ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

Introducción al Análisis de los Sistemas de Energía Eléctrica

2º ITIE

Febrero 2008

Departamento de Electrotecnia y Sistemas

2Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

La energía eléctrica

• Importancia de los sistemas de energía eléctrica

– Influencia en el desarrollo económico y social de un país

– Estratégico

– Fuente de energía básica

– Relación con índices de desarrollo y crecimiento de un país

– Sector antiguo y de futuro

3Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

La energía eléctrica

• Características de la energía eléctrica

– Debe generarse en el mismo instante que se consume, no se almacena en grandes cantidades (centrales de bombeo, baterías)

– Fluye por la red eléctrica conforme a las leyes eléctricas (Ohm y Kircchoff)

– Cuando se mezclan los productos en la red no se puede distinguir su procedencia

– Equilibrio dinámico necesario → análisis y control

– Incidentes: cortocircuitos → análisis y protección

4Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Índice

1. Breve reseña histórica

2. Configuración de un sistema de energía eléctrica

• La generación

• El transporte / distribución

• Demanda eléctrica

3. Estructura del sector eléctrico en España

5Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Evolución histórica electricidad• 1982-1900

– Explotación independiente. Centrales CC. Iluminación.

• 1900-1930– Desarrollo hidroeléctrico. CA

trifásica. Transformador -> transporte

– Normalización– Empresas verticalmente integradas

• 1930-1990– Interconexión de empresas en

redes malladas– Consolidación empresas y

transporte (UNESA, ENDESA, ...)• 1990-Actualidad

– Mercados competitivos– Competencia+Regulados

6Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Índice

1. Breve reseña histórica

2. Configuración de un sistema de energía eléctrica

• La generación

• El transporte / distribución

• Demanda eléctrica

3. Estructura del sector eléctrico en España

7Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Configuración de un sistema eléctrico

Fuente: www.ree.es

8Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Configuración de un sistema eléctrico

•Transporte: •400, 220kV•Red mallada

•Reparto: •132, 110, 66, 45kV•Red mallada/radial

•Distribución: •20kV / 400V•Red radial

9Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Configuración de un sistema eléctrico

10Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Índice

1. Breve reseña histórica

2. Configuración de un sistema de energía eléctrica

• La generación

• El transporte / distribución

• Demanda eléctrica

3. Estructura del sector eléctrico en España

11Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Generación eléctrica en España: instalaciones

Fuente: www.ree.es

12Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Generación eléctrica en España: cobertura

78.754 MW (31-12-2006)85.959 MW (31-12-2007)

Fuente: www.ree.es

13Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Generación: cobertura demanda (1998-2008)

Fuente: www.cne.es

14Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Generación eléctrica en Europa

15Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Índice

1. Breve reseña histórica

2. Configuración de un sistema de energía eléctrica

• La generación

• El transporte / distribución

• Demanda eléctrica

3. Estructura del sector eléctrico en España

16Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Transporte de energía eléctrica en España

Fuente: www.ree.es

17Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Flujos de potencia en España

Fuente: www.ree.es

18Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Transporte: Europa

19Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Distribución: distribución geográfica empresas

20Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Índice

1. Breve reseña histórica

2. Configuración de un sistema de energía eléctrica

• La generación

• El transporte / distribución

• Demanda eléctrica

3. Estructura del sector eléctrico en España

21Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Demanda: tiempo real (viernes 22-feb-08)

Fuente: www.ree.es

22Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Demanda: tiempo real (sábado 23-feb-08)

Fuente: www.ree.es

23Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Demanda: históricos

Fuente: www.ree.es

24Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Demanda de consumidores nacionales

Fuente: www.cne.es

25Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Incremento de la demanda en Europa• Incremento anual 2006/2005 (%)

Fuente: www.reee.es

26Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Índice

1. Breve reseña histórica

2. Configuración de un sistema de energía eléctrica

• La generación

• El transporte / distribución

• Demanda eléctrica

3. Estructura del sector eléctrico en España

27Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Sector eléctrico: actividades

• Actividades en competencia:– Generación– Comercialización

• Actividades reguladas– Transporte– Distribución– Gestión económica del sistema (OMEL-CNE)– Gestión técnica del sistema (REE)

• Separación jurídica/contable entre actividades reguladas y en competencia

28Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Negocio eléctrico en España: reparto (2002)

0% 20% 40% 60% 80% 100%

GENERACIÓN

DISTRIBUCIÓN

COMERCIALIZACIÓN

ENDESA IBERDROLA HIDROCANTÁBRICO UNIÓN FENOSA

29Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Sector eléctrico español

Fuente: www.uclm.es

30Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Sector eléctrico español: estructura

Red Eléctrica de España (REE)

Comisión Nacional de la Energía (CNE)

Operador del Mercado Eléctrico (OMEL)

GeneradoresComercializador

Cargas

Red Eléctrica

Mercado Eléctrico€ €

-Transportista-Distribuidor

31Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Sector eléctrico: Mercado eléctrico

Fuente: www.omel.es

Generadores

CargasComercializadores

32Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Sector eléctrico: mercado eléctrico

33Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Sector eléctrico: precios mercado/regulados

MERCADO

6.614 M€

PRODUCCION8.553 M€

33

CONSUMIDOR FINAL

Incentivo carbón nacional214 M€

Garantía potencia1.014 M€

EXTRAPEN.201 M€

IncentivosRenovables

925 M€

CTC270 M€

EXTRACOSTE NUCLEAR

585 M€

DISTRI-BUCION2.701 M€

TRANS-PORTE633 M€

COMERCIA-LIZACIÓN

256 M€

MERCADO

6.614 M€

33

Instituciones31 M€

Precios del mercado

Precios regulados

INCENTIVOCARBÓN NAC.

214 M€

GARANTÍA DE POTENCIA1.014 M€

EXTRAPEN.201 M€

INCENTIVOSRENOVABLES

925 M€

CTC270 M€

EXTRACOSTE NUCL.

585 M€

PRODUCCION9.823 M€

13.444 M€

AÑO 2002

34Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Sector eléctrico: estructura de costes 2008

Fuente: www.cne.es

Coste total previsto: 29.166 M€

35Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Objetivo de Análisis de los Sistemas de Energía Eléctrica

Obtener modeloeléctrico equivalente

Cálculo de lasvariables del sistema

(flujo de cargas)-operación

-planificación

Cálculo de lasvariables del sistema

ante fallos(cortocircuitos)-planificación

36Introducción a los Sistemas de Energía EléctricaFebrero 2008

Enlaces

• Red Eléctrica de Españawww.ree.es

• Operador del Mercado Eléctricowww.omel.es

• Comisión Nacional de la Energíawww.cne.es

• Ministerio de Industriawww.mityc.es/Electricidad