Congreso de energías renovables y sostenibilidad en territorios insulares

Capacidad de penetración de Renovables en Baleares

12 de abril del 2013

José Manuel de la Torre

Índice

� Red Eléctrica de España

� Sistema Eléctrico Balear –SEB-

� Sistema Eléctrico de Menorca

� Características de la generaciónrégimen especial

2

régimen especial

� Pilares para la integración

� Penetración de RE en Baleares

� Enlaces entre islas y con el SEP

� Conclusiones

3

Red Eléctrica de España

Origen de REE

� Red Eléctrica se crea el 29 enero1985 como aplicación de la ley49/1984 para la explotaciónunificada del sistema eléctrico.

� En las Islas Baleares estamospresentes desde el 1 de julio de

4

4

presentes desde el 1 de julio de2004 como consecuencia de lapromulgación del RD 1747/2003,de 19 de diciembre, por el que seregulan los sistemas eléctricosinsulares y extrapeninsulares

Accionariado�Nace como empresa mixta: 51% INI y 49% Empresas Eléctricas.

�En la actualidad, compañía privada:

20%

5

80 %

Free Float SEPI

Para qué se crea REE (I)

� Nace con dos actividades fundamentales:❍ Operador del Sistema Eléctrico

❍ Transportista de energía eléctrica

6

Consumo industrial de 66 a 15 kVConsumo

doméstico 220 y 380VCentro de

Control de las Islas Baleares (CECOIB)

TSO

❑ REE como TSO en SEB

7

Red de Transporte 220, 132 y 66kV

Subestación de Transporte

Subestación de Distribución

Red de Distribución 15 kV

Centrales de Generación

Centro de Control Eléctrico Islas Baleares (CECOIB)

❑ Operador de Transporte

❑ Operador de Generación

❑ Operador de Apoyo

8

Operador de Apoyo

❑ 12 Técnicos en régimen de turno cerrado 7 x 24

❑ En Dpto. Operación del Sistema de Baleares: 25 personas

Requerimientos del sistema eléctrico

DEMANDA = GENERACIÓN

�Mantener los parámetros eléctricos del sistema dentro de lo s límites deseguridad y calidad de suministro.

�Equilibrio dinámico: En todo momento se tiene que cumplir la siguienteigualdad:

9

Sra. Demanda

Sres. Generadores

10

Sistema Eléctrico Balear –SEB-

11

Ibiza282 MW

Centrales RO en Ibiza-Formentera

12

Formentera12 MW

Alcudia536 MW

Son Reus530 MW

Centrales RO en Mallorca

13Cas Tresorer

431 MW

Mahón247 MW

Centrales RO en Menorca

14

Régimen especial SEB

120

140

160

180

� Evolución de la potencia instalada

15

0

20

40

60

80

100

120

2007 2008 2009 2010 2011 2012

MW

Residuos sólidos Cogeneración Fotovoltaico Eólico

Curva de demanda diaria característica de invierno en Baleares

❑ Récord de

16

❑ Récord de

demanda

invernal

Curva de demanda diaria característica de verano en Baleares

❑ Récord dedemanda

17

demandaestival ehistórico

4% 7% 9%

Total Baleares

Desglose de cobertura de la demanda de 2012

4% 8% 11%

Mallorca-Menorca

❑ Incluye energía transmitida por el enlace HVDC .

18

46%

1%

15%

2%

16%

Carbón MCI (Gas Natural) CC (Gas Natural) TG (Gas Natural)

MCI (Fuel-Oil) TG (Gas-Oil) Régimen Especial HVDC Península-Baleares

54%

18%

5%

4%

Influencia de la energía importada del SEP en el cos te de la cobertura del subsistema Mallorca-Menorca. Agosto-Diciembre d el 2012.

300

350

400

450

500

120

140

160

180

200

19

0

50

100

150

200

250

300

0

20

40

60

80

100

120

ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic

GWh€/MWh

Coste variable R.O. Coste variable HVDC Generación R.O. Energía HVDC

Medio ambiente� Emisiones de CO 2 (IV): Evolución anual

4000

5000

60005.001

5.337 4.983 4.806

4.210 3.835

20

0

1000

2000

3000

4000

2007 2008 2009 2010 2011 2012

tCO

2(m

iles)

Carbón MCI (Gas Natural) CC (Gas Natural) TG (Gas Natural)MCI (Fuel-Oil) CC (Gas-Oil) TG (Gas-Oil) Régimen Especial

21

Sistema Eléctrico de Menorca

RdT de Menorca actual

22

Mallorca

Generación instalada en Menorca

Régimen Tecnología MW %

Ordinario Motor diesel (Fueloil) 42,0 16

Turbinas Gas (Gasoil ) 205,0 80

423,24,5

MW

23

Especial Eólica 3,2 1

Fotovoltaica 4,5 2

Total Potencia instalada 255205

Motor diesel (Fuel oil) T.G. (Gas oil) Eólica Fotovoltaica

100

120

140

Demanda de energía eléctrica en Menorca❑ Días de máxima y mínima demanda en 2012

24

0

20

40

60

80

00

:00

01

:00

02

:00

03

:00

04

:00

05

:00

06

:00

07

:00

08

:00

09

:00

10

:00

11

:00

12

:00

13

:00

14

:00

15

:00

16

:00

17

:00

18

:00

19

:00

20

:00

21

:00

22

:00

23

:00

00

:00

MW

Día máxima demanda (23/08/2012) Día mínima demanda (18/11/2012)

40

60

80

100

120

140

MW

h

Cobertura del día de máximo consumo en Menorca. Año 2 012

25

0

20

40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Enlace Mallorca-Menorca Eólica Fotovoltaica Diésel Turbina Gas

Diesel (Fueloil)

37%

TurbinasGas (Gasoil)

45%

Eólica0,2%

Fotovoltaica2% Enlace

Mallorca-Menorca

16%

Eólica

Eólica1%

Fotovoltaica2% Enlace Mallorca-

Menorca14%

MWh Diesel (Fueloil) 253.156

Cobertura de la demanda de Menorca. Año 2012

26

Diesel(Fueloil)

51%

Turbina Gas (Gasoil)

32%

Diesel (Fueloil) 253.156 Turbina Gas (Gasoil) 160.194 Eólica 6.463 Fotovoltaica 7.725 Producción total neta 427.538 Enlace Mallorca-Menorca 70.157 Demanda Menorca 497.696

carbón importado y resto nacional

12,6%

carbón nacional (RD 134/2010)

7,7%

Eólica

Térmica renovable1,9% Térmica no renovable

13,3%

∑Energia sin emisiones CO 2 = 58,2% ∑Energia Renovables = 35%

Contribución de las tecnologías de generación a la cobertura de la demanda del SEP. Año 2012

27

Ciclo combinado14,8%

Fuel-Gas0,0%

Nuclear23,2%

Minihidráulica1,8%

Hidráulica7,6%

Solar Termica

1,4%

Solar Fotovoltaica3,2%

Eólica19,1%

GWhRégimen Ordinario 166.281Régimen Especial 102.428Intercambios internacionales -11.206 Consumo bombeo -5.032 Enlace Baleares - 570 Demanda SEP en 2012 251.901

Características de la generación del

28

régimen especial

Contexto europeo energías renovables

La estrategia europea 20/20/20 es la base para el m odelo energético español

20 / 20 / 20 Strategy

29

■ El desarrollo de las energías renovables,el cambio de combustible a GN y lareducción del consumo implican unareducción en la emisión de los GEI

■ La integración de las energíasrenovables en la red implican unamejora en la eficiencia del sistema

20% de reducción del consumo de

energía primaria

20% de energía final procedente

de renovables

20% reducciones de emisiones

de GEI

Generación Renovable (I): Características

�Reduce la dependencia energética del exterior

�Recurso primario extraordinariamente volátil Difícil pre dictibilidad

�No aporta servicios de ajuste al sistema

30

�No aporta servicios de ajuste al sistema

�Consume servicios de ajuste del sistema

�No aporta inercia al sistema

�Vulnerable ante perturbaciones eléctricas y a las meteorol ógicas

�Muy demandante de red

�Requiere monitorización y control específicos

Generación Renovable (II): Gestionabilidad

�Energía primaria no gestionable

■ Producción sin atender a los requerimientos del sistema

■ Producción muy variable

■ Baja fiabilidad para cubrir puntas de demanda

31

■ Baja fiabilidad para cubrir puntas de demanda

■ Reducida producción en periodos de punta

■ Dificultad de predicción: Tasas de error fuertemente creci entes con elhorizonte de previsión

■ Incidencia directa en las reservas de regulación

3

3,5

4

4,5

Variabilidad régimen especial Menorca

32

0

0,5

1

1,5

2

2,5

00

:00

01

:00

02

:00

03

:00

04

:00

05

:00

06

:00

07

:00

08

:00

09

:00

10

:00

11

:00

12

:00

13

:00

14

:00

15

:00

16

:00

17

:00

18

:00

19

:00

20

:00

21

:00

22

:00

23

:00

00

:00

MW

P. F. Son Salomó (30/11/2012) P. E. Es Milá (08/03/2012)

Generación Renovable (III): Control de Tensión y co mportamiento ante perturbaciones

�Control de tensión

■ No participación en el control continuo de la tensión del sis tema■ Procedimiento de control de tensión de la generación del régimen

33

■ Procedimiento de control de tensión de la generación del régimenespecial: Basado en factor de potencia no completamenteadecuado a las necesidades del sistema

�Comportamiento ante perturbaciones

■ Desconexión ante huecos de tensión

Cobertura de la demanda■ Gran diferencia entre horas valle y horas punta a lo largo del día.■ La imposibilidad de almacenamiento de energía eléctrica en cantidad

importantes implica que la generación se debe adaptar a la de manda encada momento.

■ La flexibilidad de cada planta para adaptar su producción a l as necesidadesde demanda está determinada por la tecnología de las instala ciones.RE tienen prioridad de despacho .

34

Para mantener el equilibrio del sistema son necesar ias actuaciones continuas sobre la generación gestionable.

■ RE tienen prioridad de despacho .■ La producción de las plantas de RE depende de la disponibilid ad de su

recurso primario.

Es necesario que cada planta pueda adaptar su produ cción a las necesidades de la demanda: Generación gestionable

Observabilidad: ¿Para qué?

OBSERVABILIDADMedidas tiempo

real

Previsión de producción

Evaluación reserva caliente

Despacho

Se evitan errores en la

previsión demanda

35

■ Se necesita observabilidad para tener información entiempo real sobre la producción de las instalacionesrenovables.

■ Las telemedidas de producción en tiempo real sonesenciales para garantizar la seguridad del sistema.

■ Esta información también es necesaria para llevar acabo previsiones de producción fiables .

■ Observabilidad en tiempo real y previsiones precisasson herramientas básicas para mantener el balancedel sistema y llevar a cabo una gestión eficiente delas reservas.

Despacho generación gestionable

SE CONTRARRESTAVARIABILIDAD RENOVABLES

Observabilidad: Y si no, ¿qué?

Sin previsión fiableErrores previsión

demanda

36

Aumento

incertidumbres

Reducción de la

calidad del servicio

y de la seguridad

del sistema

Aumento del

nivel de

reservas

Reducciones

producción

RE

170

152

120,0

140,0

160,0

180,0

� Incorporación del régimen especial a centros de con trol

Régimen especial Baleares: Observabilidad

37

78

413

7562

312

75

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

Fotovoltaico Eólico Cogeneración Residuos Sólidos

Total Baleares

MW

Potencia instalada Potencia telemedida

79,5 %

75 %92,3 %

100 %

89,2 %

Control de tensión

■ Varialble que determina la calidad del sistema.■ Generación convencional: Mediante inyección/absorción d e reactiva.

Lleva a cabo un papel fundamental en el control continuo de latensión del sistema a nivel de subestación.

■ Actualmente, las instalaciones RE sólo mantienen factor de potencia.

38

Control de tensión continuo a través del CECOIB par a todas las instalaciones con P>1 MW.

Impacto de los errores de previsión (SIPREOLICO /SIPRESOLAR)

■ Las previsiones pueden reducir los efectos de la variabilid ad de lasrenovables en la operación del sistema, pero los errores han de sertenidos en cuenta y se deben programar reservas adicionales parasuperarlos.

39

■ Mayores errores implican mayor provisión de reserva aument ando loscostes del sistema.

REE ha desarrollado su propia predicción para produ cción eólica (SIPREOLICO) y para generación solar (SIPRESOLAR)

Potencia eólica instalada y su evolución en SEP

40

Potencia eólica instalada Enero 2013

Potencia eólica instalada en Baleares

3

3,5

4

4,5

� Evolución de la potencia instalada 2004-2012

41

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

MW

Eólico

Potencia eólica instalada en Menorca

2,5

3

3,5

� Evolución de la potencia instalada 2004-2012

42

0

0,5

1

1,5

2

2004 2005 20052 2007 2008 2009 2010 2011 2012

MW

Eólico

Evolución de la potencia instalada solar fotovoltai ca en el SEP

43

Potencia instalada de generación fotovoltaica en Ba leares

60

70

80

90

❑ Evolución 2007-2012

44

0

10

20

30

40

50

60

2007 2008 2009 2010 2011 2012

MW

Fotovoltaico

Potencia instalada de generación fotovoltaica en Me norca

4

5

5

MW

❑ Evolución 2007-2012

45

0

1

1

2

2

3

3

4

4

2007 2008 2009 2010 2011 2012

Fotovoltaica

46

Pilares para la integración

Producción independiente de las necesidades

Viabilidad del balance de

potencia en valle

Provisión de servicios

complementarios

Retos actuales de la generación renovable no gestio nable

47

potencia en valle

Variabilidad e incertidumbre en

la predicción

Comportamiento durante las

perturbaciones

Gestionabilidad

complementarios

Facilitadores de la integración

Requerimientos generación eólica

Herramientas de previsión solar y eólica

48

Observabilidad y controlabilidad

Desarrollos de la red

Respuesta de la industria

� Objetivo: Alcanzar un gran nivel de integración de renovables sin comp rometer laseguridad del sistema.

� Función principal: Articular la integración de la producción de energía eléctr ica delrégimen especial en función de las necesidades del sistema e léctrico

¿Centro de Control para Energías Renovables de las Islas Baleares (CECREIB)?

49

¿Necesidad de CECREIB?CECOIB

Retos futuros en la integración de renovables

� A corto plazo:

■ Viabilidad de balance en horas valle.

■ La desconexión de instalaciones por huecos de tensión no deb ería suponer unproblema con el cumplimiento de los PO SEIE.

■ Correlación entre la producción solar y eólica.

50

� Medidas a largo plazo:

■ Control de tensión mediante consignas enviadas desde el OS ( control de tensióndinámico).

■ Capacidad técnica y económica de las renovables para partic ipar en servicios deajuste.

■ Aumentar la capacidad de intercambio interislas, y con el SE P.

■ Almacenamiento.

■ Evolución de las herramientas de previsión solar y eólica.

■ Gestión de la demanda.

51

Penetración de RE en Baleares

Penetración de Renovables en las Islas Baleares

Sin PO 12.2

Con PO 12.2

MIX Sólo FV

�Potencia máxima:

52

Mallorca-Menorca 190 450 EOL 165 ─

FV 285 385

Ibiza-Formentera 15 50 EOL 23 ─

FV 27 45

Total SEB 205 500

Penetración máxima de RE en Menorca cumpliendo P.O SEIE

� Máxima (MW):

Valle Llano Punta

A - Demanda Menorca en valle: 25 45 120

B - Gen R.O. (m.t. + Rsva. Reg): 25 25 25

53

C - Capacidad enlace Mallorca: 20 20 20

A-B+C = Capacidad máxima R.E. : 20 40 115

� Penetración máxima sin vertido (MW)*: 20 40 40

(*) Supeditado a estudios dinámicos

Penetración de R E en Menorca cumpliendo PO SEIE y s in vertido

20

30

40

50

60

MW Día mínima demanda (18/11/2012)

54

�Sin vertidos: Valle Llano Punta

� Eólica 20 20 20

� Fotovoltaica 20 20 20

El valle condiciona los vertidos de Eólica

El llano condiciona los vertidos de Fotovoltaica

0

10

20

00

:00

01

:00

02

:00

03

:00

04

:00

05

:00

06

:00

07

:00

08

:00

09

:00

10

:00

11

:00

12

:00

13

:00

14

:00

15

:00

16

:00

17

:00

18

:00

19

:00

20

:00

21

:00

22

:00

23

:00

00

:00

55

Enlaces entre islas y con el SEP

Enlaces actuales entre islas

MenorcaDemanda= 130 MW

MallorcaDemanda= 925 MW Capacidad = 100 MW

Se opera P<35 MW

56

IbizaDemanda= 220 MW

Capacidad = 20 MW

Capacidad = 10 MW

Se operan P<8 MW

FormenteraDemanda= 18 MW

Se operan reducidos de carga por seguridad del suministro de toda la isla para poder cubrir la pérdida de un elemento (N-1)

Propuesta de planificación 2012-2020

MenorcaDemanda= 130 MW

MallorcaDemanda= 925 MW

Capacidad =100 MW

Se operarían P=100 MW

Cap. =120 MW

Capacidad 100 MW

Cap.= 120 MW

Mor

vedr

e(S

agun

to)

57

IbizaDemanda= 200 MW

FormenteraDemanda= 18 MW

Capacidad = 20 MW

Capacidad = 10 MW

Cap. =120 MWSe operarían P=120 MW

Se operarían P=50 MW

Cap.= 120 MW

Capacidad = 50 MW

Repercusión en el SEB (I)

❑ Frecuencia síncrona en todo el sistema eléctrico balear.

❑ Suma de inercias de la totalidad de los grupos conectados en t odas lasislas => Mayor estabilidad en la frecuencia.

❑ Minimización de los deslastres por pérdida de generadores en todaslas islas, hasta llegar a quedar anulados al estar conectado s a laPenínsula .

58

Península .

❑ Eliminación de los ceros de tensión en las islas pequeñas tra s lapérdida total de una central. Sólo hay un emplazamiento de gen eraciónen estas islas.

❑ Ahorro de costes:

� En el despacho económico

� En reservas de regulación.

� En generación auxiliar necesaria para las puntas de demanda de laisla de Formentera.

Repercusión en el SEB (II)

❑ Retraso de la inversión en nuevos generadores al poder reduc ir losíndices de cobertura en las islas que estén conectadas.

❑ Ahorro de emisiones contaminantes.

❑ Mayor calidad de suministro.

❑ Mayor seguridad del sistema.

59

60

Conclusiones

Conclusiones� La integración de generación no gestionable supone un reto: Baja disponibilidad,

producción sin correlación con el consumo, falta de firmeza en los programas degeneración futura, dificultad en los balances.

� Debido a ello, la labor del CECOIB/CECREIB y de los CCRE es fun damental para conseguiralcanzar altos niveles de penetración del régimen especial , permitiendo la compatibilidadde estas tecnologías con la seguridad del sistema .

61

de estas tecnologías con la seguridad del sistema .

� Herramientas como SIPREOLICO o SIPRESOLAR son básicas para el cálculo de la reservacaliente. Su precisión para los horizontes de 5 y 24 horas afe cta a los niveles de reservarequeridos y ayuda en el despacho de la generación gestionab le para contrarrestar losefectos de las fluctuaciones de la generación de origen reno vable.

� La observabilidad de las instalaciones FV ha aumentado cons iderablemente gracias al RD1565/2010 mejorando también los niveles de controlabilida d para esta tecnología.

� La adscripción de las instalaciones a CCRE en contacto en tie mpo real con el OS a travésdel CECOIB/CECREIB implica menor tiempo de respuesta, lo qu e repercute en la toma demedidas menos estrictas, aumentando la producción de las ge neradores renovables.

62

www.ree.es