GENERACIÓN DISTRIBUIDA Características de la generación distribuida en un mercado competitivo. ING. MARIO VIGNOLO “UTILIZACION DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES NO CONVENCIONALES PARA GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD”

Generación distribuida Características Es la generación conectada directamente en las redes de distribución Potencias relativas pequeñas ( 5 MW) Tecnologías: Renovables (ej. eólica, solar, etc.) No renovables (ej. gas, diesel, etc.) Cogeneración

Generación distribuida SISTEMA INTERCONECTADO DE TRANSMISIÓN GENERADORES CENTRALES CONVENCIONALES RED DE DISTRIBUCIÓN Demanda Generador Distribuido

La generación distribuida en el mundo

Ventajas competitivas Generación central Transmisión Distribución en AT Distribución MT Distribución BT REINO UNIDO ARGENTINA CHILE  30 mils / kWh (1)  100 mils / kWh (2)  100 mils / kWh (4)  95 mils / kWh (6) (3) (5)

Ventajas competitivas (II) Precios a nivel de generación convencional central vs. precios para el consumidor final (p  70 mils / kWh) La generación distribuida es competitiva con costos medios en el rango de 40 - 50 mils/kWh El costo que imponen las redes de transporte de energía mide directamente el grado de competitividad de la generación distribuida

Ventajas competitivas (III) La generación distribuida reduce la utilización de las redes de transporte de energía y las pérdidas globales del sistema por kWh consumido efectivamente  Reduce la necesidad de inversión en activos fijos en las redes de transporte de energía

Valor adicional de la generación distribuida Reduce las pérdidas en las redes de distribución de energía Incrementa la confiabilidad en el suministro de energía eléctrica Puede utilizarse para la regulación de tensión en distribución Permite generar energía limpia utilizando fuentes renovables en un muy amplio segmento de inversión

Pérdidas en la red de distribución EJEMPLO: Red radial simple de Distribución T A B C D1 / 200 kW D2 / 200 kW G / 400 kW Fig. 4. Red de distribución radial. Potencia base: 100 kW r = 0.001 p.u.

Pérdidas en la red de distribución (I) Caso 1: Generador entregando 400 kW T A B C D1 / 200 kW D2 / 200 kW G / 400 kW Fig. 5. Flujos de potencia con el generador entregando 400 kW. 400 kW 200 kW 0 kW Perdidas = l = r.p2 l = 0.001(22 + 42) = 0.02 p.u. (2 kW)

Pérdidas en la red de distribución (III) Caso 2: Sin generador T A B C D1 / 200 kW D2 / 200 kW Fig. 6. Flujos de potencia desconectando el generador G. 200 kW 400 kW Perdidas = l = r.p2 l = (2x0.001)(42) + (0.001)x22 = 0.02 p.u. (3.6 kW)

Pérdidas en la red de distribución (IV) Para el ejemplo particular visto la presencia de G produce una reducción de pérdidas del 44 % Existe un valor de potencia inyectada para el cual las pérdidas son mínimas (250 kW con pérdidas de 1 kW) También hay disminución en las pérdidas de la red de transmisión

Confiabilidad en el suministro Alimentador 1 2 Capacidad 100 MW Carga Alimentador FOR (Indisponibilidad) 1 0.02 2 0.02 Fig. 7. Ejemplo: Confiabilidad en el suministro de energía eléctrica (sin GD). B EJEMPLO: Confiabilidad en el suministro (sin GD)

Confiabilidad en el suministro Cap. no disp. Cap. disp. Prob. (MW) (MW) del estado 0 200 0.98x0.98 = 0.9604 100 100 2x0.98x0.02 = 0.0392 200 0 0.02x0.02 = 0.0004 Número esperado de días en el año en los cuales la carga puede experimentar problemas: LOLP x 365 = 0.146 dias / año (3.50 horas /año) LOLP = 0.0004 (Probabilidad de no satisfacer la carga)

Confiabilidad en el suministro Alimentador 1 2 Capacidad 100 MW Carga Elemento FOR (Indisponibilidad) Alimentador 1 0.02 Alimentador 2 0.02 GDR 0.5 Fig. 8. Ejemplo: Confiabilidad en el suministro de energía eléctrica (con GD). B GDR EJEMPLO: Confiabilidad en el suministro (con GD)

Confiabilidad en el suministro LOLP = 0.0002 (Probabilidad de no satisfacer la carga) Número esperado de días en el año en los cuales la carga puede experimentar problemas: LOLP x 365 = 0.073 dias / año (1.75 horas /año)

Confiabilidad en el suministro Conclusiones La presencia de GD en la red de distribución puede proporcionar seguridad adicional en el suministro de energía eléctrica

Energía reactiva y regulación de tensión B Fig. 9. Red de distribución radial simple sin GD. T1 T2 EJEMPLO: Red de distribución radial simple sin GD

Energía reactiva y regulación de tensión (II) EJEMPLO: Red de distribución radial simple con GD T A B Fig. 10. Red de distribución radial simple con GD. T1 T2 G GD

Energía reactiva y regulación de tensión (III) EJEMPLO: Red de distribución radial simple con GD

Energía reactiva y regulación de tensión (IV) Controlador DMS PV CHP S A P+/-Q P , Q P , -Q Fig. 12. DG integrada. Control dinámico de la red.

Externalidades ambientales (*) Fuente: Pace University Centre for Environmental Legal Studies (1990)

Externalidades ambientales (*) Fuente: Pace University Centre for Environmental Legal Studies (1990)

Externalidades ambientales (*) Fuente: Pace University Centre for Environmental Legal Studies (1990)

Concepción de las regulaciones sin GD Generación localizada en el sistema de transmisión Usuarios que solo consumen Gen - Tras - Dis - Consumidor ANTECEDENTES: Reino Unido, Argentina y Chile

Concepción de las regulaciones con GD Generación localizada en el sistema de transmisión y el de distribución Usuarios que no solo consumen Gen -Tras - Dis - Consumidor - Dis - Gen AutoGen

Eficiencia en el mercado eléctrico El desarrollo de un mercado eléctrico competitivo implica obtener eficiencia económica mediante estructuras tarifarias (señales) que reconozcan precisamente costos y beneficios reales Ventaja competitiva de la GD respecto a la generación central convencional: NO USO DE LA RED DE TRASMISIÓN

Conclusiones La viabilidad de la GD depende fuertemente del tratamiento regulatorio, en particular, de la asignación de los costos de trasmisión Por los montos de inversión requeridos, la GD puede ser una fuente de competencia adicional en el mercado eléctrico nacional La internalización de las externalidades ambientales de la GD renovable es una decisión de política energética y ambiental