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Transcripción

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2 Aspectos operativos asociados a la operación con recursos solares VI JORNADAS TÉCNICAS SUBCOMITÉ DE PLANTAS Lina Marcela Ramírez Arbeláez lramirez@xm.com.co

3 Panorama mundial Energía solar 2016 Energía solar líder en crecimiento a nivel mundial 50 % más inversiones que en el 2015 Disminución del costo un 30% USD 0.41-W Italia cubrió el 7 % de su demanda con energía solar GW GW instalados en el 2016 En promedio 31,000 paneles instalados por día. 8% 6% 4% 2% 0% 20 GW Italia 45 GW Alemania

4 Situación actual del Sistema Colombiano 16.6 GW - Generación instalada 2017 Hidráulica 66 % 6 % < 20MW 1 planta eólica < 20 MW Térmica 28 % 0 MW solar conectada al SIN

5 Escenarios Generación Solar en Colombia MW 20 MW 479 MW 160 MW Escenario 0 Concepto UPME Escenario 1 Concepto UPME + aprobados por Operadores de red Escenario 2 Concepto UPME + Proyección UPME 10 MW 100 MW 319 MW 915 MW 1194 MW Escenario 1

6 Escenario Generación solar - recurso distribuido 40 MW 20 MW 20 MW 408 MW MW de solicitudes ante los Operadores de red 8021 MW se conectan a niveles de tensión < 115 kv En estudio 2587 MW Solar 596 MW Térmica 362 MW 10 MW 98 MW No aprovado 3931 MW Aprobado 1542 MW Hidraúlica 469 MW Biogas 2 MW Eólica 112 MW Generación solar y eólica aprobada por Operadores Todos los derechos reservados de Red para en XM nivel S.A.E.S.P. de tensión < 115 kv

7 Comportamiento generación solar 500 GENERACIÓN ESPERADA [MW] Min Mediana Max 0 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P08 P09 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 P18 P19 P20 P21 P22 P23 P MW instalados Datos horarios 2014 y 2015

8 Comportamiento Generación solar

9 CAMBIOS La integración de energía solar al STN, STR y SDL conlleva a grandes retos operativos Para enfrentar los retos se requiere CAMBIOS REGULATORIOS OPERATIVOS MERCADO PREDICCIÓN OPERACIÓN COORDINADA STN-STR-SDL

10 Es necesario establecer reglamentación para fuentes asíncronos con el fin de evitar problemas operativos en los próximos 30 años. Japon: Sobretensiones y cortes. Alemania: Problemas de estabilidad y reactivos. Requerimientos de información - procedimientos Requerimientos de conexión Requerimientos operativos Basado en estudios eléctricos y mejores prácticas internacionales

11 Propuesta regulatoria fuentes asíncronas Requerimientos de Conexión Requerimientos información y procedimientos Respuesta en frecuencia Rampas operativas Permanencia ante huecos de tensión Permanencia ante variaciones de frecuencia Respuesta de reactivos Supervisión y control Requerimientos de calidad Requerimientos de protecciones Requerimientos Operativos Variables requeridas históricas y en tiempo real Procedimientos seguimiento a la calidad y disponibilidad de la información Procedimientos entrada en operación Procedimientos pruebas Predicción Declaración disponibilidad Posibilidad de redespacho Desviaciones Balance generación carga en tiempo real

12 Requerimientos de conexión Requerimientos de Conexión Respuesta en frecuencia Rampas operativas Permanencia ante huecos de tensión Respuesta de reactivos Permanencia ante variaciones de frecuencia Supervisión y control Requerimientos de calidad Requerimientos de protecciones Todas las unidades del deben contar con un control de potencia activa que permita su participación en la regulación primaria de frecuencia del sistema, tanto para eventos de sobrefrecuencia como para eventos de subfrecuencia. Parámetro Valor Banda muerta ±30 mhz Estatismo 2-6% Reserva regulación primaria de frecuencia Propuesta que sea calculada por el CND (Actualmente 3 % con base al valor programado)

13 Requerimientos de conexión V (p.u) Requerimientos de Conexión Respuesta en frecuencia Rampas operativas Permanencia ante huecos de tensión Respuesta de reactivos Permanencia ante variaciones de frecuencia Supervisión y control Requerimientos de calidad Requerimientos de protecciones LVRT Las fuentes asíncronas deben tener la capacidad de operar en el área definida por las curvas LVRT y HVRT HVRT t (seg)

14 Tensión en la subestación San Juan 110 kv [s]

15 Requerimientos de conexión Requerimientos de Conexión Respuesta en frecuencia Rampas operativas Permanencia ante huecos de tensión Respuesta de reactivos Permanencia ante variaciones de frecuencia Supervisión y control Requerimientos de protecciones P/Sn Q/Sn Las fuentes asíncronas deben tener la capacidad de entregar y absorber reactivos de acuerdo a la cueva PQ mínima requerida 0.33

16 Requerimientos de conexión n Requerimientos de Conexión Respuesta en frecuencia Rampas operativas Permanencia ante huecos de tensión Respuesta de reactivos Permanencia ante variaciones de frecuencia Supervisión y control Requerimientos de calidad Requerimiento de protecciones Banda muerta K=( n)/( Un) Ante desviaciones de tensión que excedan una banda muerta de +-10% de la tensión nominal, el parque priorizará la inyección de corriente reactiva, con una k que puede definirse de acuerdo a las condiciones del sistema entre 1 y 10. Un

17 Sensibilidad aporte rápido reactivo habilitado (curva verde) y deshabilitado (curva roja) [MW] [s] EO MW: Active Power EO MW: Active Power Project(2) Date: 7/31/2017 Annex: /3

18 Requerimientos de conexión Requerimientos de Conexión 61.8 Hz 299 s Respuesta en frecuencia Rampas operativas Permanencia ante huecos de tensión Respuesta de reactivos Permanencia ante variaciones de frecuencia Supervisión y control Requerimientos de calidad Requerimiento de protecciones 57 Hz Las fuentes asíncronas deben tener la capacidad de operar en el área definida por la curva de FRT. Adicionalmente en la parte superior deben disminuir su potencia de acuerdo al valor de rampa establecido por el CND. 299 s 61 Hz 59 Hz

19 Requerimientos de conexión Requerimientos de Conexión Respuesta en frecuencia Rampas operativas Permanencia ante huecos de tensión Respuesta de reactivos Permanencia ante variaciones de frecuencia Supervisión y control Requerimientos de calidad Requerimiento de protecciones Todas las plantas de generación deberán contar con supervisión y control. Los datos telemedidos eléctricos e hidrometeorológicos de tiempo real de todas las plantas síncronas y asíncronas, se debe de enviar al CND con una periodicidad menor o igual a 4 segundos y con la resolución y calidad requerida por el CND.

20 Requerimientos de conexión Requerimientos de Conexión Respuesta en frecuencia Rampas operativas Permanencia ante huecos de tensión Respuesta de reactivos Permanencia ante variaciones de frecuencia Supervisión y control Requerimientos de calidad Requerimiento de protecciones Tolerancia desbalances DC Fluctuaciones rápidas de tensión Armónicos IEC IEC No deberán inyectar al sistema una corriente DC mayor a 0.5% de su corriente total en el punto de conexión.

21 Requerimientos de conexión Requerimientos de Conexión Respuesta en frecuencia Rampas operativas Permanencia ante huecos de tensión Para sistemas de generación conectados a tensiones inferiores a 220 kv, el tiempo de despeje de fallas por operación de protecciones principales no debe ser mayor a 150 ms. Para la generación conectada directamente al STN se debe de cumplir con los tiempos de despeje de falla por operación de protecciones principales definidos en la regulación vigente. Protección principal de baja y sobre frecuencia Respuesta de reactivos Permanencia ante variaciones de frecuencia Supervisión y control Requerimientos de calidad Requerimiento de protecciones Protección principal de baja y sobre tensión, con posibilidad de ajuste por curva y tiempo definido Protección anti-isla ROCOF ( Hz)

22 Definir la reglamentación operativa de la fuentes asíncronas de acuerdo a las necesidad actuales y futuras del SIN, conlleva a beneficios operativos y económicos.

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