Los desvíos eólicos, tendencias y mejoras. Miguel Duvison García Director de Operación

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1 Los desvíos eólicos, tendencias y mejoras Miguel Duvison García Director de Operación

2 Indice La generación eólica en el mix de generación español. Naturaleza intrínseca del desvío de potencia en la generación eólica. Necesidad de reserva de potencia de respaldo. Tratamiento económico de los desvíos de generación. Evolución de los desvíos de generación eólica. Reducción de los desvíos eólicos. 2

3 Potencia neta instalada septiembre 2012 Tecnología MW % Ciclo combinado ,1 Hidráulica RE Solar Térmica 2,1% 1,8% Solar PV 4,2% Biomasa 0,6% Cogeneración y Resto 7,2% RSI y RSU 0,3% Hidráulica 16,9% Hidráulica ,9 Carbón ,2 Nuclear ,6 Eólica 22,1% Nuclear 7,6% Carbón 11,2% Fuel-Gas 806 0,8 Total régimen ordinario ,6 Eólica ,1 Cogeneración / Resto R.E ,2 Solar Fotovoltaica ,2 Ciclo combinado 25,1% Fuel-Gas 0,8% Hidráulica RE ,1 Solar Térmica ,8 Biomasa 639 0,6 RSI y RSU 324 0,3 Total régimen especial ,4 Total

4 Cobertura de la demanda de GWh = Régimen Ordinario neto Régimen Especial neto Consumo bombeo Intercambios internacionales Solar 3.63% Térmica renovable 1.64% Térmica no renovable 11.95% Hidráulica 10.31% carbón importado y resto nacional 7.75% Nuclear 20.83% Eólica 15.75% carbón nacional (RD 134/2010) 7,85% Ciclo combinado 18.63% Minihidráulica 1.95% Fuel-Gas 0.00% 4

5 Máximos históricos de energía eólica Martes Domingo Lunes Miércoles Generación Energía Eólica 09/11/10 06/11/11 16/04/12 18/04/12 Potencia (MW) Jueves 19/04/12 Energía horaria (MWh) Energía diaria (MWh) Cobertura de la demanda 54,2% 59,6% 60,4% 3:35 h 2:00 h 3:48 h 21,4% Cobertura mensual de la demanda Feb-12 61% 1.37 h 27% Abr-12 Solar; 6,8% Hidráulica; 6,6% Resto régimen especial; 15,55% Bombeo; -4,8% Cobertura de la demanda en el momento del record (16.41h del 18/04/12) Eólica; 52,0% Carbón; 8,70% Nuclear; 20,2% Ciclo Combinado; 5,1% Exportación Intercambios Internacionales; - 10,2% 5

6 Naturaleza del desvío de potencia en la generación eólica El comportamiento de la generación eólica está relacionado con las condiciones meteorológicas y no responde a los requerimientos de la demanda ni coincide con ellos con frecuencia. Esto supone una mayor exigencia de flexibilidad para el resto del equipo generador presente en el mix de generación. DEMANDA vs. PRODUCCION EOLICA Energía primaria no gestionable. Producción muy variable. Rampas de bajada de producción eólica durante las mañanas habitualmente incrementan rampas de generación convencional. 6

7 Necesidad de flexibilidad: Ejemplo Terciaria a bajar agotada de y h Demanda máxima MW Mix de generación en valle 1 de Marzo ciclos combinados en punta Demanda Mínima MW 5 ciclos combinados en valle 7

8 Desvíos extremos de eólica: Tormenta Klaus 23 y 24 de enero 2009 Fuertes rachas de viento, de hasta 220 km/h, azotaron la Península Ibérica. Gran parte de los aerogeneradores del norte de España se desconectaron, por actuación de la protección de sobrevelocidad. El desvío total eólico, la diferencia entre la producción real y la programada, llegó a ser cercano a 7000 MW Producción eólica (MW) Previsión eólica Producción eólica real Programa eólico mercado Time 23-24/01/2009 8

9 Cobertura de los desvíos: Reservas de Operación Las reservas de operación se definen como el conjunto de la potencia disponible (tanto a subir como a bajar) presente en las unidades de producción. La misión fundamental de éstas es garantizar en todo momento el equilibrio del sistema eléctrico. Las reservas de operación son necesarias para corregir las incertidumbres asociadas a la operación del sistema: Indisponibilidades sobrevenidas de unidades de producción. Diferencias entre la demanda real del sistema y la prevista tanto por los agentes como por el Operador del Sistema. Diferencias entre la producción real renovable y la prevista tanto por los agentes como por el Operador del Sistema. El Operador del Sistema es el encargado de gestionarlas para asegurar en todo momento la seguridad del sistema. 9

10 Impacto de la generación eólica en las reservas de operación Tipo Definición Influencia de la ganaración eólica Regulación primaria Actuación de los reguladores de velocidad de los grupos generadores ante variaciones de frecuencia (<30s) No afectada por la generación eólica Regulación secundaria Actuación de la RCP y de los AGC sobre los reguladores de grupos ante variaciones de frecuencia y del desvío respecto al programa con Francia (<=100s) Ligeramente afectada por las rampas de eólica cuando éstas son opuestas a los requerimientos del sistema. Actualmente, no hay necesidad de contratar mayor banda de reserva. Regulación Tertiary Regulation terciaria Variación Manual power de potencia variation with respecto respect a to programa a previous en tiempo program noin superior less than a 15 minutos. minutes. (<15 (<15 minutos to a 22 horas) hours) Ligeramente afectada por las rampas de eólica cuando éstas son opuestas a los requerimientos del sistema. Running Reserves or Reserva Hot Reserves caliente Manageable Reservas presentes generation reserves en lasthat unidades can be called de producción upon within 15 gestionables minutes to approximately que pueden 2 hours. estar Include disponibles tertiary enreserves 15 minutos. and consist Incluyen on the la running reserva reserves terciaria of y consisten connected en thermal las reservas units and rodantes hydro and de hydro las unidades pump storage térmicas, reserves. hidráulicas (15 min-2 y de hours bombeo to 4. (15 min hasta 4-5 horas) hours) Influencia muy significativa de la generación eólica. Se debe provisionar mayor cantidad de reserva con objeto de tener en cuenta los errores de previsión de la eólica (desvíos). El OS debe comprobar los valores de reserva desde el día D-1 (una vez recibidos los resultados del mercado) hasta el tiempo real. 10

11 Evolución de los desvíos de generación eólica 11

12 Reducción de los desvíos eólicos: Mejoras en los modelos de previsión (I) 12

13 Reducción de los desvíos eólicos: Mejoras en los modelos de previsión (II) Impacto de la generación eólica en las reservas de operación 0, Wind Error Production en la previsión Forecast Errors eólica D-1 D-1 h12 H12 0,01 0,008 Previsión eólica< Producción eólica real 0,006 0,004 0,002 0 Previsión eólica > Producción eólica real H1 H4 H10 H20 H36 MW % 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% MW Los errores de previsión eólica pueden considerarse que tienen un comportamiento de variable aleatoria y por tanto, es posible construir su función de densidad de probabilidad. Día D-1 hora 12: Ejecución del análisis de restricciones del mercado diario Probabilidad del 15% de que la producción real sea 630 MW inferior a la prevista. La reserva del sistema se comprueba para estos horizontes y la incertidumbre implica un mayor requerimiento de reserva caliente. El acoplamiento de grupos térmicos adicionales podría ser necesario para garantizar la cobertura de la demanda. 13

14 Reducción de los desvíos eólicos: Mejoras en los modelos de previsión (III) En condiciones normales de operación el nivel de reservas adicionales que es necesario programar son cifras no excesivamente grandes y manejables con relativa comodidad. Sin embargo, con muy baja frecuencia aparecen situaciones muy alejadas del comportamiento estadístico normal. Estas situaciones constituyen el mayor reto para la operación del sistema. Fallar en estas situaciones excepcionales supone el mayor riesgo existente, tanto para el operador del sistema como para el sector eólico en su conjunto que podría ser percibido como el origen del eventual incidente. 14

15 Reducción de los desvíos eólicos: Desincentivo económico El tratamiento económico desincentivador de los desvíos es otro vector útil para su reducción. 15

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