INGENIERÍA ENERGÉTICA

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1 INGENIERÍA ENERGÉTICA PROGRAMACIÓN DE LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA: regulación clásica Regulación clásica de la generación: consideraciones.. Explotación centralizada: monopolio.. Tipos de centrales Enumeración Consideraciones económicas Costes 3. Despacho de generación: modelos Despacho económico Asignación horaria de unidades Coordinación hidrotérmica Ingeniería Energética

2 . Tipos de centrales de generación: Centrales térmicas Centrales nucleares (PWR, BWR, etc) Centrales de carbón (lignitos, antracitas, hullas) Centrales de fuel/gas Centrales de ciclo combinado Centrales hidráulicas Centrales aisladas Sistemas hidráulicos acoplados Centrales de régimen especial Centrales eólicas Cogeneración Centrales solares Hidráulica fluyente Ingeniería Energética 3. Tipos de centrales de generación: Centrales térmicas: características económicas Grandes Inversiones Emplazamientos elegibles Impacto medioambiental alto Coste social Coste variable: combustible Coste de mantenimiento Operación de la central Ingeniería Energética 4

3 . Tipos de centrales de generación: Centrales hidráulicas: consideraciones económicas Impacto medioambiental Impacto social Elevadas inversiones en obra civil Costes de explotación bajos Emplazamientos no elegibles Dependencia de la hidraulicidad Fácilmente regulables Ingeniería Energética 5. Tipos de centrales de generación: Centrales Régimen Especial Eólicas Impredecibles No almacenable Cogeneración Decisión del cliente Generación distribuida Problemas de operación Hidráulica fluyente Otras: solar, biomasa,... Ingeniería Energética 6 3

4 . Costes de centrales térmicas coste= función(potencia) C( /h) o H(th/h) Curva entrada/salida Entrada P min Salida P max P(MW) Ingeniería Energética 7 Curva de costes coste= función (potencia), Coste Incremental Coste Incremental ( /MWh) 7,5 5,,5, Generator Power (MW) Potencia (MW) Ingeniería Energética 8 4

5 Curva de costes coste= función(potencia) Consumo (Kcal/MWh),,67 9,33 Consumo específico neto Costes medios 8, 3 4 Generator Power (MW) Potencia (MW) Ingeniería Energética 9. Curva de costes Costes de arranque en frío Costes de arranque caliente C( ) t ( α ) C = C e F + C start c f Cstart = Ct t F + C f C f t (h) Ingeniería Energética 5

6 3. Despacho de generación Despacho económico: Mínimo coste de explotación instantáneo. Se reparte la demanda total del sistema entre los generadores disponibles de forma que el coste total de generación sea el mínimo posible. Dato sist. térmico:,3 ( /kwh)<c M <, ( /kwh) Asignación horaria: Mínimo coste diario. Considera la opción de acoplar/desacoplar grupos según la variación de demanda horaria. Coordinación hidrotérmica: Operación conjunta de un sistema de centrales térmicas e hidraúlicas. Ingeniería Energética 3. Despacho de generación: despacho económico Válido para asignar grupos térmicos. Formulación general: minimizar sujeto a: Modelos de estudio:. Modelo simple: P perd =. Modelo con pérdidas: 3. Modelo con límites de red: OPF (flujo de cargas óptimo). Ver flujo de cargas. n i= ( ) C ( P ) = C P T g i gi i= n total Pgi = PD + Pperd i= min max Pgi Pgi Pgi n P = P + P total gi D perd Ingeniería Energética 6

7 3. Despacho económico G G G3 GN λ P λ P λ 3 P 3 λ N P N ( ) C ( P ) = C P n P d T g i gi Condición de óptimo: i= Ci i = P λ = λ = λ3 = = λn gi λ costes incrementales iguales Ingeniería Energética 3 3. Despacho de generación: despacho económico Ejemplo: F ( P ) = 56+ 7, 9 P +, 56 P /h 5 P 6 F ( P ) = 3 + 7,85 P +, 94 P /h P 4 F ( P ) = , 97 P +, 48 P /h 5 P D total = 85MW Solución: C I = C M = λ= 9,48 /MWh P = 393, MW. P = 334,6 MW. P 3 =, MW. *** Cuál es el nuevo coste incremental y la asignación potencia si la función de costes F se cambia a: F P = , 48 P +, 8 P /h 5 P 6 ( ) Ingeniería Energética 4 7

8 3. Despacho de generación: asignación horaria Ejemplo unit commitment para hora F ( P ) = 56+ 7, 9 P +, 56 P /h 5 P 6 D T =55 MW F ( P ) = 3 + 7,85 P +, 94 P /h P 4 F ( P ) = 93, 6 + 9, 56 P +, 5784 P /h 5 P Min. Máx. P P P 3 F F F 3 F T ,5 5389, , , Ingeniería Energética 5 3. Despacho de generación: coordinación hidrotérmica Modelo real con todas las restricciones Incluye restricciones hidráulicas complejas. Solución de compromiso entre: Generación térmica: Coste variable del combustible Capacidad infinita en stock Pocas restricciones en la operación Energía de horas valle Generación hidráulica: Combustible gratuito Capacidad limitada en stock Grandes restricciones en la operación Energía de horas punta Ingeniería Energética 6 8