CENTRO DE DESPACHOECONÓMICO DE CARGA SISTEMA INTERCONECTADO NORTE GRANDE

DESAFÍOS DE LA INTEGRACIÓN DE ERNC AL SING

Congreso Bienal CIGRE Chile

23 Noviembre 2015

Juan Carlos Araneda T.

Director Planificación y Desarrollo

Contenido

Características del SING

Integración de ERNC en el SING

Estudios de integración ERNC

Expansión del sistema de transmisión

Tecnologías Smart Grid

Conclusiones

SISTEMA INTERCONECTADO DEL NORTE GRANDE (SING) -> CDEC-SING

Capacidad Inst. / Demanda Máx. 4.802 / 2.363 MWClientes Precio Regulado / No Reg. 11% / 89%Hidro/ Gas/Carbón/Petróleo/ Eólico /Solar 0,2%/ 44,2%/43,9%/7,6%/ 1,9%/ 2,2%Longitud 600 kmPoblación 6%

SISTEMA INTERCONECTADO CENTRAL (SIC) -> CDEC-SIC

Capacidad Inst. / Demanda Máx. 15.549 / 7.546 MWClientes Precio Regulado / No Reg. 70% / 30%Hidro/ Gas/Carbón/Petróleo/ Eólico /Solar 43,7%/ 17,7%/16,1%/16,7%/4,4%/ 1,4%Longitud 1800 kmPoblación 92%

Interconexión entre SING y SICUn Mercado y un Coordinador en 2018

• Por su ubicación geográfica como vecino dePerú, Bolivia y Argentina, el SING cumple unrol estratégico en la promoción de laintegración energética regional.

• Tiene un doble desafío: seguir abasteciendoa la minería y la expansión económica delnorte, y aprovechar la integración regional ynacional para intercambiar energía.

Características CDEC-SINGPuerta de Entrada a Mercado Eléctrico Chileno

Chile

Bolivia

Argentina

Perú

SIC

Chile

Bolivia

Argentina

Perú

SIC

Diagrama unilineal simplificado del SING

Interconexión

Chile-PerúChile (50 Hz) – Perú (60 Hz)

Interconexión SING-SIC500 kV AC (2018)

Interconexión

Chile-ArgentinaChile (50 Hz) – Argentina (50 Hz)

Características CDEC-SINGInterconexión con Mercados Regionales y Nacionales

Chile

Bolivia

Argentina

Perú

SIC

• Norte de Chile tiene ventajas comparativaspara la generación a partir de EnergíasRenovables No Convencionales (ERNC).

• Las ERNC son un recursos abundante en elnorte del país, y su presencia constituye unaporte en la diversificación de la matriz.

• Fase inicial: Se han incorporado los primerosproyectos ERNC eólicos y solar fotovoltaicos.

Características CDEC-SINGTerritorio ERNC

ERNC en el SING en el corto y largo plazo

Cumplimiento con creces de Ley 20.698a nivel país (SING+SIC):

Fuente: CDEC-SING, CDEC-SIC, CIFES

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

2010 2011 2012 2013 2014

TWh

Años

Obligación Inyección reconocida

61%

33%

2%2%2%

Solar Fotovoltaico

Eólico

Biomasa

ConcentraciónSolar

Mini Hidro

Actualmente existen 6015 MW en el SEIA con un 61% de proyectos solares fotovoltaicos (SING+SIC)

ERNC en el SING en el mediano plazo

2015

242 MW

2016

803 MW

2017

173 MW

Capacidad instalada adicional prevista por año:

Fuente: CNE Res. Exenta 594, 09/11/2015

Se prevé que el SING tenga quegestionar más de 1450 MW ERNCinstalados antes de la interconexióncon el SIC.

En su mayor parte (78%)corresponderán a generación solarfotovoltaica.

78%

9%

4%

9%

Solar Fotovoltaico

Eólico

Geotermica

Solar - Termosolar

Proyectos ERNC en el SING2015

242 MW

2016

803 MW

2017

173 MW

Fuente: CNE Res. Exenta 594, 09/11/2015

+ +

Iniciativas CDEC-SING para inserción de ERNC

Plan de Integración de ERNC (2012).

Estudio Técnico - Económico sobre Integración Eólica y Solar en el SING- Escenario año 2014 (2012).

Efectos Técnico – Económico de la Integración de Energía Eólica y Solaren el SING - Escenario año 2017 (2014).

Estudio de Transmisión para Inserción de ERNC - Escenarios año 2018 y2021 (en desarrollo 2015).

Estudio ERNC 2014:

00 PRESENTACIÓN 00.00.15

EscenarioCapacidad instalada

[MW]

Capacidad Fotovoltaico

[%]

CapacidadTermosolar

[%]

CapacidadEólica

[%]

Penetración en energía

[%]

Máxima penetración instantánea

[%]E1 (*) 937 78,6 11,7 9,6 11 30

E2 1232 75,6 8,9 15,4 15 40E3 1452 79,3 7,5 13,1 18 49E4 922 68,5 0 31,5 13 33E5 1237 61,8 8,3 29,7 16 41

Análisis realizados: • Requerimientos de reserva en giro• Efecto en el pre-despacho: costo de operación

sistémico y cambios en el régimen operativo de generadores convencionales

• Influencia en la inercia sistémica y respuesta primaria de frecuencia

• Análisis de la regulación secundaria de frecuencia

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 22.0 24.0

Po

ten

cia

[M

W]

Tiempo [h]

Demanda neta

Caso base E1 E2 E3 E4 R5

Estudio ERNC 2014:

Flexibilidad

Unidades generadoras

Interconexión AGC

Flexibilidad de UUGG

convencionales es clave para absorber

variabilidad de centrales ERNC

Transferencias dinámicas

coincidentes con ERNC, permitiría reducir impactos

operativos

Implementación y configuración del

AGC debe permitir un adecuado control de la

variabilidad de las ERNC

Conclusiones: Recomendaciones:

Análisis necesarios

Sistema de Transmisión

Predicciones SSCC

Conclusiones y Recomendaciones

Entregar señales para el desarrollo

eficiente del sistema de transmisión

Estudiar mecanismos y

metodologías para la gestión y

corrección de las predicciones de

ERNC

Evaluar otros posibles SSCC que

permitan una mayor integración ERNC (control de tensión, cycling,

almacenamiento de energía, etc)

Estudio Transmisión ERNC 2015ALCANCE DEL ESTUDIO

Operación anual del SING

Criterio N-1

Monto admisible de inyección por SE

Pre-despacho anual con

resolución horaria (Plexos)

Flujo de potencia (DigSilent)

Flujo de potencia (DigSilent)

Eventuales sobrecargas.

Eventualestensiones fuera de NT.

Eventuales requerimientos depotencia reactiva.

Máxima inyección MVA por SE,considerando criterio N-1 ytensionesdentro de estándar NT

Flujospor líneas dentro del año.

Eventual vertimiento ERNC.

Tendencia de CMg dentro del año.

Tipo análisis Metodología Resultado esperado

Interconexión SING-SIC:• Operación anual del SING: Perfil horario determinístico y predominantemente exportación

SING > SIC (sobre 80% del tiempo)

• Criterio N-1: +/-750MW (2018) y +/-1000MW (2021).

• Monto admisible de inyección por S/E: +/-750MW (2018) y +/-1000MW (2021).

Estudio Transmisión ERNC 2015

Escenarios

Año 2018 Año 2021

Proyectos en operación y construcción

15% ERNC(50 % sobre Ley 20/25)

Proyectos en S/E tradicionales

19% ERNC(50 % sobre Ley 20/25)

Proyectos en S/E de demanda

(+) Proyectos en operación y construcción del

año 2018

ESCENARIOS CONSIDERADOS PARA EL ESTUDIO Escenarios ERNC determinados pararepresentar situaciones más desafiantespara el sistema de transmisión del SING.No considera desarrollo óptimo delparque ERNC conforme a costos dedesarrollo de tecnología eólica y solar FV.

Considera proyectos declarados en operación y construcción , según Res Ext CNE, mayo 2015.

Operación anual del SINGSistema de transmisión (2018 y 2021) permite la integración de escenarios ERNC en

condiciones normales de operación.

En 2021, los escenarios ERNC con localización en S/E de Demanda resultan mejoresrespecto a la localización en S/E Tradicionales, en términos de cargabilidad del sistemade transmisión.

Conforme a los montos ERNC evaluados, se visualiza una clara tendencia intradiaria delos CMg (noche, horas de máxima inyección ERNC y horas de demanda punta).

Estudios Criterio N-1Los montos ERNC evaluados no implican una peor condición en cuanto al control de

tensión y cargabilidad del sistema de transmisión.

Los casos de importación desde el SIC presenta mayores desafíos para el control detensión (47% demanda SING cubierta con UUGG locales).

Al instalar proyectos ERNC en S/E de Demanda, se requiere que éstas inyectenpotencia reactiva tanto en el día como en la noche, según lo establecido en la NTSyCS.

Estudio Transmisión ERNC 2015

PRINCIPALES RESULTADOS

Máxima inyección adicional a lo declarado en construcción al año 2018.Resultados fueron obtenidos de manera independiente para cada S/E.

Resultados – Estudio Criterio N-1Montos admisibles de inyección ERNC por S/E

10

135 132

195 198190 190

370

300

0

100

200

300

400

Importando Exportando

Máx

ima

inye

cció

n[M

W]

Arica 110kV Parinacota 220kV Cóndores 220kVPozo Almonte 220kV Lagunas 220kV

730

820

180

520

410 395

305 300

620

730

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Importando Exportando

Máx

ima

inye

cció

n [

MW

]

Laberinto 220 kV Chuquicamata 220kV Sierra Gorda 220kV

Esperanza 220kV Domeyko 220kV

Propuesta Expansión Transmisión Troncal 2015

SING SIC

SING SIC

Escenario Base:Considera cumplimiento de Ley ERNC por Sistema deforma independiente.

Escenario Alta ERNC:Considera cumplimiento de Ley ERNC de forma conjuntaentre SING y SIC, siendo el SING el sistema que aportageneración renovable en mayor porcentaje.

Escenario Baja ERNC:Considera cumplimiento de Ley ERNC de forma conjuntaentre SING y SIC, siendo el SIC el sistema que aportageneración renovable en mayor porcentaje.

ESCENARIOS CONSIDERADOS PARA EL ESTUDIO

SICSING

Línea Transmisión Existente

Subestación 220 kV

Leyenda

Propuesta Expansión Transmisión Troncal 2015

XV REGIÓN DE ARICA Y PARINACOTA

I REGIÓN DE TARAPACÁ

ARICA

IQUIQUE

POZO ALMONTE

SE PARINACOTA

SE CÓNDORES

NVA. SE POZO ALMONTE

SE LAGUNAS

Plazo Constructivo

ProyectoVI

Referencial MM USD

32 mesesNueva Línea 2x220 kV Parinacota – Nva. Pozo Almonte, Circuito 1

45

42 mesesNueva Línea 2x220 kV Cóndores – Nva. Pozo Almonte, Circuito 1

14

42 mesesNueva Línea 2x220 kV Lagunas – Nva. Pozo Almonte, Circuito 1

20

24 meses Nueva S/E Pozo Almonte 16

24 mesesNormalización S/E Parinacota

5

24 mesesNormalización S/E Cóndores

6

24 mesesNormalización S/E Pozo Almonte

3

Valor de Inversión 109

SE TARAPACÁ

Nueva Línea Transmisión

Circuito 1

Zona NorteObras Propuestas

Valor de Inversión, VI: 109 MMUSD

Propuesta Expansión Transmisión 2015

Obras Propuestas

VI: 31 MMUSD

El Tesoro

Cochrane

Esperanza

Crucero

Encuentro

Spence

Sierra Gorda

El Cobre

Laberinto

Kapatur

Nueva Crucero

Encuentro

LosChangos

SIC

Obra Propuesta

Angamos

O’Higgins

Domeyko

Chacaya

AtacamaLaberinto

Mantos Blancos

O’Higgins

Domeyko

Nueva Zaldivar

Kapatur

Esmeralda

SulfurosZaldivar

Escondida

Capricornio

Obra Propuesta

Mejillones

OGP1

Zona Sur

Zona Centro

VI: 44 MMUSD

TOTAL OBRAS SING VI: 184 MMUSD

Tecnologías Smart Grid

Red WAM en el SING

DLR

Aplicaciones hoy

AGC

La evolución del sistema eléctrico chileno es tarea de todos, empresas, regulador, coordinador y clientes.

Realizar Desarrollos a la medida del S.T.

Evaluación de tecnologías

Necesidades

Sistemas de comunicaciones de alta confiabilidad

Operación dinámica en tiempo real

Integración ERNC masiva

Aplicaciones mañana

Control y Protección avanzado (WAMPAC)

Conclusiones

La flexibilidad del sistema eléctrico es clave para una integraciónsegura y eficiente de generación ERNC variable (eólico y solar FV).

Las interconexiones SING-SIC y SING-SADI facilitarán la integraciónde ERNC.

Los estudios de integración ERNC del CDEC-SING muestran que sepuede aprovechar la capacidad del sistema de transmisión existenteusando localizaciones cercanas a la demanda.

Adicionalmente, el CDEC-SING ha propuesto obras de transmisiónpara extender el sistema troncal hacia Arica y desarrollar obras enlos sistemas centro y sur del SING.

Para introducir mayor flexibilidad al sistema eléctrico se requiere unesquema de SSCC robusto (mercado) y fomentar el uso detecnologías Smart Grid.

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DESAFÍOS DE LA INTEGRACIÓN DE ERNC AL SING

Congreso Bienal CIGRE Chile

23 Noviembre 2015

Juan Carlos Araneda T.

Director Planificación y Desarrollo