IX SEMINARIO SOBRE SITUACIÓN Y PERSPECTIVAS DEL SECTOR ELÉCTRICO EN MÉXICO

INSTITUTO DE INVESTIGACIONES ECONÓMICAS

UNAM

13 de abril de 2016

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El Despacho Económico de la Generación y el Mercado Eléctrico Mayorista

Favio Perales Martínez Subdirector de Diseño de Mercado

Centro Nacional de Control de Energía favio.perales@cenace.gob.mx

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Características generales de un Sistema Eléctrico

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Centros de Consumo en el Sistema Eléctrico Nacional

4

Parque de Generación en el Sistema Eléctrico Nacional

5

Red de Transmisión

6

Demanda estacional del Sistema Interconectado Nacional

Horas del año

7

Demanda horaria del Sistema Interconectado Nacional

LUNES MARTES MIERCOLES JUEVES VIERNES SABADO DOMINGO

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Balance de Energía

La energía eléctrica se debe producir en el preciso instante que se requiere

Producción Consumo

59.80 Hz 60.00 Hz 60.20 Hz

60.20 Hz 59.80 Hz 60.00 Hz

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El Despacho de Energía en el Mercado Eléctrico

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Proceso de Despacho de Generación

Planificación de Mediano Plazo

• Asignación de Unidades de Horizonte Extendido

• Mercado de Un Día en Adelanto • Asignación de Unidades para

Confiabilidad Suplementaria

Bianual Anual Mensual

Semanal Diario

Asignación horaria de unidades generadoras

Puntos base de generación horaria

• Asignación de Unidades en Tiempo Real

• Despacho Económico

Control Automático de Generación

Horas, Minutos

Segundos

Puntos base de generación horaria

por unidad generadora

Generación deseada

Estrategia de uso de agua en embalses

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Proceso de Despacho de Generación

Condiciones que afectan el despacho de generación

Limites en la transmisión de energía eléctrica Límites térmicos de las

líneas de transmisión

Límites por riesgos de inestabilidad del sistema ante cambios repentinos en la generación o demanda

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Proceso de Despacho de Generación

Condiciones que afectan el despacho de generación Condiciones que afectan el despacho de generación

Limitaciones en suministro

de combustible

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Proceso de Despacho de Generación

Condiciones que afectan el despacho de generación Condiciones que afectan el despacho de generación

Unidades térmicas

Tiempos de notificación Tiempos de arranque Tiempos mínimos en

operación Tiempos mínimos en paro Rampas de incremento y

decremento de generación Rangos de potencia en que

no pueden operar las unidades

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Proceso de Despacho de Generación

Condiciones que afectan el despacho de generación Condiciones que afectan el despacho de generación

Grandes hidroeléctricas

Limitaciones en el uso de agua Rangos de potencia en que no

pueden operar las unidades

Generación intermitente

Gradientes pronunciados de generación

Errores de pronóstico

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Proceso de Despacho de Generación

Condiciones que afectan el despacho de generación Condiciones que afectan el despacho de generación Condiciones que afectan el despacho de generación

• Salidas de elementos de

generación y/o transmisión por falla o mantenimiento.

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Proceso de Despacho de Generación

Condiciones que afectan el despacho de generación Condiciones que afectan el despacho de generación Requisitos de reservas de generación

Requisitos de Reservas de generación

Reservas de regulación

Reservas de contingencia

Reservas rodantes de 10

minutos

Reservas de 10 minutos

Reservas suplementarias

• Para garantizar la operación confiable del sistema eléctrico, CENACE requiere que el

despacho de generación mantenga siempre capacidades de generación en reserva

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Proceso de Despacho de Generación en el MEM

Actividades previas al

MDA

Mercado de un Día en Adelanto

Asignación Suplementaria de Unidades

(AUGC-S)

Asignación de Unidades de Tiempo Real

(AUTR)

Despacho Económico

Multi-Intervalo

(DERS-MI)

Despacho de 5 min (DERS-I)

Tiempo Real

• Determinación de programa de arranques y paro de unidades de arranque extendido • Determinación de costos de oportunidad de unidades con limitaciones de energía • Establecimiento de programa de licencias de salidas de elementos de generación y

transmisión • Preparación del modelo de red eléctrica • Determinación de límites de transmisión en enlaces interregionales del sistema eléctrico • Establecimiento de requisitos de reservas de regulación, reservas rodantes y reservas

suplementarias

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Actividades previas al

MDA

Mercado de un Día en Adelanto

Asignación Suplementaria de Unidades

(AUGC-S)

Asignación de Unidades de Tiempo Real

(AUTR)

Despacho Económico

Multi-Intervalo

(DERS-MI)

Despacho de 5 min (DERS-I)

Tiempo Real

• Envío/recepción de Ofertas • Validación de ofertas • Determinación del programa horario de asignación y despacho de unidades para el día

siguiente • Asignación de servicios conexos • Determinación de precios de energía y servicios conexos del MDA

Proceso de Despacho de Generación en el MEM

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Envío de ofertas: Venta energía Disponibilidad

de reservas Compra de

energía Programa de

generación y consumo de CIL

Preparación de información: Modelo de Red Requerimientos de

Servicios Conexos Límites de transmisión Costos de

Oportunidad Recursos de Soporte

del Sistema

Asignación y despacho de unidades generadoras

Asignación de servicios conexos

Cálculo de Precios Marginales Locales y precios de los Servicios Conexos

Publicación de resultados del MDA en el SIM

Cálculos de Mercado de un

Día de Adelanto

Envío y recepción de

Ofertas

Publicación de resultados

Preparación y recopilación de

datos

Línea de tiempo del día en el MDA

10:00 12:00 17:00

Mercado de Un Día en Adelanto

Proceso de Despacho de Generación en el MEM

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Actividades previas al

MDA

Mercado de un Día en Adelanto

Asignación Suplementaria de Unidades

(AUGC-S)

Asignación de Unidades de Tiempo Real

(AUTR)

Despacho Económico

Multi-Intervalo

(DERS-MI)

Despacho de 5 min (DERS-I)

Tiempo Real

• Actualización de Ofertas de venta de energía (Disponibilidad, límites de despacho) • Actualización del modelo de red • Actualización de límites de transmisión • Determinación de Pronóstico de demanda • Determinación de la Asignación Suplementaria de Unidades Generadoras

Proceso de Despacho de Generación en el MEM

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Actividades previas al

MDA

Mercado de un Día en Adelanto

Asignación Suplementaria de Unidades

(AUGC-S)

Asignación de Unidades de Tiempo Real

(AUTR)

Despacho Económico

Multi-Intervalo

(DERS-MI)

Despacho de 5 min (DERS-I)

Tiempo Real

• Refinación del programa de arranques y paro de unidades, de intervalos horarios a intervalos quince-minutales

Proceso de Despacho de Generación en el MEM

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Actividades previas al

MDA

Mercado de un Día en Adelanto

Asignación Suplementaria de Unidades

(AUGC-S)

Asignación de Unidades de Tiempo Real

(AUTR)

Despacho Económico

Multi-Intervalo

(DERS-MI)

Despacho de 5 min (DERS-I)

Tiempo Real

• Pronósticos de demanda media y potencia media de generación intermitente, en intervalos quince-minutales, para una hora en adelanto

• Determinación de los puntos base de despacho para las unidades de control manual • Determinación de factores de participación económicos de unidades con infraestructura

de Control Automático de Generación • Asignación de servicios conexos de tiempo real • Determinación de precios de la energía y servicios conexos de tiempo real • Publicación de precios de la energía y servicios conexos en el SIM

Proceso de Despacho de Generación en el MEM

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Actividades previas al

MDA

Mercado de un Día en Adelanto

Asignación Suplementaria de Unidades

(AUGC-S)

Asignación de Unidades de Tiempo Real

(AUTR)

Despacho Económico

Multi-Intervalo

(DERS-MI)

Despacho de 5 min (DERS-I)

Tiempo Real

• Puntos Base de Generación de Unidades con Infraestructura de Control Automático de Generación y modo de operación “Económico”.

• Determinación de factores de participación de Unidades que participan en la regulación secundaria del sistema

• Integración con la aplicación de Control Automático de Generación

Proceso de Despacho de Generación en el MEM

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Actividades previas al

MDA

Mercado de un Día en Adelanto

Asignación Suplementaria de Unidades

(AUGC-S)

Asignación de Unidades de Tiempo Real

(AUTR)

Despacho Económico

Multi-Intervalo

(DERS-MI)

Despacho de 5 min (DERS-I)

Tiempo Real

• Regulación secundaria del sistema eléctrico con la aplicación de Control Automático de Generación (ejecución cada 4 segundos).

• Las unidades responden a las instrucciones de despacho • Monitoreo minuto a minuto de las condiciones del sistema • El operador del sistema puede intervenir cuando sea necesario por cuestiones de

confiabilidad

Proceso de Despacho de Generación en el MEM

25

Proceso de Despacho de Generación en el MEM

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Ofertas de energía y servicios conexos en el MEM

Ofertas de Ventas de Energía

Costo de Arranque

$/Arranque

Costo de Operación en vacío

$/ hora

Se pueden ofertar costos de arranque en caliente, tibio y frio.

Esta oferta corresponde al valor de la curva de costos de una unidad en un nivel de producción de cero, no obstante, no indica que la unidad tenga la posibilidad de operar en un nivel de producción de cero-

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Ofertas de energía y servicios conexos en el MEM

Ofertas de Ventas de Energía

$/MW por hora

MW

Costos incrementales de bloques de potencia de generación que comprendan el rango de producción desde 0 hasta el límite máximo de emergencia. El rango de producción se podrá segmentar hasta en 11 bloques.

Oferta Económica: Oferta Incremental

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Señales de precios de los modelos de Despacho de Generación

Precios Marginales Locales (PML)

Locational Marginal Pricing

Precio: Costo

Marginal: para suministrar un 1 MWh adicional de carga

Local: en un nodo de la red eléctrica

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Proceso de Despacho de Generación

Gen 1

Gen 2

EJEMPLO

CARGA

Cap:100 MW (800 $/MWh)

Cap:200 MW 400 $/MWh)

100 MW

PML?

PML?

PML?

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Proceso de Despacho de Generación

Gen 1

Gen 2

EJEMPLO

CARGA

Cap:100 MW (800 $/MWh)

100 MW

400

$/MWh

Cap:200 MW 400 $/MWh)

400

$/MWh

400

$/MWh

Si no hay congestión todos los PML son iguales (despreciando pérdidas)

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Proceso de Despacho de Generación

Gen 1

Gen 2

EJEMPLO

CARGA

Cap:100 MW (800 $/MWh)

100 MW

400

$/MWh

Cap:200 MW 400 $/MWh)

800

$/MWh

800

$/MWh

Cuando hay congestión los PML son diferentes

Flujo máximo de 40 MW

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Proceso de Despacho de Generación

Gen 1

EJEMPLO

CARGA

Cap:200MW Pg = 85 MW (800 $/MWh)

80 MW

800

$/MWh

850

$/MWh

Los PML son diferentes por el efecto de las pérdidas en la red

Pérdidas en la red

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Estado Actual de los Mercados de Corto Plazo

Desde el pasado 27 de enero de 2016, inició la operación de los Mercados de Corto Plazo del MEM.

Se ejecutan rutinariamente los siguientes modelos: • Asignación de Unidades de Horizonte Extendido • Asignación de Unidades y Despacho del MDA

Determinación de PML y Precios de los Servicios Conexos • Asignación de Unidades Suplementaria para Confiabilidad

Los resultados del MDA se publican diariamente en el Sistema de Información

de Mercado (Portal del CENACE)

Los procesos del Mercado de Tiempo Real aún está en periodo de pruebas. Se tiene programado iniciar la operación de este mercado a finales del año 2016.

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MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN