REAL MIX DE GENERACION EN EL SISTEMA ELECTRICO ESPAÑOL EN EL HORIZONTE 2030

Transcripción

1 MIX DE GENERACION EN EL STEMA ELECTRICO ESPAÑOL EN EL HORIZONTE

2 Objetivo de la planificación estatal Conseguir un desarrollo homogéneo y coherente de los sistemas gasista y eléctrico en todo el territorio nacional buscando el adecuado equilibrio entre la competitividad global, la seguridad y calidad de aprovisionamiento y la protección del medio ambiente 2

3 OBJETIVO PARA LA GENERACIÓN ELÉCTRICA DETERMINAR POBLES MIX DE GENERACION EN FUNCION DE LOS REQUERIMIENTOS BÁCOS DE FUNCIONAMIENTO DE UN STEMA ELÉCTRICO, TENIENDO EN CUENTA LAS DIFERENTES CARACTERÍSTICAS DE LAS CENTRALES Y LOS PROBLEMAS QUE PUEDEN OCAONAR Horizonte de medio plazo (año 2030) Sistema eléctrico peninsular español Condicionantes técnicos Operación segura y estable = operación fiable Limitaciones 3

4 OBJETIVO CONDICIONES DE OPERACIÓN DE LA GENERACIÓN EN UN STEMA ELÉCTRICO. CONDICIONANTES BÁCOS DISEÑO CONCEPTUAL DEL STEMA ELÉCTRICO STEMA SÍNCRONO Máquinas rotativas en CA NECEDADES DE CONTROL DEL STEMA POTENCIA ACTIVA POTENCIA REACTIVA Tecnología actual FRECUENCIA TENÓN 4

5 METODOLOGÍA ANÁLIS DE CONDICIONES DE OPERACIÓN DE UN STEMA PARÁMETROS DE CONTROL Criterios de diseño Hipótesis de perturbación Calidad de servicio Criterios de admisibilidad TIPOS DE CENTRALES QUE PERMITEN UN MEJOR CONTROL DE LOS PARÁMETROS PREVION BACA DE LA DEMANDA DEL STEMA ELÉCTRICO ESPAÑOL 5

6 CRECIMIENTO DE LA DEMANDA HIPÓTES POTENCIA PUNTA MW ENERGÍA ANUAL TWh EXTRAPOLACIÓN DATOS ACTUALES SENDA SUPERIOR PIB + 4/100 SENDA MEDIA PIB SENDA INFERIOR Punta de potencia Diciembre 2007 Demanda MW GWh 6

7 Indice año 1990 = 100 Evolución de la economía y de los consumos de energía Escenario tendencial (max) Escenario de seguimiento del PIB E primaria E eléctrica PIB E final Relación punta/valle Energía total (monótonas) 7

8 Metodología (I) ANÁLIS TEÓRICO DEL FUNCIONAMIENTO DE UN STEMA ELÉCTRICO EN RESPUESTA A SU DEMANDA, BÁCAMENTE DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL CONTROL DE FRECUENCIA-POTENCIA, DE LAS NECEDADES DE REGULACIÓN PRIMARIA, SECUNDARIA Y TERCIARIA, PARA CONSEGUIR UNA EXPLOTACIÓN EQUILIBRADA Y SEGURA ANÁLIS DE CÓMO LOS GRUPOS ACTUALMENTE EN EL MERCADO SON CAPACES DE RESPONDER A ESTOS REQUERIMIENTOS. 8

9 Cambios en el sistema / recursos disponibles Cambio lento seguimiento de la demanda predecible Programación Ajustes de operación Cambio brusco perturbación Respuesta inercial Regulación primaria Regulación secundaria Regulación terciaria 9

10 Regulación primaria y secundaria regulación secundaria Regulador de tensión (AVR) Potencia líneas de interconexión Variador de Regulador de Amplificador Integrador velocidad velocidad hidráulico Δ P ref Δ P C Δ P V ACE: error de control de área Velocidad n regulación primaria Bomba de aceite Taquímetro Turbina Vapor o agua Válvula de control o distribuidor Amplificador Potencia mecánica Δ P T Excitatriz Δ P G + - Generador Error de tensión Comparador Potencia de excitación Devanados de campo Rectificador y filtro frecuencímetro Transformador 10

11 Metodología (II) Requerimientos de inercia ante una perturbación global en el sistema Cortocircuito trifásico Respuesta inercial por tecnologías Análisis básico de estabilidad transitoria ecuación de oscilación Requerimientos de regulación primaria ante un incidente determinado Dimensión del incidente Margen de frecuencia Tiempos de respuesta Criterio conservador Sin interconexiones (criterio cobertura de la demanda UCTE) Sin efecto gestión de la demanda Sin efecto ahorro energético Sin efecto interrumpibilidad Herramientas de operación Margen de seguridad 11

12 CARACTERISTICAS DE LAS TECNOLOGÍAS GENERADORAS Tecnología Aporte inercial Regulación primaria Regulación secundaria Regulación terciaria Hidráulica Límite disponibilidad Nuclear Uso no habitual Uso no habitual Térmica carbón Ciclo combinado [1] NO Se emplea en seguimiento lento de demanda Minihidráulica Régimen especial térmico Viable por tecnología No se aprovechan por dispersión/atomización Eólica fotovoltaica y NO NO NO NO (podría emplearse a bajar) 12

13 INTEGRACION EN EL STEMA Disponibilidad recurso primario Respuesta ante el OS Respuesta ante perturbación Prestación de servicios complementarios + Programación Integración despacho generación Respuesta inercial Regulación Control de tensión Ajustes de operación Aleatorio/intermitente Falta de visibilidad Dispersión Desconexión Consumo de reactiva No participación - Relación límite para cubrir las necesidades del sistema 13

14 Metodología (III) Dimensionamiento en POTENCIA y ENERGIA Potencia Punta de demanda + garantía de potencia + indisponibilidad no programada + margen de seguridad (10%) Energía Horas de funcionamiento Indisponibilidades programadas (mantenimiento) y no programadas Garantía de potencia Efecto temperatura Otros criterios Diversificar fuentes Limitar emisiones Aportar secundaria de forma rápida/con bajo rendimiento 14

15 Ejemplos de indisponibiliad Ejemplo: producible hidráulico Ejemplo: mantenimiento y averías de los grupos térmicos 15

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17 RESULTADO DETERMINACION DE UNAS BANDAS PARA LA POTENCIA INSTALADA DE DISTINTAS TECNOLOGÍAS EN EL MIX DE GENERACIÓN, CUMPLIENDO LOS REQUERIMIENTOS SEÑALADOS. 17

18 BANDAS PARA LA CONFIGURACION DE UN MIX VIABLE. COBERTURA DE LA PUNTA DE DEMANDA. POTENCIA INSTALADA 2030 ESCENARIO CENTRAL 100% COGENERA CIÓN; % 80% BIODIESEL; BIOMASA; SOLAR; R + RSU; EÓLICA; Solo nuclear, por inercia ( MW 70% 60% 50% 40% 30% HIDRÁ ULICA ; CICLO COMB.; CARBÓN; MINIHIDRÁ ULICA ; Solo térmica por inercia ( MW Nuclear mas carbón por regulación primaria. (Entre MW y MW, dependiendo de la exigencia de frecuencia. 29 % - 44 % MW MW 20% 10% NUCLEA R; % MW 46 % MW 0% 18

19 POTENCIA INSTALADA POR PAÍSES 2003 Thailand Taiwan Philippines Pakistan Malaysia Korea, South Japan Indonesia India China Australia South Africa Egypt Saudi Arabia Iran Ukraine Russia Kazakhstan United Kingdom Turkey Switzerland Sweden Spain Romania Poland Norway Netherlands Italy Germany France Finland Denmark Czech Republic Austria Venezuela Brazil Argentina United States Mexico Canada 0% 20% 40% 60% 80% 100% Termoeléctrica Hidraúlica Nuclear Renovable no hidráulica 19

20 CONCLUONES La demanda debe ser cubierta con todos los tipos de generación existentes en las proporciones adecuadas. Al menos un 50% - 60% de la generación en servicio ha de ser del tipo turbina de vapor e hidráulica. La proporción de centrales con comportamiento asíncrono y que no aporten servicios complementarios al sistema tiene un límite técnico en cada momento de funcionamiento del mismo La ubicación de las centrales no es indiferente, debería diversificarse, situándose en zonas próximas al consumo Podría ser interesante la realización de centrales de trabajo en punta y para regulación, con respuesta rápida para cubrir de forma parcial o total la reserva secundaria en apoyo a la hidráulica, que cada vez tendrá menos peso específico en la generación y regulación del sistema. 20