Control de frecuencia en Sistemas Eléctricos Aislados. 14 de diciembre de 2011

Transcripción

1 Control de frecuencia en Sistemas Eléctricos Aislados 14 de diciembre de

2 Índice LOS SISTEMAS ELECTRICOS CANARIOS VARIABILIDAD DE LAS ENERGIAS RENOVABLES Y LA FRECUENCIA MEDIDAS PARA EQUILIBRAR LA FRECUENCIA INTEGRACION DE ENERGIA RENOVABLE Y RESERVA RODANTE CONCLUSIONES 2

3 SISTEMA ELÉCTRICO CANARIO 3

4 CARACTERISTICAS DE LOS SISTEMAS Seis sistemas eléctricos aislados Sistemas de pequeño tamaño y muy distintos: El Hierro 80 veces más pequeño que Gran Canaria Gran Canaria es 80 veces menor que el sistema peninsular, que además está interconectado Menor estabilidad de la frecuencia en relación a sistemas interconectados, la estabilidad la proporciona la respuesta conjunta de todas las máquinas síncronas conectadas al sistema. 4

5 DEMANDA PUNTAS DE DEMANDA (MW) Punta Periodo (MW) Fecha Punta Histórica (MW) Fecha Gran Canaria Tenerife Fuerteventura Lanzarote La Palma 47, , La Gomera 11, , El Hierro 7, ,

6 GENERACIÓN POTENCIA INSTALADA (MW) Régimen Fotovoltaica en Resto Régimen Eólica Ordinario servicio Especial Total Gran Canaria Tenerife Fuerteventura Lanzarote La Palma La Gomera 19,7 0,4 0,0 0,0 20,1 El Hierro 11,2 0,3 0,0 0,0 11,5 CANARIAS

7 PREVISION DE POTENCIA EÓLICA INSTALADA PECAN : 1025 MW 40% 46% 144% 104% 44% 114% 43% 107% 100% 438% 46% 114% % penetración en punta % penetración en valle 7

8 Índice LOS SISTEMAS ELECTRICOS CNARIOS VARIABILIDAD DE LAS ENERGIAS RENOVABLES Y LA FRECUENCIA MEDIDAS PARA EQUILIBRAR LA FRECUENCIA INTEGRACION DE ENERGIA RENOVABLE Y RESERVA RODANTE CONCLUSIONES 8

9 Variabilidad de la producción eólica Gran Canaria (25/08/2011) 9

10 Variabilidad de la producción fotovoltaica Tenerife (07/12/2011) / 10

11 El equilibrio de la frecuencia Los desequilibrios entre demanda y generación implican una variación en la frecuencia del sistema. Fuente: energy.org/drupal/node/

12 Oscilaciones de frecuencia Frecuencia Eólica 12

13 Oscilaciones de frecuencia MW SEI Tenerife 04/12/ ,4 HZ ,35 50,3 50,25 50,2 50,15 50,1 50,05 50 Fotovoltaica Frecuencia 13

14 Desvío de la frecuencia acumulado 77 Gran Canaria Tenerife (enenov) Potencia total instalada de RE (MW) Horas de desvío (ene nov) Potencia total instalada de RE (MW) Horas de desvío El aumento de horas anuales acumuladas de desvío de la frecuencia indica la necesidad de mejorar la capacidad de regulación de la misma. 14

15 Índice LOS SISTEMAS ELECTRICOS CANARIOS VARIABILIDAD DE LAS ENERGIAS RENOVABLES Y LA FRECUENCIA MEDIDAS PARA EQUILIBRAR LA FRECUENCIA INTEGRACION DE ENERGIA RENOVABLE Y RESERVA RODANTE CONCLUSIONES 15

16 Incidente de generación 07/04/2011 Disparo Granadilla Gas 3 y ½ Vapor 3 (se deslastran 4,8 MW Interrumpibles) K1:Frequency V-CANDELARIA 1 B/Hz t/s 16

17 Medidas para equilibrar el sistema Proyecto I+D de instalación de un volante de inercia. Herramienta para calcular en tiempo real la respuesta del sistema y la generación necesaria para que no actúe el plan de deslastre de carga. 17

18 Medidas para equilibrar el sistema Instalación de AGC: optimización de la respuesta secundaria Optimización de los planes de deslastre de carga por subfrecuencia y por derivada de frecuencia System responses Allowable frequencies System responses Allowable frequencies Frequency (Hz) Frequency (Hz) Time (s) Time (s) pérdidas hasta 70% pérdidas hasta 50% Necesidad de planes de desconexión de generación sobrefrecuencia. renovable por 18

19 Índice LOS SISTEMAS ELECTRICOS CANARIOS VARIABILIDAD DE LAS ENERGIAS RENOVABLES Y LA FRECUENCIA MEDIDAS PARA EQUILIBRAR LA FRECUENCIA INTEGRACION DE ENERGIA RENOVABLE Y RESERVA RODANTE CONCLUSIONES 19

20 Variabilidad de la generación renovable requiere más reserva de regulación Producción eólica vs. Demanda 07/nov./ Demand: 75 MW Wind: 40 MW MW :00:00 0:54:00 1:48:00 2:42:00 3:36:00 4:30:00 5:24:00 6:18:00 7:12:00 8:06:00 9:00:00 9:54:00 10:48:00 11:42:00 12:36:00 13:30:00 14:24:00 15:18:00 16:12:00 17:06:00 18:00:00 18:54:00 19:48:00 20:42:00 21:36:00 22:30:00 23:24:00 Requisito adicional: 40 MW en 2 horas Wind power Demand 20

21 Rampas pasde generación e eólica Probabilidad acumulada de ocurrencia rampas (2007 jul 2011) Probab bilidad 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Rampa (%) Rampa negativa (Reserva a subir) Rampa positiva (reserva a bajar) EL sistema debe contar con suficiente reserva a subir y a bajar para compensar las rampas de la generación renovable 21

22 Integración renovable y asignación de reserva a bajar y a subir (MW) Potencia Régimen especial VS cobertura Horas Demanda TF Mín. téc. gen. ordinaria Mín. tec. + reserva a bajar La generación convencional necesaria para garantizar la cobertura y proporcionar servicios complementarios no puede bajar de su mínimo técnico, lo que limita la capacidad de integración de la generación renovable. 22

23 Integración renovable y asignación de reserva a bajar y a subir ola generación renovable con capacidad de regulación de frecuencia permitiría: asignar la banda de regulación a bajar a esta generación y por tanto una mayor integración. regular frecuencia a subir cuando existe un límite de producción mejorando lavelocidad de respuesta del sistema. ola banda de reserva a subir se asigna a la generación convencional, por lo que no supone reducción en la producción renovable. P t Má Pot. Asignada Mín. Técnico 0 MW Reserva a subir Reserva a bajar rola generación renovable con capacidad de regulación de Pot. Máx. 23

24 Índice LOS SISTEMAS ELECTRICOS CANARIOS VARIABILIDAD DE LAS ENERGIAS RENOVABLES Y LA FRECUENCIA MEDIDAS PARA EQUILIBRAR LA FRECUENCIA INTEGRACION DE ENERGIA RENOVABLE Y RESERVA RODANTE CONCLUSIONES 24

25 Conclusiones La variabilidad de la generación renovable requiere mayor reserva de regulación para proporcionar estabilidad en el control de la frecuencia de los sistemas eléctricos. Las energías renovables pueden contribuir tib i al control de la frecuencia y así maximizar su integración en los sistemas. La regulación de frecuencia a bajar permite una mayor integración, pues permite programar los grupos convencionales a su mínimo técnico, asignando la banda de reserva a bajar a la generación renovable. La regulación de frecuencia a subir cuando existe un límite de producción permite aumentar temporalmente la producción mejorando la velocidad de respuesta del sistema. La banda de reserva a subir se asigna a la generación convencional, por lo que no supone reducción en la producción renovable. 25

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