Jornada sobre perspectiva actual y evolución de las energías renovables en España. Sesión D: aspectos técnicos (aspectos de la integración en el Sistema Eléctrico). Integración en el sistema y operación Juan Ma. Rodríguez Dirección General de Operación CNE 11 de diciembre del 2007

Índice Introducción Singularidades del sistema eléctrico peninsular español. La no gestionabilidad. La predictibilidad. Impacto de la generación (eólica) en el Sistema Gasista Retos y soluciones para la integración de la energía renovable no gestionable.

Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 3 de 27 Integración de las energías renovables en el sistema eléctrico / operación del sistema: Sistema eléctrico interconectado Centrales eléctricas Elementos de contorno Energía primaria Máquina eléctrica Previsión Variabilidad Hueco de tensión aislado Icc Esquema regulatorio Administraciones Estabilidad Balance G/D Control P/V Q,V Estabilidad Balance G/D Control f Agentes

Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 4 de 27 Sistema peninsular: Potencia instalada, presente y futuro inmediato. Hidráulica Resto Régimen Especial Resto Térmica Eólica

Índice Introducción Singularidades del sistema eléctrico peninsular español. La no gestionabilidad. La predictibilidad. Impacto de la generación (eólica) en el Sistema Gasista Retos y soluciones para la integración de la energía renovable no gestionable.

Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 6 de 27 Belgica Punta: MW importación / exportación (FR + NL) = MW / MW (42,7% de la punta) Alemania Punta: MW importación / exportación. (AT+CZ+CH+DK+FR+NL+PL+SE) = MW / MW (21% de la punta) 2006/2007 Winter Net Transfer Capacities ( & Punta ( y TSOs) España Punta: MW importación / exportación (FR+PT) = MW (6% D p ) / MW Francia Punta: MW importación / exportación (BE+DE+ES+CH+IT+GB) = MW / MW (13,1% de la punta) Península Ibérica (ES+PT) Punta: MW importación / exportación. (UCTE) (FR) = MW / 500 MW (2,7% de la punta) España importación. FR: MW (3,3%D p ) PT: MW (2,8%D p ) Italia Punta: MW importación / exportación. (FR+CH+AT+SLO+GR) = MW / MW (14,2% de la punta) Suiza Peak: MW importación / exportación. (FR+DE+IT+AT) = MW / MW (85,1% de la punta) Singularidades del sistema peninsular español:

Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 7 de 27 Singularidades del sistema peninsular español: Potencia (MW) interconexión España-Francia

Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 8 de 27 Singularidades del sistema peninsular español: Demanda. q Principales factores que definen la curva de la demanda: m Laboralidad m Temperatura m Estacionalidad q Ratios punta-valle entre 1,3-1,8 m Gradientes hasta MW/h. q Tasas de crecimiento.

Índice Introducción Singularidades del sistema eléctrico peninsular español. La no gestionabilidad. La predictibilidad. Impacto de la generación (eólica) en el Sistema Gasista Retos y soluciones para la integración de la energía renovable no gestionable.

Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 10 de 27 La no gestionabilidad: q RD 661/2007 Anexo XI: m A los efectos de este real decreto, se define como generación no gestionable aquella cuya fuente primaria no es controlable ni almacenable y cuyas plantas de producción asociadas carecen de la posibilidad de realizar un control de la producción siguiendo instrucciones del operador del sistema sin incurrir en un vertido de energía primaria, o bien la firmeza de la previsión de producción futura no es suficiente para que pueda considerarse como programa. q Esto es: m Baja fiabilidad para cubrir las puntas de demanda. m Acoplamiento sin atender requerimientos del sistema m Comportamiento variable, con gradientes importantes. m Reducida producción en periodos punta de verano e invierno. m Dificultad de predicción: tasas de error fuertemente crecientes con el horizonte de previsión.

Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 11 de 27 Variabilidad de la generación (eólica): Gradientes importantes en contrafase con la demanda.

Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 12 de 27 Previsión de la generación (eólica): Análisis de la fiabilidad de los modelos de previsión (I). q Error medio (MWh) de Enero a Diciembre 2006 Error medio (MWh)

Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 13 de 27 Predicción de la generación eólica y reserva adicional: q Modelos de previsión: eficaces para horizontes de pocas horas m Para horizontes >24 horas 1 baja precisión. m Reserva adicional estimada ~600 MW Gráfico de márgenes de confianza en la previsión eólica D-1 h 10. Gráfico de márgenes de confianza en la previsión eólica D-1 h 20. NOTA: La zona sombreada representa una probabilidad del 60% 1 Horizonte previsión de utilización del equipo térmico.

Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 14 de 27 Requerimiento a la generación gestionable: Curvas de requerimiento para la generación gestionable. Tercera semana años 2004, 2005 y 2006

Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 15 de 27 Requerimiento a la generación gestionable: Horizonte 2011(I) q Requerimiento hora punta/hora valle año 2011 m Potencia eólica instalada año 2011: ~ MW m Crecimiento medio demanda: ~5% Ratio punta-valle del requerimiento para la generación gestionable. Años y Monótonas de la ratio punta-valle del requerimiento para la generación gestionable. Años

Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 16 de 27 Requerimiento a la generación gestionable: Horizonte q Requerimiento hora punta/hora valle año 2011 con MW adicionales de bombeo puro Situación mejor el 95% de las veces Un 5% de las veces la generación-bombeo adicional no sería capaz de compensar la variabilidad de la eólica Necesidad de herramientas adicionales Monótonas de la ratio punta-valle del requerimiento para la generación gestionable. Años

Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 17 de 27 Otros problemas técnicos: Potencia (MW) generación eólica Tiempo (h)

Índice Introducción Singularidades del sistema eléctrico peninsular español. La no gestionabilidad. La predictibilidad. Impacto de la generación (eólica) en el Sistema Gasista Retos y soluciones para la integración de la energía renovable no gestionable.

Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 19 de 27 La generación renovable (eólica) y el Sistema Gasista: q Horizonte previsión generación eólica << Horizonte gestión Sistema Gasista m Previsión eólica:<24 horas m Gestión Sistema Gasista: ~mes q Mix generación actual: producción ciclos combinados absorbe gran parte de variabilidad de generación eólica q Reserva gas: m Capacidad extracción/inyección almacenamientos subterráneos muy limitada m Relación baja: Capacidad almacenamiento 1 /Consumo nivel llenado elevado m Reservas sin aprovisionamiento 6-10 días consumo. 1 Capacidad de almacenamiento en las plantas regasificadoras.

Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 20 de 27 La generación renovable (eólica) y el Sistema Gasista: q Impacto producción eólica sobre almacenamientos de gas 1 : m Producción eólica: GWheléctricos GWhtérmicos 300 GWhtérmicos ~3% capacidad máxima almacenamiento 1 : Varios días con elevada producción eólica puede influir significativamente en almacenamiento de gas 1 con un sobrellenado. m Incremento de la potencia eólica instalada con la misma capacidad de almacenamiento m Reducción niveles de llenado m Reducción reserva estratégica. 1 Capacidad de almacenamiento en las plantas regasificadoras.

Índice Introducción Singularidades del sistema eléctrico peninsular español. La no gestionabilidad. La predictibilidad. Impacto de la generación (eólica) en el Sistema Gasista Retos y soluciones para la integración de la energía renovable no gestionable.

Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 22 de 27 La generación renovable y la operación en el sistema: Problemática y posibles soluciones.

Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 23 de 27 Retos y soluciones para la integración de la Energía renovables: q Retos: m Desconexión intempestiva ante huecos de tensión. m Control de la Tensión: Origen de sobretensiones. m Interconexión internacional escasa. m Potencia de respaldo e incremento de coste variable de esta potencia. m Variabilidad, predictibilidad y seguimiento de la curva de la demanda. m Interacción con la integración de los ciclos combinados q Soluciones: m Adaptación tecnológica para soportar huecos de tensión. m Contribución a la regulación de la tensión. m Centro de Control de RE (CECRE). m Incremento de la capacidad de interconexión. m Mejora de los instrumentos de previsión. m Implantación de herramientas de gestión de la demanda m Intensificar la utilización del bombeo como herramienta de operación. m Dotar al sistema gasista de mayor capacidad y flexibilidad en los almacenamientos y aprovisionamientos

Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 24 de 27 Centro de Control de Régimen Especial (CECRE)

Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 25 de 27 CECRE: Esquema funcional. CECRE CECRE: Centro de Control del Régimen Especial de REE CC: Centro de Control. Enlace iccp … CC 1 Enlace CC 2 Enlace CC n Enlace

Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 26 de 27 Estado de los centros de control q Centros de control operativos m 21 RE m 13 generación no gestionable m 8 generación gestionable q Potencia en control m MW eólicos m MW otros RE

Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 27 de 27