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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
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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.
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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
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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
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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.
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Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 6 de 27 Belgica Punta: 13.100 MW importación / exportación (FR + NL) = 5.600 MW / 4.600 MW (42,7% de la punta) Alemania Punta: 80.900 MW importación / exportación. (AT+CZ+CH+DK+FR+NL+PL+SE) = 17.000 MW / 14.950 MW (21% de la punta) 2006/2007 Winter Net Transfer Capacities (www.etso-net.org & www.ree.es) Punta (www.ucte.org y TSOs) España Punta: 43.400 MW importación / exportación (FR+PT) = 2.600 MW (6% D p ) / 1.800 MW Francia Punta: 86.300 MW importación / exportación (BE+DE+ES+CH+IT+GB) = 11.300 MW / 18.300MW (13,1% de la punta) Península Ibérica (ES+PT) Punta: 52.000 MW importación / exportación. (UCTE) (FR) = 1.400 MW / 500 MW (2,7% de la punta) España importación. FR: 1.400 MW (3,3%D p ) PT: 1.200 MW (2,8%D p ) Italia Punta: 54.100 MW importación / exportación. (FR+CH+AT+SLO+GR) = 7.690 MW / 3.200 MW (14,2% de la punta) Suiza Peak: 9.700 MW importación / exportación. (FR+DE+IT+AT) = 8.260 MW / 11.390 MW (85,1% de la punta) Singularidades del sistema peninsular español:
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Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 7 de 27 Singularidades del sistema peninsular español: Potencia (MW) interconexión España-Francia
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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 4.000 MW/h. q Tasas de crecimiento.
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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.
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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.
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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.
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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)
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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.
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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
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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: ~20.000 MW m Crecimiento medio demanda: ~5% Ratio punta-valle del requerimiento para la generación gestionable. Años 2004-2006 y 2011. Monótonas de la ratio punta-valle del requerimiento para la generación gestionable. Años 2004-2011.
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Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 16 de 27 Requerimiento a la generación gestionable: Horizonte 2011. q Requerimiento hora punta/hora valle año 2011 con 2.000 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 2004-2011.
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Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 17 de 27 Otros problemas técnicos: Potencia (MW) generación eólica Tiempo (h)
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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.
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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.
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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: 0-150 GWheléctricos 0-300 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.
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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.
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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.
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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
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Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 24 de 27 Centro de Control de Régimen Especial (CECRE)
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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
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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 11.730 MW eólicos m 4.565 MW otros RE
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Integración en el sistema y operación. RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA 27 de 27 www.ree.es
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