Introducción al Análisis de los Sistemas de Energía Eléctrica
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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