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Control de frecuencia en Sistemas Eléctricos Aislados 14 de diciembre de 2011 1
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Control de frecuencia en Sistemas Eléctricos Aislados
14 de diciembre de 2011
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ÍndiceÍndice
LOS SISTEMAS ELECTRICOS CANARIOS
VARIABILIDAD DE LAS ENERGIAS RENOVABLES Y LA FRECUENCIA
MEDIDAS PARA EQUILIBRAR LA FRECUENCIAMEDIDAS PARA EQUILIBRAR LA FRECUENCIA
INTEGRACION DE ENERGIA RENOVABLE Y RESERVA RODANTE
CONCLUSIONES
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SISTEMA ELÉCTRICO CANARIO
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CARACTERISTICAS DE LOS SISTEMAS
Seis sistemas eléctricos aisladosSistemas de pequeño tamaño y muy distintos: El Hierro 80
veces más pequeño que Gran CanariaGran Canaria es 80 veces menor que el sistema peninsular,
que además está interconectadoMenor estabilidad de la frecuencia en relación a sistemasMenor estabilidad de la frecuencia en relación a sistemas
interconectados, la estabilidad la proporciona la respuesta conjunta de todas las máquinas síncronas conectadas al sistema.
4
DEMANDA – PUNTAS DE DEMANDA (MW)
Punta Periodo (MW) Fecha Punta Histórica(MW) Fecha
G C i 558 16 03 11 604 31 07 07Gran Canaria 558 16-03-11 604 31-07-07
Tenerife 573 16-03-11 601 08-11-07
Fuerteventura 105 22-06-11 126 30-07-07
Lanzarote 135 21-06-11 146 31-07-07
La Palma 47,8 14-03-11 49,9 12-08-10
La Gomera 11,4 14-03-11 13,0 31-12-08
El Hierro 7,48 20-01-11 7,76 06-07-09
5
GENERACIÓN – POTENCIA INSTALADA (MW)
Régimen Ordinario Eólica Fotovoltaica en
servicioResto Régimen
Especial TotalOrdinario servicio Especial
Gran Canaria 1.009 80 28 0 1.117Tenerife 999 37 88 0 1.124Fuerteventura 159 13 8 0 180Lanzarote 187 9 5 0 201La Palma 96 6 4 0 106La Gomera 19,7 0,4 0,0 0,0 20,1El Hierro 11,2 0,3 0,0 0,0 11,5CANARIAS 2.481 145 133 0 2.759
6
PREVISION DE POTENCIA EÓLICA INSTALADA PECAN 2006 – 2015: 1025 MW
44%46%
40%
104% 44%
114% 43%
46%
144%
104%
107%
46%
114%
100%
438%
7
114%
% penetración en punta
% penetración en valle
ÍndiceÍndice
LOS SISTEMAS ELECTRICOS CNARIOS
VARIABILIDAD DE LAS ENERGIAS RENOVABLES Y LA FRECUENCIA
MEDIDAS PARA EQUILIBRAR LA FRECUENCIAMEDIDAS PARA EQUILIBRAR LA FRECUENCIA
INTEGRACION DE ENERGIA RENOVABLE Y RESERVA RODANTE
CONCLUSIONES
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Variabilidad de la producción eólica
Gran Canaria (25/08/2011)Gran Canaria (25/08/2011)
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Variabilidad de la producción fotovoltaica
Tenerife (07/12/2011)( / / )
10
El equilibrio de la frecuencia
Los desequilibrios entre demanda y generación implican una variación en lafrecuencia del sistema.
Fuente: http://www.leonardo‐energy.org/drupal/node/2959
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Oscilaciones de frecuencia
Frecuencia
Eólica
12
Oscilaciones de frecuencia
50 35
50,4
65
70 HZMW
SEI Tenerife 04/12/2012
50,25
50,3
50,35
55
60
65
50 1
50,15
50,2
40
45
50
50
50,05
50,1
30
35
40
Fotovoltaica Frecuencia
13
Desvío de la frecuencia acumulado
Gran Canaria125
Tenerife
77
100 101 107 108
2339
66
50
102 102123 125
30
68
6 923
2007 2008 2009 2010 2011 (ene‐nov)
3 4 1230
2007 2008 2009 2010 2011 (ene‐nov)
Potencia total instalada de RE (MW) Horas de des íoPotencia total instalada de RE (MW) Horas de desvío
Potencia total instalada de RE (MW) Horas de desvío
El aumento de horas anuales acumuladas de desvío de la frecuencia indica la necesidad deEl aumento de horas anuales acumuladas de desvío de la frecuencia indica la necesidad de mejorar la capacidad de regulación de la misma.
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LOS SISTEMAS ELECTRICOS CANARIOS
VARIABILIDAD DE LAS ENERGIAS RENOVABLES Y LA FRECUENCIA
MEDIDAS PARA EQUILIBRAR LA FRECUENCIAMEDIDAS PARA EQUILIBRAR LA FRECUENCIA
INTEGRACION DE ENERGIA RENOVABLE Y RESERVA RODANTE
CONCLUSIONES
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Incidente de generación
07/04/2011 – Disparo Granadilla Gas 3 y ½ Vapor 307/04/2011 Disparo Granadilla Gas 3 y ½ Vapor 3 (se deslastran 4,8 MW Interrumpibles)
K1:Frequency V-CANDELARIA 1 B/Hz
50.00
49.50
49.75
49.25
t/s0 50 100 150 200 250 300
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Medidas para equilibrar el sistema
• Proyecto I+D de instalación de un volante de inercia.
• Herramienta para calcular en tiempo real la respuesta del sistema y lageneración necesaria para que no actúe el plan de deslastre de carga.
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Medidas para equilibrar el sistema
• Instalación de AGC: optimización de la respuesta secundariap p
• Optimización de los planes de deslastre de carga por subfrecuencia y porderivada de frecuencia.
53
54
55
56 System responsesAllowable frequencies
52
54
56 System responsesAllowable frequencies
49
50
51
52
Freq
uenc
y (H
z)
46
48
50
Freq
uenc
y (H
z)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1046
47
48
Time (s)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
42
44
Time (s)
pérdidas hasta 70% pérdidas hasta 50%
• Necesidad de planes de desconexión de generación renovable por
pérdidas hasta 70% pérdidas hasta 50%
18sobrefrecuencia.
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LOS SISTEMAS ELECTRICOS CANARIOS
VARIABILIDAD DE LAS ENERGIAS RENOVABLES Y LA FRECUENCIA
MEDIDAS PARA EQUILIBRAR LA FRECUENCIAMEDIDAS PARA EQUILIBRAR LA FRECUENCIA
INTEGRACION DE ENERGIA RENOVABLE Y RESERVA RODANTE
CONCLUSIONES
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Variabilidad de la generación renovable requiere más reserva de regulación
Producción eólica vs. Demanda07/nov./2006
500
550
600
50
60
70Demand: 75 MW
350
400
450
20
30
40
MW
Wind: 40 MW
250
300
0
10
0:00
:00
0:54
:00
1:48
:00
2:42
:00
3:36
:00
4:30
:00
5:24
:00
6:18
:00
7:12
:00
8:06
:00
9:00
:00
9:54
:00
0:48
:00
1:42
:00
2:36
:00
3:30
:00
4:24
:00
5:18
:00
6:12
:00
7:06
:00
8:00
:00
8:54
:00
9:48
:00
0:42
:00
1:36
:00
2:30
:00
3:24
:00
Requisito adicional: 40 MW en 2 horas
0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 18 19 20 21 22 23
Wind power Demand
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Rampas de generación eólicaa pas de ge e ac ó eó ca
100%
Probabilidad acumulada de ocurrencia rampas (2007‐jul 2011)
50%
60%
70%
80%
90%bilidad
10%
20%
30%
40%
50%
Prob
ab
0%
Rampa (%)
EL sistema debe contar con suficiente reserva a subir y a bajar para compensar las rampas de
p
Rampa negativa (Reserva a subir) Rampa positiva (reserva a bajar)
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y j p p pla generación renovable
Integración renovable y asignación de reserva a bajar y a subir
700Régimen especial VS cobertura
400
500
600
(MW
)
0
100
200
300
Pote
ncia
01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Horas
Demanda TF Mín. téc. gen. ordinaria Mín. tec. + reserva a bajar
La generación convencional necesaria para garantizar la cobertura y proporcionar servicioscomplementarios no puede bajar de su mínimo técnico lo que limita la capacidad de
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complementarios no puede bajar de su mínimo técnico, lo que limita la capacidad deintegración de la generación renovable.
Integración renovable y asignación de reserva a bajar y a subir
P t Má roLa generación renovable con capacidad de regulación de Pot. Máx.
Pot. Asignada Reserva a subiroLa generación renovable con capacidad de regulación de
frecuencia permitiría:
• asignar la banda de regulación a bajar a esta generación y
Mí Té i
Reserva a bajarpor tanto una mayor integración.
• regular frecuencia a subir cuando existe un límite de
producción mejorando la velocidad de respuesta del sistema Mín. Técnico
0 MW
producción mejorando la velocidad de respuesta del sistema.
oLa banda de reserva a subir se asigna a la generación
convencional, por lo que no supone reducción en la producción
renovable.
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MEDIDAS PARA EQUILIBRAR LA FRECUENCIAMEDIDAS PARA EQUILIBRAR LA FRECUENCIA
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CONCLUSIONES
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La variabilidad de la generación renovable requiere mayor reserva
Conclusiones
de regulación para proporcionar estabilidad en el control de lafrecuencia de los sistemas eléctricos.
L í bl d t ib i l t l d l Las energías renovables pueden contribuir al control de lafrecuencia y así maximizar su integración en los sistemas.
• La regulación de frecuencia a bajar permite una mayor integraciónLa regulación de frecuencia a bajar permite una mayor integración,pues permite programar los grupos convencionales a su mínimotécnico, asignando la banda de reserva a bajar a la generaciónrenovablerenovable.
• La regulación de frecuencia a subir cuando existe un límite deproducción permite aumentar temporalmente la producciónp p p pmejorando la velocidad de respuesta del sistema.
• La banda de reserva a subir se asigna a la generación convencional,
25por lo que no supone reducción en la producción renovable.
26
www.ree.es
