Santiago, 22 de octubre de 2015

Transcripción

1 ADAPTANDO LA OPERACIÓN PARA UNA EFICIENTE Y RESPONSABLE INTEGRACIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES VARIABLES EN EL SIC Andrés Salgado R. Director Técnico Ejecutivo CDEC SIC Santiago, 22 de octubre de 2015

2 CONTENIDO Situación Actual del SIC Adaptándose al mayor aporte ERNC Los próximos desafíos para el SIC 2

3 SITUACIÓN ACTUAL DEL SIC Principales temas vigentes en materia de generación renovable: Variabilidad de la Demanda Variabilidad de las fuentes ERNC Calidad de los pronósticos ERNC Seguridad en la operación de la zona norte del SIC Desafíos en la planificación de la transmisión del troncal 3

4 VARIABILIDAD DE LA DEMANDA Variación Horaria de la Producción Bruta del SIC 28 de septiembre de 2015 MW 7,000 6,500 6, Variación Horaria MW 329 MW/h Demanda 800 MW Solar +817 MW 409 MW/h ΔMW ,500 5, MW Solar Hora -834 MW -417 MW/h

5 VARIABILIDAD DE LAS FUENTES ERNC MW 8,000 Mie 14 de octubre de 2015 Térmica Hidro Solar Eólica MW Térmica Hidro Solar Eólica 8,000 Jue 15 de octubre de ,000 6,000 4,000 4,000 2,000 2, Costos Marginales de Energía USD/MWh 140 Costos Marginales de Energía USD/MWh Maitencillo 220 kv Quillota 220 kv Maitencillo 220 kv Quillota 220 kv

6 CALIDAD DE LOS PRONÓSTICOS Pronóstico de variación total de generación eólica con horizonte de 1 hora PRONÓSTICO REAL 6

7 CALIDAD DE LOS PRONÓSTICOS Pronóstico de variación total de generación eólica con horizonte de 1 hora Caso ideal 100 PRONÓSTICO REAL 7

8 CALIDAD DE LOS PRONÓSTICOS Pronóstico de variación total de generación eólica con horizonte de 1 hora 200 Caso Real Ejemplo: Se pronosticó un aumento de 123 MWh, y se dio una disminución de 68 MWh PRONÓSTICO Ejemplo: Se pronosticó un aumento de 59 MWh, y se dio un aumento de 165 MWh REAL 8

9 CALIDAD DE LOS PRONÓSTICOS Ejemplo de predicción de un Parque Eólico para un horizonte de 1 hora: Pronóstico empresa con horizonte de 1 hora 70 Pronóstico por persistencia con horizonte de 1 hora PRONÓSTICO HORA ANTERIOR REAL REAL 9

10 SEGURIDAD EN LA OPERACIÓN DE LA ZONA NORTE Inercia Resultados del Estudio de Operación de la Zona Norte recomiendan la operación a mínimo técnico de al menos tres unidades sincrónicas de tamaño significativo en la Zona Norte, por ejemplo de Guacolda o Taltal. Estas unidades son necesarias para mantener los niveles de inercia y corriente de corto-circuito requeridos para una operación segura. Estabilidad Dinámica Sin perjuicios de los estudios ya realizados, adicionalmente en agosto de 2015 se aprecian oscilaciones en la barra de Diego de Almagro 220 kv que han restringido en forma adicional la capacidad de transmisión. Estas oscilaciones se han podido controlar con medidas operativas pero se estudia otras soluciones para el mediano y largo plazo. 10

11 DESARROLLO DE PROYECTOS 1 año 2 años 3 años 4 años 5 años 6 años Solar Eólica Térmica Hidráulica Transmisión Troncal Se observa un desfase entre el desarrollo de la transmisión y la entrada en servicio de unidades generadoras. En el caso del norte del SIC, las restricciones son más pronunciadas dado el fuerte aumento de los aportes ERNC. Contar con sistemas de transmisión robustos y oportunos permite: Mejor aprovechamiento de los recursos ENRC disponibles en centrales existentes y proyectos futuros. Una reducción del costo de operación del sistema en su conjunto. Mejores estándares de seguridad y calidad en la operación. 11

12 CONTENIDO Situación Actual del SIC Adaptándose al mayor aporte ERNC Los próximos desafíos para el SIC 12

13 ADAPTÁNDOSE AL MAYOR APORTE ERNC Principales medidas realizadas y en desarrollo: Definición de puntos de conexión óptimos para los nuevos proyectos. Mejoras a los automatismos de la zona norte del SIC dado el aumento de centrales con fuentes de energía no convencionales: Solar Eólica Ampliación del sistema de transmisión en la zona norte del SIC. CDC de respaldo y operación de ERNC. Experiencia internacional de otros Coordinadores. 13

14 PUNTOS DE CONEXIÓN Recoger Información Opciones de seccionamiento Análisis comparativo Áreas Óptimas de Seccionamiento Jul-15 Informe de Determinación de Puntos de conexión al Troncal Ago-15 Sep-15 Antecedentes Requeridos para la revisión de los puntos de Conexión Criterios de diseño de Subestaciones en el Troncal Sep-15 Criterios de acceso abierto para el diseño de Subestaciones en el Troncal Oct-15 Guía de nuevas conexiones 14

15 AUTOMATISMO ZONA NORTE Fase 1 (implementada): EDAG central Guacolda que limita la sobrecarga hasta S/E Maitencillo permite transferencia de 240MW. Fase 2 (implementada): EDAG central Guacolda que limita la sobrecarga hasta S/E Nogales aumenta transferencia a 380 MW. Fase 3 (marzo de 2016): EDAG central Guacolda + ERNC que limita la sobrecarga hasta S/E Nogales permite transferencia de 380 MW y mantener las transferencias frente al aumento de generación ENRC. Mayor generación ERNC por implementación de la Fase 2 durante entre enero y agosto de 2015: 6,3 Millones de USD 15

16 El esquema controla la reducción o desconexión de unidades generadoras localizadas en la zona norte, según la línea afectada por una contingencia y de acuerdo a la siguiente prioridad: Eólicas Solar fotovoltaica Unidades Convencionales: Guacolda o Taltal Esta prioridad es necesaria debido a que: El sistema debe alcanzar una condición estable post-contingencia en el menor tiempo posible. Para lograr lo anterior, el uso de ERNC no es conveniente debido a que su variabilidad podría afectar una eficiente recuperación del sistema. Para asegurar los niveles de cortocircuito, inercia y reservas de potencia reactiva es necesario contar en todo momento con generación convencional, por lo que su reducción no es recomendada. AUTOMATISMO ZONA NORTE FASE 3 16

17 AMPLIACIÓN DEL SISTEMA DE TRANSMISIÓN EN LA ZONA NORTE PERMITIRÁ INTERCONEXIÓN SIC+SING Y AUMENTAR CAPACIDAD DE TRANSMISIÓN ACTUAL Línea Nueva Cardones Los Changos 500kV: - Empresa: Transmisora Eléctrica del Norte km - Año 2017 Líneas de Interconexión SIC-SING: 1. Changos - Kapatur 220 kv, 3 km Año Changos - Nueva Crucero Encuentro 500 kv, 150 km Año 2020 Línea Polpaico - Cardones 500kV: - Empresa: Interchile S.A. (ISA) km - Enero 2018 S/E TEN CTM S/E Kapatur S/E Crucero Encuentro S/E Los Changos S/E Nogales S/E D. Almagro S/E Polpaico 17

18 CDC DE RESPALDO Y OPERACIÓN DE ERNC Centro de Despacho y Control (CDC) de respaldo: Segundo centro de control operado en forma permanente y capaz de tomar todas las funciones del centro de despacho principal en caso de alguna contingencia. Actualmente coordina la generación ERNC. 18

19 EXPERIENCIA INTERNACIONAL DE OTROS COORDINADORES

20 CONTENIDO Situación Actual del SIC Adaptándose al mayor aporte ERNC Los próximos desafíos para el SIC 20

21 LOS PRÓXIMOS DESAFÍOS PARA EL SIC Puntos de conexión óptimos para los nuevos proyectos. Seguir con mejoras al acceso a la información Mejoras al modelo de optimización - Modelo PLP. Mejorar pronósticos eólicos y solares en el corto plazo. Auditorías a parámetros de unidades generadoras. Interconexión Sistema Eléctrico Nacional 21

22 ACCESO A INFORMACIÓN - Página WEB con acceso público a prácticamente la totalidad de la información definitiva. - Con información en línea de las principales variables - Resultados de la operación diaria y principales novedades del sistema eléctrico a primera hora todos los días. - Actividades de difusión 22

23 MEJORAS AL MODELO DE OPTIMIZACIÓN - MODELO PLP El Modelo PLP es la herramienta utilizada por el CDEC SIC desde el año 2004 para el cumplimiento de sus funciones, entre otras: Planificación de la operación de mediano y largo plazo Planificación del desarrollo de la transmisión Estudios de seguridad de abastecimiento Cálculo de peajes Etc. 23

24 En base a lo anterior, se solicitó al Centro de Energía de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas un conjunto de propuestas de modificaciones al modelo PLP, que permitieran mejorar su desempeño: Mejora en la estabilidad y convergencia del modelo. Manejo dinámico de los arreglos para simular mayores horizontes de planificación. Permitir el uso de mas de un motor de optimización (CPLEX, Gurobi, CLP (libre)) Adecuación del código para uso de CPU paralelas (Disminución del tiempo de ejecución). Incertidumbre hidrológica asociada a etapas y no a bloques. Mejora en la modelación de convenios de riego. Incorporación de cortes de factibilidad. MEJORAS AL MODELO PLP 24

25 MEJORAS AL MODELO PLP Resultados: Mayor flexibilidad en la representación bloque/demanda, lo que a su vez mejora en el tratamiento de la incertidumbre hidrológica. Alta mejora en la representación de energías renovables. Manejo de mayores horizontes de planificación en la modelación. Mejora en la estabilidad y convergencia. Menores tiempos de ejecución. Tiempos de ejecución Modelo PLP actual Modelo PLP nueva implementación 1,5 horas 4 minutos 25

26 MEJORAS A LOS PRONÓSTICOS Trabajo conjunto del Ministerio de energía, ambos CDEC y GIZ (Alemania) como parte del programa 4e impulsado por el gobierno alemán. Objetivo: Analizar el sistema de pronósticos utilizado actualmente en Chile para centrales solares y eólicas. Identificar fuentes de error y sus consecuencias Entregar recomendaciones que permitan mejorar los pronósticos en el corto plazo Resultados en diciembre de También se están sosteniendo reuniones de trabajo con las empresas pare revisar sus pronósticos. 26

27 AUDITORÍAS Se encuentra en proceso una auditoría a los parámetros de las unidades de la Central Guacolda propiedad de AES Gener, llevada cabo por una empresa internacional. Estos parámetros adquieren gran relevancia dado el aumento de plantas ERNC en la zona Norte. Posible extensión de esta auditoría a otras centrales térmicas del SIC durante el PermiTría aumentar la flexibilidad del sistema. Ejemplo: resultados Mesa ERNC 27

28 RESULTADOS MESA ERNC Conclusiones Costo Mesa ERNC: Anual Nominal de Inversión y Operación año 2029 [MMUS] Aumentar 9,500 la flexibilidad de los parámetros permitiría una mayor 9,000 inyección ERNC y menor costo de operación para el sistema. 8,500 Sin embargo, este aumento de flexibilidad 8,000 podría implicar una inversión adicional que debe ser 7,500 evaluada. Despacho horario con Restricciones Param. Nacionales (1) Despacho horario con Restricciones Param. Internacionales (2) Despacho horario sin Restricciones 7,000 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% Participación Eólica-Fotovoltaica [%] Fuente: Ministerio de Energía 28

29 2015 NUEVA POTENCIA INSTALADA CON LA INTERCONEXIÓN APROX 50% RENOVABLE 2018 SIC MW 2015 SEN MW SING 4161 MW 29

30 COMENTARIOS FINALES El CDEC SING y CDEC SIC estamos con grandes desafíos: Cambios legales Interconexión SIC-SING Importante desarrollo del sistema de transmisión Nuevo Coordinador Paralelamente, se tiene un aumento de la penetración de ERNC. Por lo que se deberá mantener un trabajo activo y continuo tal que la incorporación de estas fuentes resulte en una operación económica y segura. 30

31 MUCHAS