Mauricio Canal Perdomo CREG-ALURE: Seguridad y Suficiencia en el Suministro de la Demanda 25, 26 y 27 de Marzo de 2002.

Transcripción

1 DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS Mauricio Canal Perdomo mcanal@isa.com.co CREG-ALURE: Seguridad y Suficiencia en el Suministro de la Demanda 25, 26 y 27 de Marzo de AGENDA Objetivo de la Presentación Consideraciones del mercado Consideraciones Técnicas Servicios de Generación Servicios de Transmisión Regulación Colombiana actual 1

2 OBJETIVO DE LA PRESENTACIÓN Presentar las bases teóricas de la prestación de los Servicios Complementarios en cuanto a sus aspectos técnicos y remuneratorios, los Servicios Complementarios potenciales de los Generadores y Transportadores; y la experiencia Colombiana en esta materia. Consideraciones de Mercado 2

3 POR QUÉ LA DESREGULACIÓN? Para buscar la eficiencia y bajar el costo de la energía a los usuarios Como se espera conseguir lo anterior? 1-) La separación de funciones y responsabilidades 2-) Introduciendo la competencia en todas las actividades 3-) Dejando a las fuerzas del mercado la determinación de la racionalidad económica ESTRUCTURA DEL MERCADO SC PX G PM ISO R D AS TO SECTOR DE LA GENERACIÓN G: Generadores PM: Comercializadores en bloque SECTOR DE LA TRANSMISIÓN SC: Coordinadores de programa PX: Bolsa AS: Proveedores de servicios complementarios TO: Propietarios de la transmisión ISO: Operador independiente del sistema SECTOR DE LA DISTRIBUCIÓN R: Proveedores de servicios a usuarios finales D: Proveedores de servicios de distribución 3

4 CAMBIO TECNOLÓGICO Acople Estrecho entre dos Sistemas EL SISTEMA FÍSICO ELÉCTRICO EL SISTEMA INFORMÁTICO DE MERCADO PROBLEMAS EN UNO, NECESARIAMENTE CREARÁ PROBLEMAS EN EL OTRO LAS SOLUCIONES DEBERÁN CONSIDERAR LAS COMPLEJAS INTERACCIONES ENTRE LOS ELEMENTOS DE LOS DOS SISTEMAS Consideraciones Técnicas 4

5 CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA ATRIBUTOS 2 REGULACIÓN DE LA TENSIÓN 5 % (1) 2 REGULACIÓN DE LA FRECUENCIA ± 2% (2) 2 DISTORSIÓN ARMÓNICA TOTAL < 1.5 % (1) (1) DEPENDE DE LA GENERACIÓN, LA TRANSMISIÓN, LA DISTRIBUCIÓN Y LA DEMANDA (2) DEPENDE DE LA GENERACIÓN Y LA DEMANDA CARACTERÍSTICAS DE LA ELECTRICIDAD ES LA ELECTRICIDAD UNA MERCANCIA COMMODITY? NO ES ALMACENABLE! POR LO TANTO : SE PRODUCE EN EL MISMO INSTANTE QUE SE CONSUME Y CUALQUIER VALOR AGREGADO DEBERÁ HACERSE EN EL MISMO INSTANTE 5

6 QUE IMPLICA LA EFICIENCIA? ALTAS CAPACIDADES DE TRANSPORTE (>>>MW/$) MAXIMIZACIÓN DE LA UTILIZACIÓN DEL SISTEMA OPERACIÓN DEL SISTEMA CERCA DE SUS LÍMITES TÉRMICOS RETO : MANTENER LA ESTABILIDAD Y LA SEGURIDAD DEL SISTEMA OPERANDO CADA VEZ MÁS CERCA DE LOS LÍMITES DE ESTABILIDAD NECESARIAMENTE : SE DEBERÁ AUMENTAR LA CONTROLABILIDAD DEL SISTEMA QUE A SU VEZ IMPLICA AUMENTAR LA OBSERVABILIDAD CON TIEMPOS DE RESPUESTA ADECUADOS AUMENTO DE LA CONTROLABILIDAD REQUIERE : MINIMIZAR LOS FLUJOS DE POTENCIA REACTIVA PROVEER SOPORTE DINÁMICO DE LA TENSIÓN LA PROVISIÓN DE AMORTIGUAMIENTO AL SISTEMA CONTROLAR LA DISTRIBUCIÓN DE FLUJOS DE POTENCIA MONITOREAR EN TIEMPO REAL LA TEMPERATURA DE LOS CONDUCTORES A CADA UNA DE ESTAS FUNCIONES ES POSIBLE ASOCIAR UNO O MÁS SERVICIOS DE TRANSMISIÓN 6

7 SERVICIOS DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA OBLIGACIÓN : 1. OBLIGATORIOS a. NO REMUNERADOS POR SEPARADO b. REMUNERADOS POR SEPARADO 2. NO OBLIGATORIOS DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA RESPONSABILIDAD : 1. TRANSFERIBLES 2. INTRANSFERIBLES DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL PRESTADOR DEL SERVICIO : 1. DE GENERACIÓN 2. DE TRANSMISIÓN 3. DE DISTRIBUCIÓN Posibles Clasificaciones CRITERIOS DE OBLIGATORIEDAD EN LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO 2 ASOCIACIÓN CON DESPACHO DE POTENCIA ACTIVA 1-) CARACTERÍSTICAS DEL PRODUCTO TRANSADO (Kw-h REGULADO O NO REGULADO) 2-)YA ESTÁ REMUNERADO O SE REMUNERA POR APARTE 2 NO ASOCIADOS CON DESPACHO DE POTENCIA ACTIVA DEBERÁN REMUNERARSE POR APARTE 7

8 COMPENSACIÓN PRINCIPIOS BÁSICOS 2 LA POTENCIA Y ENERGÍA DE OPORTUNIDAD ASOCIADOS A LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO 2 LA INVERSIÓN EN EQUIPOS ADICIONALES REQUERIDOS PARA LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO 2 El DESGASTE DE EQUIPOS DERIVADOS DE LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO 2 EL MAYOR COSTO DE OPERACIÓN DERIVADO DE LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO 2 EL PERJUICIO EVITADO AL SISTEMA POR LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO Servicios de Generación 8

9 GENERACIÓN SERVICIOS Servicios Potenciales 1. REGULACIÓN PRIMARIA DE FRECUENCIA (DISTRIBUIDO) 2. REGULACIÓN SECUNDARIA DE FRECUENCIA (CENTRALIZADO) 3. CONTROL DE LA TENSIÓN (DISTRIBUIDO) 4. SUMINISTRO DE REACTIVOS (DISTRIBUIDO) 4. PROVISIÓN DE AMORTIGUAMIENTO (DISTRIBUIDO) 5. GENERACIÓN REVERSIBLE (COND SINCRO A GENERADOR) (DISTRIBUIDO O CENTRALIZADO) 6. ARRANQUE CALIENTE (CENTRALIZADO) 7. ARRANQUE FRIO (CENTRALIZADO) REGULACIÓN PRIMARIA DE FRECUENCIA 9

10 REGULACIÓN SECUNDARIA DE FRECUENCIA fo + f BIAS D1 P Pe CONTROL PI D2 Po ACE P = INTERCAMBIO DP = DESVIACIÓN DE INTERCAMBIO fo = SET DE FRECUENCIA Kr = POTENCIA REGULANTE Dx = FACTORES DE PARTICIPACIÓN D3 Po = SET DE INTERCAMBIO f = FRECUENCIA ACE = ERROR DE CONTROL DE ÁREA DPe = SEÑAL DE CONTROL POTENCIA REACTIVA Y CONTROL DE TENSIÓN Q p.f nom lag P 1.0 p.u p.f nom lag 10

11 PROVISIÓN DE AMORTIGUAMIENTO Servicios de Transmisión 11

12 POR QUÉ SON DESEABLES? MEJORAR LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA INCREMENTAR LA CAPACIDAD DE TRANSPORTE MEJORAR LA CONFIABILIDAD DEL SISTEMA LA EXPANSIÓN DE LA TRANSMISIÓN Y LOS SERVICIOS DE TRANSMISIÓN NO SON FÁCILMENTE SEPARABLES....POR QUÉ? PORQUE LOS SERVICIOS ESTÁN ASOCIADOS A LA MAXIMIZACIÓN DE LA UTILIZACIÓN DEL SISTEMA Y PUEDEN REMPLAZAR O DESPLAZAR OTRAS INVERSIONES....(MAYOR EFICIENCIA) SERVICIOS POTENCIALES DE TRANSMISIÓN 1. CONTROL DE TENSIÓN Y REACTIVOS (DISTRIBUIDO) 2. SUMINISTRO Y/O CONSUMO DE POTENCIA REACTIVA (DISTRIBUIDO) 3. SOPORTE DINÁMICO DE LA TENSIÓN (DISTRIBUIDO) 4. PROVISIÓN DE AMORTIGUAMIENTO AL SISTEMA (DISTRIBUIDO) 5. CONTROL DE LA DISTRIBUCIÓN DE FLUJOS DE POTENCIA (DISTRIBUIDO) 6. RATEO TÉRMICO DINÁMICO DE CONDUCTORES (CENTRALIZADO) 12

13 POSIBILIDADES ELECTRÓNICA DE POTENCIA SVC : VSC : EL MAYOR CONTROL DE LOS SISTEMAS DE POTENCIA ESTÁ DISPONIBLE HOY UPFC : FACTS SISTEMAS DE TRANSMISIÓN FLEXIBLES DE CORRIENTE ALTERNA COMPENSADOR ESTÁTICO DE REACTIVOS COMPENSACIÓN SERIE VARIABLE CONTROLADOR UNIFICADO DE FLUJO DE POTENCIA HVDC TRANSMISIÓN A ALTA TENSIÓN CON CORRIENTE DIRECTA TRANSPORTE DE GRANDES BLOQUES DE POTENCIA A TRAVÉS DE GRANDES DISTANCIAS ACOPLE DE SISTEMAS QUE OPERAN A DIFERENTE FRECUENCIA O PARA AISLAR LAS INTERACCIONES ELECTROMECÁNICAS DE LOS SISTEMAS (HVDC BACK TO BACK) CONTROL DE TENSIÓN Y REACTIVOS R1 LINE R2 V1 500 kv TAP V2 230 kv C1 C2 C3 C4 CONTROL AUTOMÁTICO DE LA TENSIÓN Y LOS REACTIVOS DEL SISTEMA : BASADO EN EL CONOCIMIENTO Y LAS MEJORES PRÁCTICAS OPERATIVAS PARA DECIDIR LA CONEXIÓN Y DESCONEXIÓN DE ELEMENTOS SHUNT Y EL MOVIMIENTO DE LOS CAMBIA TAP DE TRANSFORMADORES VOLTAGE / REACTIVE POWER CONTROL CONTROL DISTRIBUIDO CON CONTROLADORES LOCALES INTELIGENTES Y AUTÓNOMOS Y CON LA POSIBILIDAD DE SER COORDINADOS CENTRALMENTE V1 V2 S1 S2 S3 S4 I N P U T P R O C E S S O U T P U T CB1 ON CB1 OF RISE TAP LOWER TAP 13

14 SOPORTE DINÁMICO DE LA TENSIÓN Vref Bmax VALVES TSC/TCR Vact (p.u) 1 1+TfS TiS K p TiS -TdS e 1 1+TvS Bsvc Qsvc (p.u) SLOPE POD Bmin VOLTAGE p.u Q Mvar PROVISIÓN DE AMORTIGUAMIENTO WASHOUT 1 WASHOUT 2 FILTER 1 FILTER 2 WASHOUT 3 PE TWS 1+TWS TWS 1+TWS 1 1+Tf1S 1 1+Tf2S TWS 1+TWS FILTER Tf2S LEAD/LAG 1LEAD/LAG 2LEAD/LAG 3 (1+T1S) (1+T2S) (1+T1S) (1+T2S) (1+T3S) (1+T4S) GAIN LH ACT/DEACT K X LM Pe (MW Time (s) 14

15 PROVISIÓN DE AMORTIGUAMIENTO Y DISTRIBUCIÓN DE FLUJOS VSC COMPENSACIÓN SERIE VARIABLE : CONTROL DINÁMICO DE LA REACTANCIA DEL SISTEMA, CONTROL DEL ÁNGULO DE TRANSMISIÓN. AUMENTO EN CAPACIDAD DE TRANSPORTE, CONTROL DE LOS FLUJOS DE POTENCIA Y APORTE AL AMORTIGUAMIENTO DEL SISTEMA. SOPORTE DINÁMICO, DISTRIBUCIÓN DE FLUJOS Y AMORTIGUAMIENTO UPFC CONTROLADOR UNIFICADO DE FLUJO DE POTENCIA : CONTROL SIMULTÁNEO DEL ÁNGULO DE TRANSMISIÓN Y EL SUMINISTRO DE POTENCIA REACTIVA; APORTE AL AMORTIGUAMIENTO DEL SISTEMA AUMENTO EN LA CAPACIDAD DE TRANSPORTE, CONTROL DE LOS FLUJOS DE POTENCIA Y APORTE AL AMORTIGUAMIENTO DEL SISTEMA. 15

16 POR QUÉ TRATARLO COMO SERVICIO COMPLEMENTARIO? LOS SERVICIOS DEBERÁN PODERSE MEDIR Y/O EVALUAR SU DESEMPEÑO EL DESEMPEÑO DE UN ELEMENTO PASIVO DEPENDE EXCLUSIVAMENTE DE SU DISPONIBILIDAD MIENTRAS QUE EL DESEMPEÑO DE UN ELEMENTO ACTIVO DEPENDE DE SU DISPONIBILIDAD Y DESEMPEÑO DINÁMICO Regulación Colombiana Actual 16

17 REGULACIÓN PRIMARIA DE FRECUENCIA Servicio obligatorio para los generadores despachados CND hace seguimiento al desempeño de las plantas durante los eventos de variación de la frecuencia para determinar la prestación efectiva del servicio. El Agente Generador puede demostrar la prestación efectiva de su servicio mediante la presentación de registros ante el CND. Si se demuestra incumplimiento se informa al ASIC para su penalización hasta que demuestre que está en capacidad de prestar el Servicio. REGULACIÓN SECUNDARIA DE FRECUENCIA Servicio obligatorio para los generadores despachados Aporte de Holgura Obligatoria (H%) proporcional a la potencia despachada, porcentaje definido por el CND para cada hora. El servicio efectivo sólo podrá ser prestado por las plantas elegibles. Las plantas elegibles podrán ofertar para cada hora el servicio, capacidad y costo. Podrán existir contratos de traspaso de Holgura entre los agentes generadores 17

18 REGULACIÓN SECUNDARIA DE FRECUENCIA CND Asigna con criterio de mínimo costo las reservas entre las plantas oferentes para cada hora. El costo del servicio es distribuido en proporción a la Holgura asignada para cada hora entre los generadores despachados teniendo en cuenta los contratos de traspaso de Holguras. COSTO MENSUAL AGC Enero Enero ,000 35,000 30,000 $ Millone 25,000 20,000 15,000 10,000 5, Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene-02 * No incluye reconciliaciones negativas por AGC Valor AGC Mensual 18

19 POTENCIA REACTIVA Servicio bajo estudio por parte de la CREG Resultados Preliminares indican : Porción obligatoria para los generadores y de este punto en adelante servicio opcional remunerado. Factores de potencia exigibles a distribuidores y comercializadores en puntos de Conexión al STN. Se reconoce la necesidad de suministro permanente y suministro dinámico. Posibilidad de convocatorias para ofertar el servicio por parte de Generadores, Transportadores y Distribuidores. 19