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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



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




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.


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.


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


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.


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


“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


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


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


GENERACIÓN EÓLICA


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


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 adicionales:

Regulación frecuencia Regulación frecuencia

Regulación tensión

Inercia

Corriente de cortocircuito

27




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

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