La integración de las energías renovables en el sistema eléctrico español

Transcripción

1 La integración de las energías renovables en el sistema eléctrico español LUIS ATIENZA Presidente SanBago, 14 de noviembre de

2 Índice 1. CaracterísBcas del sistema eléctrico español 2. Los retos de la integración de energías renovables de baja gesbonabilidad 3. Las soluciones 2

3 Caracterís.cas del sistema eléctrico español Demanda. Curva de carga con elevados gradientes y muy baja demanda valle Generación. Fuerte crecimiento de la capacidad instalada de ciclos combinados, eólica y solar Bajas interconexiones. Una isla eléctrica. Variación de los flujos de carga por la ubicación dispersa de la generación y la variabilidad renovable 3

4 Carácterís.cas del sistema eléctrico español q Demandas valle muy bajas q Elevados ra.os punta/valle de demanda 2 1 Demanda Valle muy reducida Elevados ra.os punta / valle En ciertas situaciones, la coincidencia de escasa demanda y abundante producción renovable hace necesarios los ver.dos. 2 Elevada producción eólica con prioridad de despacho 4

5 Caracterís.cas del sistema eléctrico español 5

6 Caracterís.cas del sistema eléctrico español Evolución de la potencia instalada Fuente: REE 6

7 Caracterís.cas del sistema eléctrico español Potencia instalada y producción de renovables Fuente: REE 7

8 Los retos de la integración de renovables Relacionados con el equilibrio generación- demanda: variabilidad, rampas de subida y bajada, dificultad de predicción, desacompasamiento generación- demanda, necesidad de generación de respaldo firme y flexible Relacionados con la estabilidad: comportamientos ante perturbaciones, control de tensiones, control de frecuencia, corrientes de cortocircuito, inercia Conges.ones de red: de transmisión y/o de distribución 8

9 Máxima cobertura de demanda con eólica Fuente: REE 9

10 Máxima cobertura de demanda con renovables Fuente: REE 10

11 Mínima aportación eólica instantánea Máxima producción eólica instantánea: MW Fuente: REE 11

12 Mínima cobertura de demanda con renovables Fuente: REE 12

13 Variabilidad de la producción eólica Variabilidad de la producción eólica Tecnología de los aerogeneradores 8, , , /03/ /03/2008 7, , , , , , , , :00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 Wind Production 23/03/08-24/03/08 Aumento de 8860 MW in 8 hours. Gradiente: 1108 MW/h Disminución de 4230 MW in 4 hours. Los generadores dejan de producir cuando la velocidad del viento supera su umbral de seguridad Gradiente: MW/h 13

14 La variabilidad de la producción eólica WIND PRODUCTION DURING A YEAR DEMAND vs. WIND PRODUCTION /01/ /02/ /03/ /04/2009 MW 01/05/ /06/ /07/ /08/ /09/ /10/ /11/ /12/2009 Generación primaria no gesbonable Alta variabilidad Desacoplamiento generación- demanda. En ocasiones las rampas de bajada de la producción eólica en las mañanas aumentan las rampas de aumento requerido de la generación convencional 14

15 Fault Ride Through Capability Retos para la estabilidad Voltage Control CATADAU 400 JBP1 V MvMoment LA PLANA 400 B1 V MvMoment ESCOMBRE 400 NESCO V MvMoment 700 MW V (kv) kv 0:00:00 1:00:00 2:00:00 3:00:00 4:00:00 5:00:00 6:00:00 7:00:00 8:00:00 9:00:00 10:00:00 11:00:00 12:00:00 Ramps Frequency seings Power decrease: 1000 MW within 1 h and 45 min Gradient: -570 MW/h Wind ~ +/ MW/h MW Power increase: 800 MW within 45 min. Gradient: 1067 MW/h 15

16 Caracterís.cas de la generación renovable No gesbonable, salvo la termosolar que pase los tests del OS No presta servicios de ajuste, salvo la termosolar que pase los tests Eólica y fotovoltaica no aportan inercia al sistema No parbcipan en el control conbnuo de la tensión, aunque se están haciendo pruebas con parques eólicos Comportamiento ante perturbaciones: todas las instalaciones de más de 2 MW Benen que soportar el hueco de tensión definido en la regulación Muy demandante de red Conexión a la RdT/RdD: q Eólica: 58,8/41,2 % q Termosolar: 26,15/73,85 % q Fotovoltaica: 1,6/98,4 % 16

17 Caracterís.cas del sistema eléctrico español Consumo y generación en 2020 Pload_MEDIA Pgen_MEDIA q Se observa la necesidad de transportar la energía eléctrica, desde las zonas excedentarias a las zonas deficitarias Fuente: REE 17

18 Caracterís.cas del sistema eléctrico español Necesidad de red. Variación de los flujos de carga Fuente: REE 18

19 Las soluciones Requisitos técnicos a la generación, cambios topológicos de la red, consignas de reducción Monitorización y control. Centro de Control de Renovables (CECRE) Mejora de las herramientas de previsión de las producciones eólica y solar Desarrollos de red y de interconexiones Almacenamientos. Bombeos GesBón de la demanda. Redes y contadores inteligentes Contribución de la generación renovable a los servicios auxiliares de la operación del sistema Vehículos eléctricos Generación de respaldo firme y flexible 19

20 El Centro de control para energías renovables CECRE 20

21 Monitorización y control. EL CECRE u Las instalaciones, o sus agrupaciones, de más de 10 MW deben estar conectadas a un CCRE, con enlace y telemando, a su vez conectado al CECRE del operador del sistema u Las instalaciones, o sus agrupaciones, de más de 1 MW deben enviar telemedidas al CECRE, directamente o a través de un centro de control al que se adscriban u Se considera agrupación a las instalaciones que comparten un mismo punto de conexión 21

22 Reducciones de producción de renovables y cogeneración Fuente: REE 22

23 La predicción de la producción eólica Fuente: REE 23

24 La predicción de la producción solar Fuente: REE 24

25 Tecnologías de almacenamiento En los próximos años, se espera un gran desarrollo de las tecnologías de almacenamiento Situación actual Bombeo Posibilidad de modulación de la demanda Posibilidad de mejora de la integración de energías renovables Gran dependencia de las características geográficas Elevado impacto medioambiental Situación deseable Tecnologías futuras Reducción de tamaño y precio Mayores volúmenes de potencia y energía almacenada Desarrollo del vehículo eléctrico Marco regulatorio para la gestión del almacenamiento 25

26 Almacenamiento y ges.ón de la curva de carga Carga 3 horas Descarga Rangos de Bempo compabbles con las tecnologías en desarrollo Aplazamiento de inversiones (red y generación) 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 8 horas 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 GesBón de la curva de carga mediante almacenamiento Mayor aprovechamiento de las instalaciones Reducción de las necesidades de reserva MW 46,000 45, Gestionada Reducción de pérdidas técnicas 44,000 43,000 42,000 41,000 40,000 39,000 Monótona de carga suavizada 38,000 37, El aplanamiento de la curva de demanda permite lograr una mayor eficiencia en el uso de los recursos 26

27 Ges.ón de la demanda 1 2 Reducción del consumo Desplazamiento consumo de punta a valle 3 4 Reducción consumo Llenado de valles en horas punta 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 Mejoras en la eficiencia de equipos y procesos Concienciación sobre el ahorro energébco Discriminación horaria ParBcipación acbva de la demanda en los mercados Bombeo Tecnologías futuras de almacenamiento Vehículos eléctricos Servicio de interrumpibilidad GesBón automábca de cargas 27

28 Integración de renovables y vehículo eléctrico Recarga en horas punta Recarga en valle SIN gesbón inteligente Recarga en valle CON gesbón inteligente MW MW MW Sobredimensionamiento del sistema de transporte y generación Ineficiencia No favorece la integración de renovables Mayor eficiencia del sistema Mayor integración de renovables Saltos bruscos en la demanda que dificultan la operación Mayor eficiencia del sistema Mayor Integración de renovables Mayor operabilidad del sistema Para que la integración sea eficiente es necesaria una ges8ón inteligente de la recarga de los vehículos eléctricos 28

29 Conclusiones 1. Las energías renovables ganan peso en el mix de generación por razones ambientales, de seguridad de suministro y cada vez más también de compebbvidad 2. La integración segura de energías renovables de baja gesbonabilidad implica retos importantes para la estabilidad, el equilibrio generación- demanda y la gesbón de las redes 3. La experiencia española demuestra que es posible operar de forma segura un sistema eléctrico aislado con elevada presencia de renovables de baja gesbonabilidad 4. La monitorización y el control a través del CECRE (primero en el mundo) se revela como instrumento fundamental 5. El futuro va a requerir: seguir mejorando herramientas de predicción nuevos requerimientos técnicos para instalaciones renovables parbcipación de renovables en servicios de ajuste y control de tensiones nuevos desarrollos de red e interconexiones internacionales más capacidad de almacenamiento redes más inteligentes para gesbonar la generación distribuida y una demanda, individual o agregada, más acbva en la contribución al equilibrio del sistema los vehículos eléctricos con recarga inteligente, aliados de las renovables 29

30 Conclusiones 2 1. Aunque esta reflexión desborda el objeto de la presentación, la integración masiva de energías renovables intermitentes, de alto coste fijo y bajo coste variable, obliga a repensar el modelo del mercado de generación. La potencia disponible y los servicios de ajuste para el sistema ganan valor, y se deprecia el precio de la energía expresado por su coste marginal. 2. Los recursos energébcos distribuidos, en parbcular la generación distribuida y la contribución de la demanda acbva a los servicios de balance del sistema, obligan a repensar también el modelo de retribución de la distribución, que podrá estar cada vez menos basado en la energía distribuida, y el modelo de pago por uso de la red, porque si se basa en la energía consumida implicaría una subvención encubierta creciente de los consumidores puros a los consumidores que son al mismo Bempo generadores. 30

31 INFORMACIÓN DE CONTACTO Oficina de Madrid Claudio Coello 19, Pl. 1ª Madrid LUIS ATIENZA Presidente Móvil: Oficina de Santiago de Chile Magdalena 140, Piso Las Condes-Santiago JOAQUÍN OZCOIDI Socio Responsable Área Técnica Móvil: FERNANDO ARIAS Socio Director Móvil: PATXI FERNANDEZ Socio Director Móvil: JAVIER JULIAN Socio Móvil: