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Retos de la Penetración de Energías Renovables en los Sistemas Eléctricos Canarios
5 de febrero de 2010
Índice
ESTADO ACTUAL DE LAS RENOVABLES EN CANARIAS
INTEGRACIÓN PLANIFICADA DE GENERACIÓN RENOVABLE
RETOS TECNOLÓGICOS Y CONTROL DE LA GENERACIÓN
CONCLUSIONES
2
Estado Actual de las Renovables en Canarias Potencia instalada
P t i Potencia Generación bl
SistemaPotencia
fotovoltaica instalada (MW)
eólica instalada
(MW)
renovable instalada* /
Punta demanda (%)
Gran Canaria 21 74 17
Tenerife 65 37 16Tenerife 65 37 16
Fuerteventura 4 11 12
Lanzarote 2 8 7
3* Incluye eólica y fotovoltaica
El t d l i t ió ( t bilid d)
Estado Actual de las Renovables en CanariasEl reto de la integración (y estabilidad)de la generación renovable pasa porgarantizar el equilibrio instantáneo entrepotencias (activa & reactiva). Debido a la
Flexibilidad de tecnologías existentes
Tecnología Tarr Tcmáx
V 285 46potencias (activa & reactiva). Debido a la“no-gestionabilidad” de la generaciónrenovable (difícil de predecir, altamentevariable), la responsabilidad de mantener
Vapor 285 46
Diesel 23-68 4-11
Ciclos combinados 330 66dicho equilibrio es de los generadoresconvencionales.
Sin embargo, las tecnologías del “mix”
Ciclos combinados 330 66
Turbinas de gas 24 9
T : ti d li t ( i )actual de generación pueden no estaradaptadas a los nuevos escenarios,para los cuales no fueron diseñados(con grandes cantidades de generación
Tarr: tiempo de arranque en caliente (min)
Tcmáx: tiempo hasta máxima potencia (min)
Hidráulica (bombeo) 1-7(con grandes cantidades de generaciónintermitente).
Hidráulica (bombeo) 1 7
Hidráulica (turbinación) 1-2
4
ÍndiceESTADO ACTUAL DE LAS RENOVABLES EN CANARIAS
INTEGRACIÓN PLANIFICADA DE GENERACIÓN RENOVABLE
RETOS TECNOLÓGICOS Y CONTROL DE LA GENERACIÓN
CONCLUSIONES
5
MÁXIMA POTENCIA EÓLICA INSTALADA PLANIFICADA ‐ 2015
Integración Planificada de Generación Renovable
8 MW
44%46%
40%
104%
8 MW
402 MW
162 MW
28 MW
44%
114% 43%
107%
46%
144%
104% 162 MW
107%
14 MW411 MW
46%
114%
100%
438%
411 MW
6MW Potencia instalada según PECAN% Penetración en punta% Penetración en valle
POTENCIA FOTOVOLTAICA INSTALADA PLANIFICADA ‐ 2015
Integración Planificada de Generación Renovable
6%*8% 25%
5 MW 5 MW 57 MW*
45 MW6%
12%
8% 25% 45 MW
2 MW 46 MW
5%14%
7MW Potencia instalada según PECAN% Penetración en punta
* Valor superado. Instalado actualmente: 64 MWSolicitudes firmes: 170 MW
ÍndiceESTADO ACTUAL DE LAS RENOVABLES EN CANARIAS
INTEGRACIÓN PLANIFICADA DE GENERACIÓN RENOVABLE
RETOS TECNOLÓGICOS Y CONTROL DE LA GENERACIÓN
CONCLUSIONES
8
Retos Tecnológicos y Control de la Generación
Retos Tecnológicos
Estabilidad transitoriaRegulación tensión
Previsión y programación de
Corriente de cortocircuito generación
Contribución a inerciaRegulación frecuencia
9
Retos actuales. Soportar huecos de tensión.
Retos Tecnológicos y Control de la Generación
Hueco de tensión durante falta monofásica correctamente despejada (pérdida de 25 MW eólicos – 1/3 de potencia
eólica instalada).
10
Retos actuales. Soportar huecos de tensión.
Retos Tecnológicos y Control de la Generación
Cortocircuito trifásico en central térmica de Bco. Tirajana 66 kV.
Galdar
Pto. De Las Nieves
Pta. De Sardina
Guía
Moya
Firgas
San Andrés
ArucasCanteras Tuineje
GuíaGuanartemeArucasBuenavista
Muelle GrandeARUCAS
BUENAVISTA
GUANARTEME GUIA
LOMO APOLINARIO
MUELLE GRANDE
0 7
ARUCASBUENAVISTA
GUANARTEME GUIA
LOMO APOLINARIO
MUELLE GRANDE
0 7
San Nicolas de T.
Tejeda
Artenara Valleseco
San Mateo
Aeropuerto
MelenaraValsequillo
Ingenio
Playa De La Aldea
Telde
Santa Brigida
Agaete
g
Teror
Las Palmas G. C.
Playa de La Laja
San Mateo
Carrizal
CinsaTelde
Central de JinamarMarzagán
Bco. SecoBuenavista
Lomo ApolinarioBARRANCO SECO
CARRIZAL
CINSA
C.T. JINAMAR
MARZAGAN
SAN MATEO TELDE
0.4
0.5
0.6
0.7
BARRANCO SECO
CARRIZAL
CINSA
C.T. JINAMAR
MARZAGAN
SAN MATEO TELDE
0.4
0.5
0.6
0.7
Playa del InglesArguineguín
Playa de Maspalomas
Puerto de Mogan
Santa LuciaMogan
San Bartolome de T.
Castillo del Romeral
Agüimes
Arinaga
Cementos Especiales San AgustínLomo Maspalomas
Aldea Blanca
Carrizal
Central Bco. de TirajanaMatorralBarranco de Tirajana
ArguineguínALDEA BLANCA
ARGUINEGUIN
CEMENTOS ESPECIALESLOMO MASPALOMAS
MATORRAL
SAN AGUSTINC.T. BCO. TIRAJANA
0
0.1
0.2
0.3
ALDEA BLANCA
ARGUINEGUIN
CEMENTOS ESPECIALESLOMO MASPALOMAS
MATORRAL
SAN AGUSTINC.T. BCO. TIRAJANA
0
0.1
0.2
0.3
Red de Transporte ‐ Gran Canaria
CEMENTOS ESPECIALES
Zonas potenciales de viento
CEMENTOS ESPECIALES
Hueco de tensión
11
Retos Tecnológicos y Control de la Generación
Soportar el siguiente hueco de tensión:
Tensión (pu) Comienzo de falta
1
0,8 0,95 pu (15 seg.)
0,5 10
Despeje de falta
Frec. Máx.: 51 Hz 0,1 sec.
0,5 1Tiempo (seg.)
0
Duración de falta
Frec. Min.: 47,5 Hz 3 sec.
Tensión máxima: 105% Un 0,3 sec.
12 Tensión mínima: según figura
Retos actuales. Oscilaciones de frecuencia.
Retos Tecnológicos y Control de la Generaciónetos actua es Osc ac o es de ecue c a
Frecuencia
Generación eólica
13
Retos actuales. Necesidades de reserva.
Retos Tecnológicos y Control de la Generación
Generación eólica/Demanda7/nov/2006
etos actua es eces dades de ese a
500
550
600
50
60
70Demanda: 75 MW
350
400
450
500
20
30
40
50
MW
eólica: 40 MW
250
300
350
0
10
20
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
Necesidad de 40 MW adicionales de reserva en 2 horas
0:00
:00:
56:0
1:52
:02:
48:0
3:44
:04:
40:0
5:36
:06:
32:0
7:28
:08:
24:0
9:20
:010
:16:
011
:12:
012
:08:
013
:04:
014
:00:
014
:56:
015
:52:
016
:48:
017
:44:
018
:40:
019
:36:
020
:32:
021
:28:
022
:24:
023
:20:
0
eólica Demanda
14
Retos actuales Producción eólica durante tormenta “Delta” (11/2005)
Retos Tecnológicos y Control de la GeneraciónRetos actuales. Producción eólica durante tormenta Delta (11/2005).
15
Retos actuales Comportamiento de la fotovoltaica
Retos Tecnológicos y Control de la GeneraciónRetos actuales. Comportamiento de la fotovoltaica.
Producción fotovoltaica
50
60
20
30
40
MW
0
10
20
0 00 2 00 4 00 6 00 8 00 10 00 12 00 14 00 16 00 18 00 20 00 22 00 0 000:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00Hora
02/05/2009 18/05/2009
16
ERRORES DE PREVISIÓN. P i d E di E á E á
Retos Tecnológicos y Control de la GeneraciónPeriod
oError medio
(MW)Error máx.
(MW)Error máx.
(%)
24 h 9 60 80
6 h 7 48 646 h 7 48 64
1 h 2 32 4324 horas antes
6 horas antes
1 hora antes
6 horas antes
17
Retos Tecnológicos y Control de la Generación
“banda” de error (relativo) ≤ ±90%
Horizonte de previsión: 12 horas
Así por ejemplo, con 300MW de potencia eólica instalada y una previsión a 12h de producción horaria de 120MWh podríamos encontrarnos (con un 90% de confianza) entre
1818 de 21
producción horaria de 120MWh podríamos encontrarnos (con un 90% de confianza) entre 15MWh y 240MWh de producción real
M1
Diapositiva 18
M1 Animación
1º la tabla,
2º los intervalos de error relativo y los recuadros (rótulo)
3 la flecha blanca y el mensaje de textoMARFERSA; 18/10/2008
Retos actuales. Limitación por cobertura de demanda.Retos Tecnológicos y Control de la Generación
GRAN CANARIA - 2011
300400500600700
A(M
W)
0100200300
1 8760
POTE
NC
IA
HORASDemanda 2011EnergíaGeneración Ordinaria MínimaGen. Ord. Mín. + Reserva a BajarGen. Ord. Mín. + Reserva a Bajar + Eólica y Fot. (PECAN) 2011Límite
19
Retos actuales. Limitación por cobertura de demanda.Retos Tecnológicos y Control de la Generación
GRAN CANARIA
500550600650700
A (M
W)
200250300350400450
POTE
NC
IA
1 8760HORAS
Demanda 2011
Gen Ord Mín + Reserva a Bajar + Eólica y Fot (PECAN) 2011Gen. Ord. Mín. + Reserva a Bajar + Eólica y Fot. (PECAN) 2011
20
Retos actuales. Limitación por cobertura de demanda.Retos Tecnológicos y Control de la Generación
GRAN CANARIA - 2011SEMANA MÁXIMO RIESGO LIMITACIÓN
400450500550600650
IA (M
W)
150200250300350400
POTE
NC
1HORAS
Energía limitadaDemanda 2011Generación Ordinaria MínimaGen Ord Mín + Reserva a BajarGen. Ord. Mín. + Reserva a BajarGen. Ord. Mín. + Reserva a Bajar + Eólica y Fot. (PECAN) 2011
21
Posibles soluciones tecnológicas. Almacenamiento energético.Retos Tecnológicos y Control de la Generación
Comienzo almacenamiento
Suficiente reserva a bajar requerida
POSIBLE SOLUCION PARA PERIODOS VALLE
Reserva mínima: 7 MWReserva
Suficiente reserva a bajar requerida
Reserva
i óliPotencia eólica
22
Retos actuales. Capacidad de integración durante horas valle.Retos Tecnológicos y Control de la Generación
MÁXIMA PRODUCCIÓN EÓLICA DURANTE HORAS VALLE ACTUAL
Necesidad de generación
convencional para
Uso de eólica durante
horas valle.GENERACIÓN
ADICIONAL GAS-DIESEL450,00
500,00
550,00
cobertura de periodos
valle/punta.
Ó Ó
POTENCIA VAPORES Y CC300,00
350,00
400,00
GENERACIÓN EÓLICA
150,00
200,00
250,00
H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 H17 H18 H19 H20 H21 H22 H23 H24
GENERACIÓN ADICIONAL GAS-DIESEL GENERACIÓN EÓLICA POTENCIA VAPORES Y CCDEMANDA LÍMITE INFERIOR DE GRUPOS BASE
23
Posibles soluciones técnicas. Capacidad de integración durante horas valle.Retos Tecnológicos y Control de la Generación
Reducción de
generación convencional“Suavizado” de MÁXIMA PRODUCCIÓN EÓLICA EN HORAS VALLE CON 100 MW DE BOMBEO
generación convencional
por efecto de
turbinación durante
horas valle
demanda valle por
efecto de bombeo.TURBINACIÓN HIDRÁULICAGENERACIÓN
450,00
500,00
550,00
horas valle.ADICIONAL GAS-DIESEL
POTENCIA VAPORES Y CC300,00
350,00
400,00
GENERACIÓN EÓLICA + BOMBEO
150,00
200,00
250,00
H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 H17 H18 H19 H20 H21 H22 H23 H24
GENERACIÓN EÓLICA
H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 H17 H18 H19 H20 H21 H22 H23 H24
BOMBEO GENERACIÓN EÓLICAGENERACIÓN ADICIONAL GAS-DIESEL POTENCIA VAPORES Y CCDEMANDA LÍMITE INFERIOR DE GRUPOS BASE
24
CONCLUSIONES
Retos Tecnológicos y Control de la Generación CONCLUSIONES:
Alta penetración renovable
V i bilid d d l bl P ió d áVariabilidad de la renovable Programación de más reserva
Dificultad de previsión
Necesidad de programar servicios complementarios en generación convencional.p g p g
Implica limitaciones a generación renovable.
No se limitaría si generación renovable contribuye a capacidad de regulación.
NECESIDAD DE PROGRAMAR MÁS RESERVA POR:‐ VARIABILIDAD EÓLICA/FOTOVOLTAICA
25
VARIABILIDAD EÓLICA/FOTOVOLTAICA‐ DIFICULTAD PREVISIÓN
Retos Tecnológicos y Control de la Generación
Instalaciones renovables deben estar asociadas a centros de control, queactuarán como interlocutores con OS, transmitiendo instrucciones ageneradoresgeneradores.
Generadores renovables deben enviar datos a OS (medidas en tiempo real,previsión de producción, puntos de funcionamiento…).
Aplicación de requisitos debería ser a instalaciones (o agrupaciones) de potencia> 1 MW.
Desarrollo de red para evacuación de generación.p g
26
Retos Tecnológicos y Control de la Generación
Retos adicionales:
Regulación frecuencia Regulación frecuencia
Regulación tensión
Inercia
Corriente de cortocircuito
27
ÍndiceESTADO ACTUAL DE LAS RENOVABLES EN CANARIAS
INTEGRACIÓN PLANIFICADA DE GENERACIÓN RENOVABLE
RETOS TECNOLÓGICOS Y CONTROL DE LA GENERACIÓN
CONCLUSIONES
28
Conclusiones
Generación renovable es social- y medioambientalmente ventajosa. El volumen de integración actual y futura las convierten en El volumen de integración actual y futura las convierten en
tecnologías “maduras”, no “marginales”. Requisitos técnicos en sistemas aislados más necesarios por su
vulnerabilidadvulnerabilidad. Hay posibles soluciones técnicas, no implementadas en los
proyectos. Para ayudar a implementar soluciones técnicas en proyectos se
necesitan cambios regulatorios y “Códigos de red” (Grid Codes).
29
M h i t ióMuchas gracias por su atención
30