Asignación de Pagos por Capacidad en Sistemas Hidrotérmicos

Presentación del tema: "Asignación de Pagos por Capacidad en Sistemas Hidrotérmicos"— Transcripción de la presentación:

1 Asignación de Pagos por Capacidad en Sistemas Hidrotérmicos
Marcelo Tardío A.

2 Índice Características del Sistema. Asignación del Pago por Capacidad.
Asignación de Capacidad - Centrales Hidroeléctricas. Propuestas asignación en Centrales Hidroeléctricas. Asignación de Capacidad - Unidades Termoeléctricas. Propuestas asignación en Unidades Termoeléctricas.

3 Características del Sistema
Demanda 753 MW a diciembre de 2005 Existe Mercado Eléctrico Mayorista: Mercado de Contratos. Mercado Spot Los generadores declaran precios cada 6 meses. Compiten “por el mercado”. En realidad declaran explícitamente precios de gas y Costos de Operación y Mantenimiento, que son variables formadoras del precio.

4 Características del Sistema
Al inicio Enero 1996 a Mayo 2006 Tipo de Generación Capacidad Efectiva MW % Hidroeléctrica 260.0 47% 440.1 46% Termoeléctrica 294.8 53% 519.6 54%

5 Características del Sistema
Los precios de gas natural para generación tiene límites superior e inferior establecidos por el Regulador de Hidrocarburos. Los valores son de precios de gas natural son: 0.41 $us/MPC – inferior 1.30 $us/MPC – superior

6 Características del Sistema
No existe planificación centralizada del crecimiento del sector eléctrico, tanto en generación como en transmisión. Existe solo un plan “indicativo” elaborado por el Normador del Sector (Viceministerio de Electricidad)

7 Características del Sistema
Confiabilidad Seguridad Suficiencia

8 Características del Sistema
La suficiencia en la generación está en “manos del mercado”. La seguridad de la operación en manos del Operador y Administrador del Mercado. Para disminuir los riesgos para los inversores, velar por la suficiencia en el largo plazo, se efectúan Pagos Explícitos por Capacidad.

9 Características del Sistema
El sistema de Pagos de Capacidad adoptado en Bolivia, fija las variables: Precio de la potencia (denominado Precio Básico de la Potencia o PBP) Cantidad de potencia a remunerar (denominada Potencia Firme o PF) Son fijados de forma centralizada, es decir a través de la regulación. La asignación realizada por procedimiento establecido en Norma Operativa.

10 Asignación del Pago por Capacidad

11 Asignación de Capacidad
Debido a la complementariedad del sistema hidrotérmico y el diseño regulatorio, la declaración semestral de precios es coincidente con la con la época seca y con el periodo de lluvias. Así, la asignación de la cantidad de capacidad a cada generador, es dividida según esta sea hidroeléctrica o termoeléctrica.

12 Asignación de Capacidad
La asignación para las centrales hidroeléctricas se realiza con base a la disponibilidad de la central y depende de sus componente aleatorio: La hidrología. La asignación para unidades generadoras termoeléctricas se realiza con base a la disponibilidad de las unidades y depende de su componente aleatorio: Indisponibilidad forzada.

13 Asignación de Capacidad
Para realizar tal asignación, el sistema asume una condición pesimista, en el sentido de que imagina la peor situación que pueda ocurrir en el sistema y para la cual dimensiona el parque de generación.

14 Asignación de Capacidad Supuestos Base
La Demanda Máxima del sistema ocurre en el periodo seco (ocurre en la realidad). El periodo seco corresponde a un año seco con relación a los históricos de afluentes de caudales existentes. El día e instante en que ocurre la máxima demanda, las temperaturas en los sitios donde están instaladas las centrales térmicas, serán las máximas probables. Se prevé la falla de una unidad generadora térmica en el instante de máxima demanda con las tasas de indisponibilidad forzada registradas.

15 Asignación de Capacidad Supuestos Base
El modelo no prevé mantenimientos de las centrales hidroeléctricas e la época seca. Supuesto del modelo es que si el sistema está preparado para abastecer la demanda máxima del sistema, sin duda abastecerá demandas menores a la prevista y en condiciones mucho menos exigentes, tanto en el resto de las horas del día, como los demás días del año. Existe suministro permanente de combustibles.

16 Asignación de Capacidad Supuestos Base
Se realiza la asignación de forma separada: para las centrales hidroeléctricas. para las unidades generadoras termoeléctricas.

17 Asignación del Pago por Capacidad
Centrales Hidroeléctricas

18 Asignación de Capacidad Centrales Hidroeléctricas
La probabilidad de garantizar una cierta energía por el conjunto de centrales hidroeléctricas es: 98% entre todo el conjunto de centrales hidroeléctricas por el periodo seco (semestral) 89.48% de probabilidad para cada central hidroeléctrica de abastecer su cuota de energía asignada, lo cual resulta de repartir en iguales probabilidades la cuota semestral asignada. Probabilidades entre 35.67% y 89.57% para cada central hidroeléctrica de abastecer su cuota de energía asignada cada semana. Resulta de repartir en iguales probabilidades la cuota semestral (a la probabilidad de 89.48%) de la central.

19 ENERGIA GARANTIZADA POR EL PARQUE HIDROELECTRICO
PARA EL 98% EN EL PERIODO SECO PERIODO NOVIEMBRE/ ABRIL/2006 100.00% 98.00% 90.00% 78.15% 42.01% 65.56% 49.79% 65.94% 35.67% 36.45% 52.76% 62.65% 75.88% 81.11% 64.15% 65.64% 43.04% 64.88% 80.17% 87.16% 80.55% 75.55% 75.66% 69.63% 89.48% 80.00% 70.00% Probabilidad % 60.00% Probabilidad por Periodo Semestral Probabilidad por Central 50.00% Probabilidad por Semana 40.00% 30.00% Corani Kanata Zongo Sainani Harca Huaji Miguillas Cahua Killpani Angostura Carabuco Tiquimani Botijlaca Landara Santa Isabel Cuticucho Chururaqui Yanacachi Punutuma Choquetanga Santa Rosa 1 Santa Rosa 2 Chojlla Nueva Carabuco - Lago Tiquimani - Lago Chojlla Antigua Angostura - Lago CENTRAL

20 Probabilidad de garantizar esa energía = 80.92%
ENERGÍA GARANTIZADA EN MWh POR TODO EL PARQUE HIDROELECTRICO A NIVEL DE CADA SEMANA (PERIODO SECO) PERIODO NOVIEMBRE/ ABRIL/2006 55,000 Probabilidad de garantizar esa energía = 80.92% 50,000 45,000 PERIODO SECO 40,000 MWh 35,000 25,000 30,000 Energía Garantizada POR SEMANA a nivel GLOBAL Energía Garantizada usando PROMEDIO (Actual) Probabilidad de garantizar esa energía = 97.19% 20,000 29/Oct/05 12/Nov/05 26/Nov/05 10/Dic/05 24/Dic/05 07/Ene/06 21/Ene/06 04/Feb/06 18/Feb/06 04/Mar/06 18/Mar/06 01/Abr/06 15/Abr/06 29/Abr/06 13/May/06 27/May/06 10/Jun/06 24/Jun/06 08/Jul/06 22/Jul/06 05/Ago/06 19/Ago/06 02/Sep/06 16/Sep/06 30/Sep/06 14/Oct/06 SEMANAS

21 PROBABILIDAD GARANTIZADA POR TODO EL PARQUE HIDROELECTRICO
A NIVEL DE CADA SEMANA (PERIODOSECO) PERIODO NOVIEMBRE/ ABRIL/2006 110% 84.16% 41.13% 64.48% 78.82% 48.89% 68.01% 78.35% 93.17% 62.03% 43.83% 52.28% 76.04% 97.82% 97.04% 87.55% 97.19% 31.4 97.66% 99.98% 93.32% 21.91% 100% 87.09% 87.07% 80.92% 85.60% 88.56% 98.30% 84.40% 82.36% 91.75% 83.94% 80.17% 91.94% 90% 80% 70% PROBABILIDAD 60% PERIODO SECO 50% 40% 30% Probabilidad Garantizada POR SEMANA a nivel PERIODO Probabilidad Garantizada usando PROMEDIO (Actual) 20% 10% 29/Oct/05 12/Nov/05 26/Nov/05 10/Dic/05 24/Dic/05 07/Ene/06 21/Ene/06 04/Feb/06 18/Feb/06 04/Mar/06 18/Mar/06 01/Abr/06 15/Abr/06 29/Abr/06 13/May/06 27/May/06 10/Jun/06 24/Jun/06 08/Jul/06 22/Jul/06 05/Ago/06 19/Ago/06 02/Sep/06 16/Sep/06 30/Sep/06 14/Oct/06 SEMANAS

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23 Distribución de Probabilidades para la Semana 39
60.0% Área Azul+Naranja+Verde: Lo que deberían garantizan todas las centrales hidro a nivel sistema en la Semana citada, equivale al 98% en la etapa a nivel sistema. Area Roja: Lo que no pueden garantizar todas las centrales hidros a nivel sistema en la Etapa citada. 50.0% Área Azul: Lo que garantizan todas las centrales hidro en conjunto a nivel sistema en la Semana citada, usando el promedio de la EG según la metodología actual Área Azul+Naranja: Lo que garantizar todas las centrales hidro en conjunto a nivel sistema en la semana citada. Valor no usado. 40.0% Probabilidad % 30.0% 20.0% 10.0% 0.0% 25,487 26,002 26,527 27,063 27,610 28,167 28,736 29,317 29,909 30,513 31,130 31,759 32,400 33,055 33,722 34,404 35,099 35,808 36,531 37,269 38,022 38,790 39,574 40,373 41,189 42,021 42,870 43,736 44,619 MWh

24 Asignación de Capacidad Centrales Hidroeléctricas
Existen centrales hidroeléctricas de pasada, que tienen probabilidad de generar su cuota semanal asignada con valores del orden del 30%. No tienen capacidad de trasladar el agua de un periodo a otro por la falta de embalse. Introducen serias distorsiones en el sistema de asignación. El sistema fue capaz de abastecer la demanda máxima en la punta, pero no así demandas inferiores en otras horas del día. Existieron racionamientos en bloques de carga media y baja.

25 Asignación de Capacidad Centrales Hidroeléctricas
Las señales para la construcción de centrales con embalse y centrales de pasada no son discriminadas. Ambas tienen considerables diferencias en cuanto a inversión se requiere. La falta de generación hidroeléctrica en el área norte (predominancia completamente hidroeléctrica de pasada), llevó a dos blackouts en el sistema boliviano el 18 de julio y 26 de noviembre de 2003. Disponía de 90 MW cuando el conjunto de centrales tenía asignaciones remuneradas del orden de 240 MW.

26 Generación Semanal Sistema Corani
750 650 550 MW 450 350 250 1 13 25 37 49 61 73 85 97 109 121 133 145 157 Horas de la Semana Demanda Total Corani

27 Generación Semanal Sistema Taquesi
750 650 550 MW 450 350 250 1 13 25 37 49 61 73 85 97 109 121 133 145 157 Horas de la Semana Demanda Total Taquesi

28 Curvas de Duración de Carga Simultaneas con la Demanda
(Cálculo de la Oferta de Potencia Firme Hidroeléctrica Uninodal) 800 Santa Isabel 700 Corani Demanda 600 Gen. Termo. Gen Hidro. 500 Potencia [MW] 400 300 200 100 1 25 49 73 97 121 145 Semana [Hrs]

29 Curvas de Duración de Carga Simultaneas con la Demanda - Taquesi
(Cálculo de la Oferta de Potencia Firme Hidroeléctrica Uninodal) 800 CHJ1 100 200 300 400 500 600 700 1 YAN CHJ2 Demanda Gen. Termo. Gen Hidro. Potencia [MW] 25 49 73 97 121 145 Semana [Hrs]

30 Centrales Hidroeléctricas
Propuesta 1 Centrales Hidroeléctricas

31 Propuestas P1-Asignación a Centrales Hidroeléctricas
Dividir tratamiento de centrales hidroeléctricas con embalse y centrales de pasada (filo de agua). Mantener el tratamiento de las centrales con capacidad de embalse, ya que son agentes energéticos, pueden “trasladar” la energía de un periodo a otro. Para el caso de centrales de pasada, se propone considerar su garantía de suministro semana a semana del periodo seco, de acuerdo a sus caudales históricos.

32 Propuestas P1-Asignación a Centrales Hidroeléctricas
La garantía a nivel semestral no garantiza de forma puntual la garantía en una determinada semana, siendo que el suministro de electricidad es primordial y considerando principalmente que existe mucha capacidad de generación en plantas hidroeléctricas de pasada. Garantizar el suministro en cada semana con una probabilidad del 98% y no una garantía a nivel global del periodo seco.

33 PROBABILIDAD GARANTIZADA POR TODO EL PARQUE HIDROELECTRICO
A NIVEL DE CADA SEMANA PERIODO NOVIEMBRE/ ABRIL/2006 110% 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% Garantía POR SEMANA periodo SECO Garantía usando PROMEDIO (Actual) PERIODO SECO 30% Garantía 98% por Semana 20% 10% 29/oct/05 12/nov/05 26/nov/05 10/dic/05 24/dic/05 07/ene/06 21/ene/06 04/feb/06 18/feb/06 04/mar/06 18/mar/06 01/abr/06 15/abr/06 29/abr/06 13/may/06 27/may/06 10/jun/06 24/jun/06 08/jul/06 22/jul/06 05/ago/06 19/ago/06 02/sep/06 16/sep/06 30/sep/06 14/oct/06 SEMANAS

34 Distribución de Probabilidades para la Semana 39
60.0% Area Azul+Naranja+Verde: Lo que deberían garantizan todas las centrales hidro a nivel sistema en la Semana citada, equivale al 98% en la etapa a nivel sistema. Area Roja: Lo que no pueden garantizar todas las centrales hidros a nivel sistema en la Etapa citada. 50.0% Area Azul: Lo que garantizan todas las centrales hidro en conjunto a nivel sistema en la Semana citada, usando el promedio de la EG según la metodología actual Area Azul+Naranja: Lo que garantizar todas las centrales hidro en conjunto a nivel sistema en la Etapa citada. Resultado del modelo y no usado. 40.0% Probabilidad % 30.0% 20.0% 10.0% 0.0% 25,487 26,002 26,527 27,063 27,610 28,167 28,736 29,317 29,909 30,513 31,130 31,759 32,400 33,055 33,722 34,404 35,099 35,808 36,531 37,269 38,022 38,790 39,574 40,373 41,189 42,021 42,870 43,736 44,619 MWh

35 Propuestas P1-Asignación a Centrales Hidroeléctricas
La energía que se garantiza con esta propuesta es 8.5% menor a la utilizada actualmente.

36 Centrales Hidroeléctricas
Propuesta 2 Centrales Hidroeléctricas

37 Propuestas P2-Asignación a Centrales Hidroeléctricas
Cada central hidroeléctrica garantiza de forma individual, un 98% de su producción de forma global durante el periodo seco. La energía que se garantiza con esta propuesta es 7.2% menor a la utilizada actualmente.

38 PROBABILIDAD GARANTIZADA POR TODO EL PARQUE HIDROELECTRICO
A NIVEL DE CADA CENTRAL HIDROELÉCTRICA PARA EL PERIODO SECO EN FORMA GLOBAL PERIODO NOVIEMBRE/ ABRIL/2006 110% 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% PERIODO SECO Garantía usando PROMEDIO actual ( Garantía a un 98% por central 20% 10% 29/oct/05 12/nov/05 26/nov/05 10/dic/05 24/dic/05 07/ene/06 21/ene/06 04/feb/06 18/feb/06 04/mar/06 18/mar/06 01/abr/06 15/abr/06 29/abr/06 13/may/06 27/may/06 10/jun/06 24/jun/06 08/jul/06 22/jul/06 05/ago/06 19/ago/06 02/sep/06 16/sep/06 30/sep/06 14/oct/06 SEMANAS

39 Propuestas P2-Asignación a Centrales Hidroeléctricas
Desventajas: No obtiene provecho de la complementariedad hidrológica que tienen las cuencas a nivel sistema, es decir, de la “ayuda” que pueden brindar unas a otras para garantizar el suministro. Las centrales de pasada presentan el mismo problema, al no tener embalse, no pueden “trasladar” la energía de una semana a otra. Los valores a garantizar serán una especie de “promedio” para todo el periodo seco. Semanas con garantías de disponibilidad superiores y otras con bajas disponibilidades de agua.

40 Centrales Hidroeléctricas
Propuesta 3 Centrales Hidroeléctricas

41 Propuestas P3-Asignación a Centrales Hidroeléctricas
Crear una semana representativa del todo el periodo seco. Se obtiene con todas las series hidrológicas de cada una de las semanas del periodo seco. Se obtiene el valor de energía al 98% que garantiza esta semana representativa del periodo seco. La garantía del todo el periodo seco es este valor por las 26 semanas del periodo seco.

42 PERIODO NOVIEMBRE/2005 - ABRIL/2006
PROBABILIDAD GARANTIZADA UTILIZANDO LA SEMANA REPRESENTATIVA DEL PERIODO SECO A NIVEL DE CADA SEMANA PERIODO NOVIEMBRE/ ABRIL/2006 110% 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% Garantía usando PROMEDIO actual Periodo Seco Garantía con la semana representativa 20% 10% 29/oct/05 12/nov/05 26/nov/05 10/dic/05 24/dic/05 07/ene/06 21/ene/06 04/feb/06 18/feb/06 04/mar/06 18/mar/06 01/abr/06 15/abr/06 29/abr/06 13/may/06 27/may/06 10/jun/06 24/jun/06 08/jul/06 22/jul/06 05/ago/06 19/ago/06 02/sep/06 16/sep/06 30/sep/06 14/oct/06 SEMANAS

43 Propuestas P3-Asignación a Centrales Hidroeléctricas
La energía que el conjunto de centrales garantiza, es 23.6% menor a la utilizada actualmente. Mayor probabilidad de garantía de suministro cada semana del periodo seco.

44 Comparación

45 PROBABILIDAD GARANTIZADA POR TODO EL PARQUE HIDROELECTRICO
A NIVEL DE CADA SEMANA PERIODO NOVIEMBRE/ ABRIL/2006 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% Garantía usando PROMEDIO (Actual) 30% Garantía a 98% por Central – P2 PERIODO SECO Garantía al 98% por semana – P1 Garantía 98% semana representativa – P3 20% 10% 29/oct/05 12/nov/05 26/nov/05 10/dic/05 24/dic/05 07/ene/06 21/ene/06 04/feb/06 18/feb/06 04/mar/06 18/mar/06 01/abr/06 15/abr/06 29/abr/06 13/may/06 27/may/06 10/jun/06 24/jun/06 08/jul/06 22/jul/06 05/ago/06 19/ago/06 02/sep/06 16/sep/06 30/sep/06 14/oct/06 SEMANAS

46 ENERGÍA GARANTIZADA EN MWh POR TODO EL PARQUE HIDROELECTRICO
A NIVEL DE CADA SEMANA PERIODO NOVIEMBRE/ ABRIL/2006 55,000 Energía Garantizada PROMEDIO (Actual) Energía Garantizada a un 98% por Central – P2 Energía Garantizada 98% por Semana – P1 Energía Gar. 98% - Semana Representativa –P3 50,000 25,000 30,000 35,000 40,000 45,000 MWh PERIODO SECO 20,000 15,000 29/oct/05 12/nov/05 26/nov/05 10/dic/05 24/dic/05 07/ene/06 21/ene/06 04/feb/06 18/feb/06 04/mar/06 18/mar/06 01/abr/06 15/abr/06 29/abr/06 13/may/06 27/may/06 10/jun/06 24/jun/06 08/jul/06 22/jul/06 05/ago/06 19/ago/06 02/sep/06 16/sep/06 30/sep/06 14/oct/06 SEMANAS

47 Propuestas Asignación a Centrales Hidroeléctricas
P1 : Garantía de suministro se verifica semana a semana del periodo seco Saca provecho de la complementariedad hidrológica de las cuencas P2 : Garantía de suministro se verifica por central en todo el periodo seco No saca provecho complementariedad hidrológica de las cuencas Garantía de suministro se verifica de forma semestral en su conjunto P3 : Garantía de suministro se verifica por semana representativa del periodo seco Aprovecha la complementariedad hidrológica de forma indirecta

48 Propuestas Asignación a Centrales Hidroeléctricas
P1 : Se realiza un tratamiento diferenciado en cada semana del periodo seco. P2 : Se puede utilizar un tratamiento diferenciado en cada semana del periodo seco. No existe tratamiento diferenciado de centrales con embalse y centrales de pasada. P3 : No se puede utilizar un tratamiento diferenciado.

49 Propuestas Asignación a Centrales Hidroeléctricas
Espacio para que unidades termoeléctricas sean remuneradas. Disminuye la falta de energía a garantizar en los Bloques Medio y Bajo. P1 : Probabilidad uniforme de suministro cada semana del periodo seco (98%). Menores valores de energía a garantizar. Menores valores de probabilidad de garantía de suministro. Mayores valores de energía a garantizar. P2 : Mayores probabilidades de garantía de suministro que el método actual. Menores valores de energía a garantizar . P2 : Elevadas probabilidades de garantía de suministro que el método actual. Mucho menores valores de energía a garantizar .

50 Asignación del Pago por Capacidad
Unidades Termoeléctricas

51 Asignación de Capacidad Unidades Termoeléctricas
La asignación se realiza en base a su Tasa de Indisponibilidades Forzadas (TIF), a la disponibilidad permanente del gas natural y la potencia que pueden garantizar bajo condiciones de temperatura máxima probable. Supuesto -> la temperatura máxima probable ocurrirá simultáneamente en todos los sitios donde estén instaladas las unidades termoeléctricas. Considerando probabilidad de abastecer la máxima demanda en un 98% - por ejemplo -, serán asignadas las cantidades de potencia que este conjunto de unidades pueda garantizar.

52 Asignación de Capacidad Unidades Termoeléctricas
No existe disponibilidad plena de combustibles. Desde 2004 existen racionamientos de gas, debido: Falta de capacidad de transporte de los ductos de gas natural Falta de capacidad en plantas de tratamiento de gas natural ubicadas en los pozos Falta de extracción de gas.

53 Asignación de Capacidad Unidades Termoeléctricas
La asignación para unidades generadoras termoeléctricas se realiza con base a la disponibilidad de las unidades y depende de su componente aleatorio: Indisponibilidad forzada.

54 Unidades Termoeléctricas
Propuesta Unidades Termoeléctricas

55 Propuesta Asignación a Unidades Termoeléctricas
Para resolver la asignación en lo referente a la falta, corte o racionamiento de combustibles para las unidades termoeléctricas, se propone que las cuotas de gas natural asignadas a cada central termoeléctrica (resultado de la escasez), se conviertan en una generación equivalente las 24 horas en MW. Esta capacidad puede corresponder a 1 o varias unidades en la central, siendo que solo éstas unidades son las que participarían en el proceso posterior de asignación.

56 FIN

57 Asignación de Capacidad Centrales Hidroeléctricas
“La oferta hidráulica de Potencia Firme se determinará con la potencia que se puede garantizar entre los meses de hidrología baja (mayo a octubre) en el período de punta para una condición de año seco, que corresponda a una probabilidad de excedencia del 95%, salvo que se presente una condición de excedentes (98%) o faltantes (90%) en la oferta de Potencia Firme, de acuerdo a los criterios que establece el presente Reglamento”. No indica con precisión si la garantía es semanal, mensual o semestral.

58 Asignación de Capacidad Centrales Hidroeléctricas
“…el Comité determinará para la probabilidad de excedencia adoptada (puede ser 98% anual, semestral, semanal) y para cada central hidroeléctrica la energía hidráulica total generada para el período mayo a octubre inclusive…”. No indica cómo determinar la energía para cada central, si es a nivel semanal, mensual o semestral. Se puede obtener por agregación de las energías semanales o descomposición de la energía semestral.