INTEGRACIÓN DE ENERGÍA EÓLICA Y CONFIABILIDAD DEL SISTEMA ELÉCTRICO

Transcripción

1 Seminario CIGRE Chile Energía Eólica, Regulación sectorial e Integración al Sistema Interconectado INTEGRACIÓN DE ENERGÍA EÓLICA Y CONFIABILIDAD DEL SISTEMA ELÉCTRICO Johanna Monteiro Zúñiga Analista de Planificación Transelec S.A. 2 de Junio de

2 Temario 1. Situación actual del sistema troncal del SIC 2. Principales desafíos de la Integración Eólica 3. Soluciones de transmisión 4. Experiencias internacionales 5. Conclusiones 2

3 Temario 1. Situación actual del sistema troncal del SIC 2. Principales desafíos de la Integración Eólica 3. Soluciones de transmisión 4. Experiencias internacionales 5. Conclusiones 3

4 1. Seguridad de servicio del SIC Diego de Almagro 220kV Carrera Pinto 220kV Cardones 220kV Maitencillo 220kV Punta Colorada 220kV Cardones Maitencillo N N Pan de Azúcar 220kV Las Palmas 220kV P. Azúcar N-1 Los Vilos 220kV Nogales 220kV N-1 r Rapel 220kV Quillota 220kV Polpaico 220kV Cerro Navia 220kV Quillota Polpaico A.Jahuel N-1 r N-1 N P Cortés 154kV Itahue 154kV Chena 220kV Alto Jahuel 220kV 500kV Ancoa 500kV 500kV Charrúa 220kV Ancoa-Itahue Charrúa Temuco N 154 kv N kv N-1 N-1 Temuco 220kV 500kV 220kV 154 kv Valdivia 220kV OK Riesgo de Seguridad Riesgo de Suficiencia N CER Puerto Montt 220kV P.Montt 4

5 1. Generación Eólica en el SIC La generación eólica podrían llegar a representar cerca de un 20% de la generación instalada actual del SIC. MW En Servicio Aprobados En Calificación Aún no presentados En construcción Existe un gran potencial de proyectos eólicos en el SIC, los cuales suman alrededor de 2,000 MW de potencia instalada. Ref: Proyectos presentados y calificados en el SEIA Localización de proyectos eólicos 5

6 Temario 1. Situación actual del sistema troncal del SIC 2. Principales desafíos de la Integración Eólica 3. Soluciones de transmisión 4. Experiencias internacionales 5. Conclusiones 6

7 2. Características de la generación eólica Naturaleza de la energía Disponibilidad depende del viento Difícil predicción en comparación con generación convencional Tecnología 1ª generación Tecnología del generador Generador de inducción Generador de inducción doblemente alimentado (DFIG) Generador aislado de la red (Full converter) Tecnologías de última generación La NTSyCS si bien no establece el tipo de tecnología que se debe utilizar, señala una serie de exigencias para la conexión de los parques, con el fin de establecer medidas de mitigación suficientes para minimizar el impacto al sistema 7

8 MWh MWh 2. Calidad de predicción de generación Se requiere una adecuada predicción de la generación eólica para programar el despacho de la central. Canela P Canela R Generación Horaria Canela (21/04/10) 0 1 días (mes de Abril 2010) Prog. Canela 60 Real Canela La falta de predicción de la generación implica tener que aumentar las reservas del sistema eléctrico Ref: Informes de novedades mes de Abril de 2010 y de la operación programada del CDEC-SIC Horas

9 % de generación 2. Congestiones en el sistema de transmisión Porcentaje de generación eólica (18/05/10) Flujo línea 2x220kV Los Vilos - Nogales 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Canela 1 Canela 2 Monte Redondo Horas Límite transmisión MW Aumentos de generación eólica durante el día, sumado a la generación existente, puede producir congestiones en el sistema de transmisión 9

10 2. Vertimiento eólico Norte del SIC Generación a carbón Flujo línea 2x220kV Los Vilos - Nogales MW 300 Pan de Azúcar Las Palmas Generación eólica Mínimo técnico carbón eólica carbón 0 Los Vilos Nogales La congestión que se producirá en el sistema de transmisión llevará a desaprovechar energía a bajo costo para el sistema Centro del SIC Centro de carga 10

11 2. Vertimiento eólico Norte del SIC Generación a carbón Flujo línea 2x220kV Los Vilos - Nogales MW 300 Pan de Azúcar Las Palmas Generación eólica Límite transmisión Mínimo técnico carbón eólica carbón 0 Los Vilos Nogales Congestión La congestión que se producirá en el sistema de transmisión llevará a desaprovechar energía a bajo costo para el sistema Centro del SIC Centro de carga 11

12 2. Plazos de ejecución de proyectos de generación vs transmisión Conflicto entre el plan de expansión troncal y el desarrollo de proyectos de generación Expansión del Troncal JAS OND EFM AMJ JAS OND EFM AMJ JAS OND EFM AMJ JAS OND EFM AMJ JAS OND EFM Decreto Expansión Toncal Licitación y adjudicación obras Líneas de Transmisión Obras en Subestaciones (mayores) Obras en Subestaciones (menores) 18 meses 30 meses 42 meses CENTRAL EÓLICA 18 meses El sistema de transmisión puede anticiparse a los proyectos si se le dan las señales apropiadas. Factores como potencial eólico y proyectos ya existentes dan señales de zonas con alta probabilidad de conexión de generación eólica. 12

13 Temario 1. Situación actual del sistema troncal del SIC 2. Principales desafíos de la Integración Eólica 3. Soluciones de transmisión 4. Experiencias internacionales 5. Conclusiones 13

14 3. Inversiones en transmisión INVERSIONES Maitencillo P. Colorada Corto Plazo Pan de Azúcar Largo Plazo Las Palmas Los Vilos VI (LP) < VI(CP), pero Peaje (CP) < Peaje (LP) Nogales 14

15 3. Almacenamiento para evitar vertimiento eólico Sistemas de almacenamiento son utilizados para aprovechar energía a bajo costo en condiciones de restricciones en el sistema de transmisión Se debe destacar que estos sistemas tienen una CAPACIDAD LIMITADA, por lo que para altos niveles de penetración eólica no sería por sí sola una solución para evitar el vertimiento eólico. 300 Las Palmas Los Vilos Nogales Polpaico Límite trans. 200 eólica 100 carbón Sistema de almacenamiento 0 Pumped storage (central de bombeo) CAES (comprised air energy system) BESS 15

16 3. Embalses pueden ayudar a la regulación de potencia activa Inyección, Demanda, MW Ref: Proyecto Domeyko Altos niveles de penetración de energía eólica en la matriz energética nacional. R. Palma En forma natural los embalses pueden apoyar con la reserva requerida. Eólico Comportamiento en situaciones de contingencia requiere de estudios dinámicos. Polpaico Ancoa Charrúa Las Palmas GNL A. Jahuel Hidro C. Navia Hidro Centro de Carga El sistema de transmisión juega un papel clave para el transporte de la generación hidráulica al centro de carga, apoyando períodos de bajo recurso eólico Embalse Demanda Eólico 16

17 3. Equipos FACTS que saquen mejor provecho del sistema existente GNL Polpaico Ancoa Las Palmas Nogales n-1 n-1 n-1 Eólico A. Jahuel C. Navia Hidro STATCOM SVC Centro de Carga MW 1 Otra central Central Eólica V MW V 24 1 p.u. 1 p.u. Especial atención en líneas largas : tratar de exigir las líneas para ocupar toda su capacidad por algunas horas (capacidad térmica) puede implicar sobrepasar la capacidad sistémica de las mismas. Bajas de tensión y problemas de estabilidad puede producir oscilaciones incontrolables en el sistema t (día) t (día) Equipos adicionales FACTS pueden ayudar a sacar mejor provecho del sistema de transmisión existente 17

18 Temario 1. Situación actual del sistema troncal del SIC 2. Principales desafíos de la Integración Eólica 3. Soluciones de transmisión 4. Experiencias internacionales 5. Conclusiones 18

19 4. Reino Unido Falta de capacidad en corredores de transmisión existentes Revisión de las Normas de SyCS para aprovechar las líneas existentes Uso de compensación serie para aumentar capacidad de líneas de alta tensión Uso de tecnología: HVDC Light, SVC, STATCOM Demanda máxima*: MW Potencia instalada eólica*: 3000 MW * SQSS, ICL

20 4. Alemania Explosivo aumento de ERNC Caso de Alemania Cuellos de botella durante mínima demanda y alta generación eólica En el corto plazo mediante la gestión de generación local se pueden manejar los cuellos de botella En el largo plazo es necesario un fortalecimiento de los sistemas de transmisión para garantizar una adecuada calidad de suministro Aumento de reserva en giro por indisponibilidad Aumento gradual de requisitos para la conexión y operación de las distintas tecnologías de ERNC * Fuente: Wind Power in the German Power System, M, Luther and W. Winter,

21 Temario 1. Situación actual del sistema troncal del SIC 2. Principales desafíos de la Integración Eólica 3. Soluciones de transmisión 4. Experiencias internacionales 5. Conclusiones 21

22 5. Conclusiones En Chile existe un gran potencial eólico, cuyo desarrollo dependerá de las señales que dé el mercado Al instalar proyectos de generación eólica, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos: Anticipar inversiones en transmisión, a la conexión de proyectos de generación (proyectos sustentables evaluados a largo plazo) Equipos FACTS para mejorar la calidad de servicio Sistemas de almacenamiento de energía que ayuden en cierta medida a evitar el vertimiento eólico Es recomendable que exista una mejora en la predicción de la generación eólica Normativa y requisitos técnicos acorde con las nuevas tecnologías de generación que apunten a minimizar el impacto en la conexión al sistema. Aprender de la experiencia de otros países con alta penetración eólica, nos permitirá estar mejor preparados ante esos eventuales escenarios de generación De no tomarse las medidas necesarias, se tendrá un sistema sub-óptimo, con mercados locales, que no facilitaría la conexión de centrales eólicas en el sistema. 22

23 Muchas gracias 23