Capacidad de penetración de Renovables en Baleares

Transcripción

1 Congreso de energías renovables y sostenibilidad en territorios insulares Capacidad de penetración de Renovables en Baleares 12 de abril del 2013 José Manuel de la Torre

2 Índice Red Eléctrica de España Sistema Eléctrico Balear SEB- Sistema Eléctrico de Menorca Características de la generación régimen especial Pilares para la integración Penetración de RE en Baleares Enlaces entre islas y con el SEP Conclusiones 2

3 Red Eléctrica de España 3

4 Origen de REE Red Eléctrica se crea el 29 enero 1985 como aplicación de la ley 49/1984 para la explotación unificada del sistema eléctrico. En las Islas Baleares estamos presentes desde el 1 de julio de 2004 como consecuencia de la promulgación del RD 1747/2003, de 19 de diciembre, por el que se regulan los sistemas eléctricos insulares y extrapeninsulares 4 4

5 Accionariado Nace como empresa mixta: 51% INI y 49% Empresas Eléctricas. En la actualidad, compañía privada: 20% 80 % Free Float SEPI 5

6 Para qué se crea REE (I) Nace con dos actividades fundamentales: Operador del Sistema Eléctrico Transportista de energía eléctrica 6

7 TSO REE como TSO en SEB Centro de Control de las Islas Baleares (CECOIB) Consumo doméstico 220 y 380V Consumo industrial de 66 a 15 kv Centrales de Generación Red de Transporte 220, 132 y 66kV Subestación de Transporte Red de Distribución 15 kv Subestación de Distribución 7

8 Centro de Control Eléctrico Islas Baleares (CECOIB) Operador de Transporte Operador de Generación Operador de Apoyo 12 Técnicos en régimen de turno cerrado 7 x 24 En Dpto. Operación del Sistema de Baleares: 25 personas 8

9 Requerimientos del sistema eléctrico Mantener los parámetros eléctricos del sistema dentro de los límites de seguridad y calidad de suministro. Equilibrio dinámico: En todo momento se tiene que cumplir la siguiente igualdad: DEMANDA = GENERACIÓN Sra. Demanda Sres. Generadores 9

10 Sistema Eléctrico Balear SEB- 10

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12 Centrales RO en Ibiza-Formentera Ibiza 282 MW Formentera 12 MW 12

13 Centrales RO en Mallorca Son Reus 530 MW Alcudia 536 MW Cas Tresorer 431 MW 13

14 Centrales RO en Menorca Mahón 247 MW 14

15 Régimen especial SEB Evolución de la potencia instalada MW Residuos sólidos Cogeneración Fotovoltaico Eólico 15

16 Curva de demanda diaria característica de invierno en Baleares Récord de demanda invernal 16

17 Curva de demanda diaria característica de verano en Baleares Récord de demanda estival e histórico 17

18 Desglose de cobertura de la demanda de 2012 Incluye energía transmitida por el enlace HVDC. Mallorca-Menorca Total Baleares 4% 8% 11% 5% 18% 54% 4% 7% 9% 16% 15% 46% 2% 1% Carbón MCI (Gas Natural) CC (Gas Natural) TG (Gas Natural) MCI (Fuel-Oil) TG (Gas-Oil) Régimen Especial HVDC Península-Baleares 18

19 Influencia de la energía importada del SEP en el coste de la cobertura del subsistema Mallorca-Menorca. Agosto-Diciembre del /MWh GWh ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic 0 Coste variable R.O. Coste variable HVDC Generación R.O. Energía HVDC 19

20 Medio ambiente Emisiones de CO 2 (IV): Evolución anual tco 2 (miles) Carbón MCI (Gas Natural) CC (Gas Natural) TG (Gas Natural) MCI (Fuel-Oil) CC (Gas-Oil) TG (Gas-Oil) Régimen Especial 20

21 Sistema Eléctrico de Menorca 21

22 RdT de Menorca actual Mallorca 22

23 Generación instalada en Menorca MW 3,2 4,5 42 Régimen Tecnología MW % Motor diesel (Fueloil) 42,0 16 Ordinario Turbinas Gas (Gasoil) 205, Eólica 3,2 1 Especial Fotovoltaica 4,5 2 Total Potencia instalada 255 Motor diesel (Fuel oil) T.G. (Gas oil) Eólica Fotovoltaica 23

24 Demanda de energía eléctrica en Menorca Días de máxima y mínima demanda en :00 00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 MW 22:00 23:00 00:00 Día máxima demanda (23/08/2012) Día mínima demanda (18/11/2012)

25 Cobertura del día de máximo consumo en Menorca. Año MWh Enlace Mallorca-Menorca Eólica Fotovoltaica Diésel Turbina Gas Eólica 0,2% Fotovoltaica 2% Enlace Mallorca- Menorca 16% Eólica Turbinas Gas (Gasoil) 45% Diesel (Fueloil) 37% 25

26 Cobertura de la demanda de Menorca. Año 2012 Eólica 1% Fotovoltaica 2% Enlace Mallorca- Menorca 14% Turbina Gas (Gasoil) 32% Diesel (Fueloil) 51% MWh Diesel (Fueloil) Turbina Gas (Gasoil) Eólica Fotovoltaica Producción total neta Enlace Mallorca-Menorca Demanda Menorca

27 Contribución de las tecnologías de generación a la cobertura de la demanda del SEP. Año 2012 Energia sin emisiones CO 2 = 58,2% Energia Renovables = 35% Térmica renovable 1,9% Térmica no renovable 13,3% carbón importado y resto nacional 12,6% carbón nacional (RD 134/2010) 7,7% Eólica 19,1% Ciclo combinado 14,8% Solar Fotovoltaica 3,2% Solar Termica 1,4% Hidráulica 7,6% Minihidráulica 1,8% Nuclear 23,2% Fuel-Gas 0,0% GWh Régimen Ordinario Régimen Especial Intercambios internacionales Consumo bombeo Enlace Baleares Demanda SEP en

28 Características de la generación del régimen especial 28

29 Contexto europeo energías renovables La estrategia europea 20/20/20 es la base para el modelo energético español 20 / 20 / 20 Strategy 20% de energía final procedente de renovables 20% reducciones de emisiones de GEI 20% de reducción del consumo de energía primaria El desarrollo de las energías renovables, el cambio de combustible a GN y la reducción del consumo implican una reducción en la emisión de los GEI La integración de las energías renovables en la red implican una mejora en la eficiencia del sistema 29

30 Generación Renovable (I): Características Reduce la dependencia energética del exterior Recurso primario extraordinariamente volátil Difícil predictibilidad No aporta servicios de ajuste al sistema Consume servicios de ajuste del sistema No aporta inercia al sistema Vulnerable ante perturbaciones eléctricas y a las meteorológicas Muy demandante de red Requiere monitorización y control específicos 30

31 Generación Renovable (II): Gestionabilidad Energía primaria no gestionable Producción sin atender a los requerimientos del sistema Producción muy variable Baja fiabilidad para cubrir puntas de demanda Reducida producción en periodos de punta Dificultad de predicción: Tasas de error fuertemente crecientes con el horizonte de previsión Incidencia directa en las reservas de regulación 31

32 Variabilidad régimen especial Menorca 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, :00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 MW 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 P. F. Son Salomó (30/11/2012) P. E. Es Milá (08/03/2012)

33 Generación Renovable (III): Control de Tensión y comportamiento ante perturbaciones Control de tensión No participación en el control continuo de la tensión del sistema Procedimiento de control de tensión de la generación del régimen especial: Basado en factor de potencia no completamente adecuado a las necesidades del sistema Comportamiento ante perturbaciones Desconexión ante huecos de tensión 33

34 Cobertura de la demanda Gran diferencia entre horas valle y horas punta a lo largo del día. La imposibilidad de almacenamiento de energía eléctrica en cantidad importantes implica que la generación se debe adaptar a la demanda en cada momento. La flexibilidad de cada planta para adaptar su producción a las necesidades de demanda está determinada por la tecnología de las instalaciones. RE tienen prioridad de despacho. La producción de las plantas de RE depende de la disponibilidad de su recurso primario. Para mantener el equilibrio del sistema son necesarias actuaciones continuas sobre la generación gestionable. Es necesario que cada planta pueda adaptar su producción a las necesidades de la demanda: Generación gestionable 34

35 Observabilidad: Para qué? OBSERVABILIDAD Medidas tiempo real Previsión de producción Se evitan errores en la previsión demanda Se necesita observabilidad para tener información en tiempo real sobre la producción de las instalaciones renovables. Las telemedidas de producción en tiempo real son esenciales para garantizar la seguridad del sistema. Esta información también es necesaria para llevar a cabo previsiones de producción fiables. Observabilidad en tiempo real y previsiones precisas son herramientas básicas para mantener el balance del sistema y llevar a cabo una gestión eficiente de las reservas. Evaluación reserva caliente Despacho generación gestionable SE CONTRARRESTA VARIABILIDAD RENOVABLES 35

36 Observabilidad: Y si no, qué? Sin previsión fiable Errores previsión demanda Aumento incertidumbres Aumento del nivel de reservas Reducciones producción RE Reducción de la calidad del servicio y de la seguridad del sistema 36

37 Régimen especial Baleares: Observabilidad Incorporación del régimen especial a centros de control 180, , ,0 120,0 MW 100,0 80,0 60, ,2 % 40,0 20,0 0,0 79,5 % % Fotovoltaico Eólico Cogeneración Residuos Sólidos ,3 % 100 % Total Baleares Potencia instalada Potencia telemedida 37

38 Control de tensión Varialble que determina la calidad del sistema. Generación convencional: Mediante inyección/absorción de reactiva. Lleva a cabo un papel fundamental en el control continuo de la tensión del sistema a nivel de subestación. Actualmente, las instalaciones RE sólo mantienen factor de potencia. Control de tensión continuo a través del CECOIB para todas las instalaciones con P>1 MW. 38

39 Impacto de los errores de previsión (SIPREOLICO/SIPRESOLAR) Las previsiones pueden reducir los efectos de la variabilidad de las renovables en la operación del sistema, pero los errores han de ser tenidos en cuenta y se deben programar reservas adicionales para superarlos. Mayores errores implican mayor provisión de reserva aumentando los costes del sistema. REE ha desarrollado su propia predicción para producción eólica (SIPREOLICO) y para generación solar (SIPRESOLAR) 39

40 Potencia eólica instalada y su evolución en SEP Potencia eólica instalada Enero

41 Potencia eólica instalada en Baleares Evolución de la potencia instalada ,5 4 3,5 MW 3 2,5 2 1,5 1 0, Eólico 41

42 Potencia eólica instalada en Menorca Evolución de la potencia instalada MW 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, Eólico 42

43 Evolución de la potencia instalada solar fotovoltaica en el SEP 43

44 Potencia instalada de generación fotovoltaica en Baleares Evolución MW Fotovoltaico 44

45 Potencia instalada de generación fotovoltaica en Menorca Evolución MW Fotovoltaica 45

46 Pilares para la integración 46

47 Retos actuales de la generación renovable no gestionable Producción independiente de las necesidades Provisión de servicios complementarios Viabilidad del balance de potencia en valle Gestionabilidad Variabilidad e incertidumbre en la predicción Comportamiento durante las perturbaciones 47

48 Facilitadores de la integración Requerimientos generación eólica Herramientas de previsión solar y eólica Observabilidad y controlabilidad Desarrollos de la red Respuesta de la industria 48

49 Centro de Control para Energías Renovables de las Islas Baleares (CECREIB)? Objetivo: Alcanzar un gran nivel de integración de renovables sin comprometer la seguridad del sistema. Función principal: Articular la integración de la producción de energía eléctrica del régimen especial en función de las necesidades del sistema eléctrico CECOIB Necesidad de CECREIB? 49

50 Retos futuros en la integración de renovables A corto plazo: Viabilidad de balance en horas valle. La desconexión de instalaciones por huecos de tensión no debería suponer un problema con el cumplimiento de los PO SEIE. Correlación entre la producción solar y eólica. Medidas a largo plazo: Control de tensión mediante consignas enviadas desde el OS (control de tensión dinámico). Capacidad técnica y económica de las renovables para participar en servicios de ajuste. Aumentar la capacidad de intercambio interislas, y con el SEP. Almacenamiento. Evolución de las herramientas de previsión solar y eólica. Gestión de la demanda. 50

51 Penetración de RE en Baleares 51

52 Penetración de Renovables en las Islas Baleares Potencia máxima: Sin PO 12.2 Con PO 12.2 MIX Sólo FV Mallorca-Menorca EOL 165 FV Ibiza-Formentera EOL 23 FV Total SEB

53 Penetración máxima de RE en Menorca cumpliendo P.O SEIE Máxima (MW): Valle Llano Punta A - Demanda Menorca en valle: B - Gen R.O. (m.t. + Rsva. Reg): C - Capacidad enlace Mallorca: A-B+C = Capacidad máxima R.E. : Penetración máxima sin vertido (MW)*: (*) Supeditado a estudios dinámicos 53

54 Penetración de R E en Menorca cumpliendo PO SEIE y sin vertido MW Día mínima demanda (18/11/2012) :00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 Sin vertidos: Valle Llano Punta Eólica Fotovoltaica El valle condiciona los vertidos de Eólica 54 El llano condiciona los vertidos de Fotovoltaica

55 Enlaces entre islas y con el SEP 55

56 Enlaces actuales entre islas Mallorca Demanda= 925 MW Capacidad = 100 MW Se opera P<35 MW Menorca Demanda= 130 MW Ibiza Demanda= 220 MW Se operan P<8 MW Capacidad = 20 MW Capacidad = 10 MW Formentera Demanda= 18 MW Se operan reducidos de carga por seguridad del suministro de toda la isla para poder cubrir la pérdida de un elemento (N-1) 56

57 Propuesta de planificación Morvedre (Sagunto) Mallorca Demanda= 925 MW Capacidad =100 MW Se operarían P=100 MW Capacidad 100 MW Menorca Demanda= 130 MW Cap.= 120 MW Cap. =120 MW Se operarían P=120 MW Ibiza Demanda= 200 MW Capacidad = 50 MW Capacidad = 20 MW Capacidad = 10 MW Formentera Demanda= 18 MW Se operarían P=50 MW 57

58 Repercusión en el SEB (I) Frecuencia síncrona en todo el sistema eléctrico balear. Suma de inercias de la totalidad de los grupos conectados en todas las islas => Mayor estabilidad en la frecuencia. Minimización de los deslastres por pérdida de generadores en todas las islas, hasta llegar a quedar anulados al estar conectados a la Península. Eliminación de los ceros de tensión en las islas pequeñas tras la pérdida total de una central. Sólo hay un emplazamiento de generación en estas islas. Ahorro de costes: En el despacho económico En reservas de regulación. En generación auxiliar necesaria para las puntas de demanda de la isla de Formentera. 58

59 Repercusión en el SEB (II) Retraso de la inversión en nuevos generadores al poder reducir los índices de cobertura en las islas que estén conectadas. Ahorro de emisiones contaminantes. Mayor calidad de suministro. Mayor seguridad del sistema. 59

60 Conclusiones 60

61 Conclusiones La integración de generación no gestionable supone un reto: Baja disponibilidad, producción sin correlación con el consumo, falta de firmeza en los programas de generación futura, dificultad en los balances. Debido a ello, la labor del CECOIB/CECREIB y de los CCRE es fundamental para conseguir alcanzar altos niveles de penetración del régimen especial, permitiendo la compatibilidad de estas tecnologías con la seguridad del sistema. Herramientas como SIPREOLICO o SIPRESOLAR son básicas para el cálculo de la reserva caliente. Su precisión para los horizontes de 5 y 24 horas afecta a los niveles de reserva requeridos y ayuda en el despacho de la generación gestionable para contrarrestar los efectos de las fluctuaciones de la generación de origen renovable. La observabilidad de las instalaciones FV ha aumentado considerablemente gracias al RD 1565/2010 mejorando también los niveles de controlabilidad para esta tecnología. La adscripción de las instalaciones a CCRE en contacto en tiempo real con el OS a través del CECOIB/CECREIB implica menor tiempo de respuesta, lo que repercute en la toma de medidas menos estrictas, aumentando la producción de las generadores renovables. 61

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