WORKSHOP OF THE INTERNATIONAL FEED-IN COOPERATION 24 Noviembre 2006

Transcripción

1 WORKSHOP OF THE INTERNATIONAL FEED-IN COOPERATION 24 Noviembre 2006 Alberto Ceña Director Técnico 1

2 INDICE La experiencia en España. La evolución de la incorporación de la energía en la red. La participación en el mercado de la electricidad. Cooperación sector eólico y TSO. Normativa ligada a los huecos de tensión. Recomendaciones generales a nivel europeo. Operación coordinada TSO/parques eólicos. 2

3 EVOLUCIÓN ANUAL DE LA POTENCIA EÓLICA INSTALADA DE FORMA CONTÍNUA Y PROGRESIVA 3

4 LA EÓLICA CONTRIBUYE AL EQUILIBRIO TERRITORIAL 4

5 OBJETIVOS EÓLICOS EN CONTINUA EVOLUCION Plan de Energías Renovables 2005: MW Plan de Infraestructuras 2002: MW Plan de Fomento de las ERs 1999: MW 5 Fuente: IDAE-CNE y Elaboración propia

6 EN 2005 LA ENERGIA EOLICA EN ESPAÑA HA CUBIERTO EL 7.78% DE LA DEMANDA 6

7 MW DE CAPACIDAD TOTAL INSTALADA, CUBRIENDO EL 20% DEL CRECIMIENTO ANUAL DE LA DEMANDA WIND ENERGY 7.26% OF THE DEMAND ENERGY WIND ENERGY 7.26% OF DEMAND MAXIMUM PRODUCTION: MW WIND ENERGY IS 12.86% OF TOTAL WIND ENERGY CAPACITY. IS 12,86% OF TOTALCAPACITY PEAK LOAD: MW Ocasionalmente ha llegado a cubrir el 30% de la demanda sin afectar a la operación del sistema 7

8 GENERACION Y DISTRIBUCION ESTAN CONCENTRADAS EN CINCO OPERADORES PRINCIPALES Un único Transportista y Operador del Sistema (TSO): Red Eléctrica de España (REE) La Ley 54/97 determina la separación jurídica de las actividades de las Cías. Eléctricas. RED ELÉC T RI C A DE ESPAÑA 8

9 LAS COMPAÑIAS ELECTRICAS TIENEN UN IMPORTANTE PESO EN EL SECTOR EOLICO ESPAÑOL NAVANTIA-SIEMENS 3,27% KENETECH 0,30% M TORRES 0,14% VESTAS 12,97% LAGERWEY NORDEX 0,37% 0,34% OTROS 0,78% DESA 1,01% ECOTÈCNIA 8,45% ENERCON 0,31% Source: AEE ACCIONA WINDPOWER 2,31% GE 7,64% MADE (GAMESA) 12,15% GAMESA 49,95% ALREDEDOR DEL 60% PERTENECE Y ESTA OPERADO POR EMPRESAS DE SERVICIO PUBLICO 9

11 LA ENERGIA EOLICA ERA UNA VARIACION DE LA DEMANDA QUE AFECTABA POCO A LA OPERACIÓN DEL SISTEMA La energía eólica fue inicialmente una variación de la demanda, supliendo, en cierta medida, las variaciones producidas por cargas industriales en algunos países desarrollados. Los aerogeneradores se iniciaron como una industria de ensamblaje de componentes industriales: generadores eran motores de inducción con deslizamiento negativo. Inicialmente la normativa aplicable ere la industrial como por ejemplo la OM de Septiembre del 85 donde se obliga a límites de las protecciones a 85% de la V N o a 49 Hz en frecuencia. 11

12 ALGUNOS NUDOS DE DISTRIBUCION ERAN DEMANDANTES DE ENERGIA SE TRANSFORMABAN EN GENERADORES 12

13 LA CAIDA DE LA GENERACION EOLICA EL 4 DE NOVIEMBRE CONSECUENCIA DEL TARADO DE LAS PROTECCIONES 13

14 LA SITUACION ESTA PROGRESIVAMENTE CAMBIANDO SOBRE TODO EN PAISES CON ALTA PENETRACION DE ENERGIA EOLICA S kv MVA WT WT G G Transmisión 400 kv Subtransmisión 110/132 kv Industria Distribución La energía eólica está cada vez más conectada a las redes de transmisión y subtransmisión. El control de tensión y de los flujos de carga están teniendo una mayor importancia y solo puede ser controlados por el TSO. WT Pequeña industria Baja tensión 400 V Domestico Una desconexión a gran escala en parques eólicos por fallos en el sistema podría afectar a la estabilidad en la red y provocar oscilaciones. 14

16 COMO CONSECUENCIA DE ESTA SITUACION LOS PRODUCTORES HAN ASUMIDO LOS RETOS DE UNA MAYOR INTEGRACION EN LA RED Los parques están normalmente lejos de los centros de consumo La energía eólica ha ayudado y financiado la consolidación/refuerzo de la red. Variación temporal de la producción eólica: Usodelosserviciosderegulaciónydelareservarodantees menor de la esperado. Los resultados de la predicción están mejorando y agregando la producción de diferentes zonas disminuyen los desvíos. Integración técnica en la red: Aerogeneradores y parques eólicos están incorporando soluciones para la estabilidad de la red. Control de tensión y uso de FACTS están siendo evaluados. Otros servicios complemetarios están bajo investigación. 16

17 LA ENERGÍA EÓLICA HA TENIDO UN IMPORTANTE PESO EN LAS EXTENSIONES DE RED Y LA CONSOLIDACION ( ) Líneas de energía Total millón Un total del 18% (490 M ) está vinculado a parques eólicos 17

18 LA PARTICIPACIÓN EN EL MERCADO MEJORA LA OPERACIÓN DEL SISTEMA Y REDUCE EL USO DE LOS SERVICIOS DE REGULACIÓN Y RESERVA RODANTE 18

19 LA MEJORA DE LA PREDICCION DISMINUYE LOS SOBRECOSTES POR GESTION DE LOS DESVIOS QUE POR OTRO LADO SON ASUMIDOS POR EL SECTOR ELECTRICO 19

20 EL AHORRO PARA EL SISTEMA ES MAYOR A PRECIOS DEL MERCADO MÁS ALTOS La reducción del precio se estima entre 4,75 7 /MWh que supone una disminución entre M /año (cifras 2005) 20

21 REDUCCION DEL PRECIO DEL POOL CON PRODUCCION DE INCREMENTO DE ENERGIA EOLICA Relationship between wind energy and pool price in the daily market 7.00 Precio Pool price Marginal (cent (c /kwh) y = x R 2 = Potencia WIND POWER Eólica (MW) (MW) Coste variable es cero: fuel es gratis y no hay emisiones de CO2 21

22 LA REDUCCION DEL POOL ES MAYOR QUE EL INCREMENTO DE LOS COSTES DEL SISTEMA Los costes del sistema están alrededor de 3,5 cent /kwh 22

23 LAS REDUCCIONES DE PRECIO DEL MERCADO POR LA EÓLICA COMPENSAN EL DÉFICIT Y LOS INCENTIVOS CON LA PROPUESTA EL AHORRO PARA EL SISTEMA SE MANTIENE ENTRE 900 Y MM A PESAR DEL AUMENTO DE LA GENERACIÓN EÓLICA 23

25 Particularidades del sistema eléctrico español peninsular: comparación España-Alemania (2004) Winter peak load 2005: MW Summer trough load : MW Yearly demand growth: 4.3% MW inst.wind. 235 TWh an.dem GW peak 43 M inhab Cap. Importation F: MW P: MW MO: 400 MW MW inst.wind. 553 TWh an.dem. 77 GW peak 83 M inhab Cap. Importation A: MW CZ: MW CH: MW DK: MW F: MW NL: MW PL: MW 25 S: 460 MW

26 LA COLABORACION ENTRE EL SECTOR EOLICO Y EL TSO ES FUNDAMENTAL: PERMITE UN ENTENDIMIENTO MUTUO DE SOLUCIONES TECNICAS Estudio de estabilidad entre el sector eólico (AEE) y los TSOs de PO (REN) y ES (REE), liderado por REE. Diferentes escenarios de la penetración eólica de acuerdo al nivel de demanda del Sistema Eléctrico Ibérico y la adaptación de aerogeneradores para cumplir con los códigos de red. En paralelo a la determinación de la potencia máxima evacuable se analizan las necesidades de consumo de energía activa y reactiva, en el momento de producirse el hueco y en la recuperación del mismo. Shortcircuit in Loeches SE MW 400 MW MW 500 MW are disconnected 300 km of distance. 26

27 ESCENARIOS DE LOS ESTUDIOS D ESTABILIDAD DE RED 27

28 LIMITES EN LA ESTABILIDAD DE LA RED Pérdida de sincronismo, excepto en el caso en que los generadores pierdan el sincronismo individualmente frente al resto del sistema eléctrico. Pérdidas de generación superior a MW (máximo desvío instantáneo entre generación y demanda, OH de UCTE). Pérdida de al menos una línea de interconexión internacional con Francia por actuación de los relés DRS de pérdida de sincronismo. Pérdidas de consumos que no sean consecuencia de la selectividad del sistema de protecciones. 28

29 POR ESTABILIDAD DE RED EL REFORZAMIENTO DE LA INTERCONEXIÓN NO ES LIMITATIVO Con las líneas de interconexión España-Francia actuales: Se pierde la admisibilidad dado que, si bien no desconectan las interconexiones España-Francia en el transitorio, aparecen sobrecargas fuertes (~140%) en las mismas en el régimen permanente posterior a la perturbación. Con una menor importación de Francia que la considerada (1.500 MW) se evitarían dichas sobrecargas y sería admisible. Una mayor interconexión con FR favorecería los intercambios y reforzaría la cohesión europea y el Mercado Interior Eléctrico 29

30 RESULTADOS DEL ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD TRANSITORIA REE/REN/AEE 2011 time-frame, off-peak power demand case Analysed Wind Energy Scenarios Mainland Spain Wind Power Generation/Installed (MW) Technical adequacy with ride-through capability (1) of wind power generation capacity that has been installed as of December 31st, 2005 Dynamic Permissi bility (2) 5,000 / 13,000 0% Yes (3) 75% Yes 10,000 / 17,500 75% Yes 10,000 / 20, % Yes (1) Future wind farms (to be installed from January 1 st, 2006) are assumed to have ride-through capability (1) Main criteria: Loss of France-Spain interconnection lines or generation loss of more than 3,000 MW (maximum instantaneous deviation between generation and demand in UCTE s synchronous system) (1) Limiting scenario admissible in practice, at the limit of the permissibility criteria 30

32 PO 12.3 CODIGO DE RED. WTG DEBERIA CONTRIBUIR A LA ESTABILIDAD DE LA RED Capacidad para sostener descensos en el voltaje Garantía de no desconexión cuando haya una alteración. (No desconexión en el área gris del gráfico) Consumo de energía activa y reactiva: Consumo ocasional de activos está permitido 150 m después de la avería y 150 m después de la autorización de avería. Voltage (pu) 1 0,8 Instant when disturbance begins 0,95 pu 1 0,9 Ireactiva / Itotal (pu) falta y recuperación operación normal Generación de reactiva 0,2 Failure clearance 0 0,5 0,85 Consumo de reactiva Voltage at the grid connection point (pu) Failure duration 0 0, time (sec.) Cotización entre corriente activa y reactiva (generada o consumida) en el punto de conexión de red, 32 dependiendo del voltaje en el punto dicho.

33 LOS PROCEDIMIENTOS DE VALIDACIÓN HAN DE SER ESTANDARIZADOS MEASUREMENT CRITERIA WIG TYPE FIELD TEST GENERAL NO PARTICULAR FACTS TEST FACTS TYPE FACTS MODEL MESUREMENT PROCEDURE ACCREDITED TEST REPORT(1) TEST SIMULATION WIND MODEL TEST SIMULATION OPTIMISE MODEL NO VALIDATION MET? VALIDATION CRITERIO VALIDATION MET? NO OPTIMISE MODEL YES ACCR. CERTIF. REPORT(2A) YES WIND FARM SIMULATION ACCR. CERTIF. REPORT(2B) WIND FARMS COMPLIES WITH 12.3? ACCR..INST. REPORT (3) NEGATIVE AEE PROCEDURE ACCR..INST. REPORT (3) POSITIVE 33

35 ESTRUCTURA OPERATIVA DE LA COORDINACION CECRE- CCs REE CECRE NUDO 1 Consigna Seguimiento NUDO M POTENCIA MAXIMA NUDOs/CC1 POTENCIA MAXIMA NUDOS/CC2 MEDIDAS PARQUES CENTRO DE CONTROL 1 CENTRO DE CONTROL N MEDIDAS PARQUES CONSIGNA P 1 =0 CONSIGNA P 2 =1/2P 2a CONSIGNA P 3 =1/2P 3a CONSIGNA P n-2 =P 2a CONSIGNA P n-1 =0 CONSIGNA P n =0 V P A R Q U E S 35

36 LA OPERACION COORDINADA DE PARQUES EOLICOS POR EL SISTEMA OPERADOR AUMENTA LA SEGURIDAD EN LA RED HUB VSAT Telema ndo WIND FARM... CECRE Punto a Punto Control Center ADSL WIND FARM... CECRE Dedicated line WIND FARM... CONDICIONES DE BAJADA DE PRODUCCION Sobrecargas en la red en nudos específicos Riesgo de pérdidas de carga debido a los problemas de estabilidad. Límites de cortocircuito que podrían afectar a la operación de protecciones en las subestaciones vecinas. Exceso de generación que no puede ser incorporado en el sistema en periodos de baja carga. 36

38 NUEVOS RETOS A NIVEL EUROPEO Evaluación de las capacidades estáticas y dinámicas de ls interconexiones entre los países miembros.. 0,7 0.8 Importancia de reforzar las interconexiones en la red ,7 0.6 Gestión coordinada enre los diferentes sistemas europeos. Energía instalada en MW 2005 Mejora del pronóstico global 38

39 ES IMPORTANTE UNIFORMAR LOS CODIGOS DE RED Las turbinas eólicas están afrontando varios CODIGOS DE RED para mejorar la INTEGRACION EN RED Diferentes Códigos de Red Para los mismos aerogeneradores Fuente: E2Q 39