulbo 2x44MW, Vol1 2x44MW, Vol2 2x44MW, Vol3

USD

Central 2x44MW – Abril

1/1/2020 1/6/2020 1/11/2020 1/16/2020 1/21/2020 1/26/20201,500,000

1,600,000

1,700,000

1,800,000

1,900,000

2,000,000

2,100,000

2,200,000

2,300,000

Sin Bulbo 2x44MW, Vol1 2x44MW, Vol2 2x44MW, Vol3

USD

Central 2x44MW – Julio

1/1/2020 1/6/2020 1/11/2020 1/16/2020 1/21/2020 1/26/20201,500,000

1,600,000

1,700,000

1,800,000

1,900,000

2,000,000

2,100,000

2,200,000

2,300,000

Sin Bulbo 2x44MW, Vol1 2x44MW, Vol2 2x44MW, Vol3

USD

Central 2x44MW – Octubre

01/04/yyyy 06/04/yyyy 11/04/yyyy 16/04/yyyy 21/04/yyyy 26/04/yyyy1000000.00

1200000.00

1400000.00

1600000.00

1800000.00

2000000.00

2200000.00

CAD_Diario

Vol 1Vol 2Vol 3Base

USD

Central 8x44MW – Enero

01/04/yyyy 06/04/yyyy 11/04/yyyy 16/04/yyyy 21/04/yyyy 26/04/yyyy1000000.00

1200000.00

1400000.00

1600000.00

1800000.00

2000000.00

2200000.00

CAD_Diario

Vol 1Vol 2Vol 3Base

USD

Central 8x44MW – Abril

4/1/2

020

4/2/2

020

4/3/2

020

4/4/2

020

4/5/2

020

4/6/2

020

4/7/2

020

4/8/2

020

4/9/2

020

4/10/2

020

4/11/2

020

4/12/2

020

4/13/2

020

4/14/2

020

4/15/2

020

4/16/2

020

4/17/2

020

4/18/2

020

4/19/2

020

4/20/2

020

4/21/2

020

4/22/2

020

4/23/2

020

4/24/2

020

4/25/2

020

4/26/2

020

4/27/2

020

4/28/2

020

4/29/2

0200.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1000.00

1200.00

1400.00

1600.00

Despacho Diario Abril 352 MW Vol 3

Eol_Dia_PromPturb_Dia_PromEol2_Dia_PromSG_Dia_PromPalmar_Dia_PromPTI_Dia_PromMotores_Dia_PromGDis80_Dia_PromCTR_Dia_PromCC180_Dia_PromBonete_Dia_PromBioC_Dia_PromBay_Dia_PromBioAuto_Dia_Promdemanda

MW

01/04/yyyy 00 06/04/yyyy 00 11/04/yyyy 00 16/04/yyyy 00 21/04/yyyy 00 26/04/yyyy 00178.40

178.60

178.80

179.00

179.20

179.40

179.60

179.80

180.00

180.20 H Embalse

Met

ros

Central 8x44MW- Embalse 19Hm3 - Abril

Central 5x44MW- Embalse 19Hm3 - Abril

01/04/2020 00 06/04/2020 00 11/04/2020 00 16/04/2020 00 21/04/2020 00 26/04/2020 00178.80

179.00

179.20

179.40

179.60

179.80

180.00

180.20

180.40

180.60

180.80

H Embalse

Met

ros

Evaluación de Resultados• Central 88MW potencia turbinado

Beneficio para el sistema (USD / año)Vol1 Vol2 Vol3

Enero -283.790 -200.136 -219.949Abril -158.883 528.646 -122.064Julio 92.974 166.618 1.093.536Octubre 260.623 677.313 285.340

Anual -267.225 3.517.322 3.110.588Corrida Anual 40 crónicas: 3.006.557

Evaluación de Resultados• Central 220MW potencia turbinado

Beneficios para el sistema (USD / año)Vol1 Vol2 Vol3

Enero -197.060 777.200 947.300Abril 565.260 734.700 851.920Julio 970.180 1.051.100 1.158.100Octubre 1.309.020 382.720 1.725.600

Anual 7.942.200 8.837.160 14.048.760

Corrida Anual 40 crónicas: 1.168.241

Evaluación de Resultados• Central 352MW potencia turbinado

Beneficio para el sistema (USD / año)Vol1 Vol2 Vol3

Enero 139.071 128.919 -19.917Abril 1.209.991 1.230.036 1.242.141Julio error 164.513 199.331Octubre error 134.871 162.586

Anual 4.047.186 4.975.017 4.752.423

Aproximación económica

• Central de bombeo de 88MW– Costo estimado 88 M US$

• Beneficio anual 3 M US$• Turbina 100 GWh por año• TIR 50 años 2,3%

Conclusiones

• Se logró simular el comportamiento de una Central de Bombeo en el sistema eléctrico Uruguayo de 2020

• En varios casos trae beneficios importantes– Los resultados no son definitivos:– Se precisa corregir el modelo para simular más

crónicas

Problemas detectados

• A veces intenta bombear y turbinar a la vez• El comienzo de la eólica (entrando de a poco)

debe poder corregirse• Al comienzo la Central de Bombeo sube o baja

su altura abruptamente.– Sería bueno poder ignorar los primeros días de la

simulación desde el SimRes3.

1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103 109 115 121 127 133 139 145 151 157 163 169 175 181 187 193 199 205 211 217 2230

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Demanda Eólico Otros Auto Bombeo Expo AR

Mejoras posibles

• Usar el modelado de vientos_xy– Las variaciones deberían ser más realistas

• Ajustar precios de exportación a Argentina– «Regala» eólica en vez de bombearla

• Cuando se resuelvan los fallos se pueden correr más crónicas en las salas que dan error

¡Muchas gracias!