estudio preliminar de evacuación de régimen especial a
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Abril 2007
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA
Luis Imaz
25 de septiembre del 2008
Estudio preliminar de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016
ÍNDICE
SITUACIÓN ACTUAL
PROBLEMAS DE INTEGRACIÓN
NECESIDAD DEL ESTUDIO
NUEVAS HIPÓTESIS DE ESTUDIO
CONCLUSIONES Y REQUISITOS
ÍNDICE
SITUACIÓN ACTUAL
PROBLEMAS DE INTEGRACIÓN
NECESIDAD DEL ESTUDIO
NUEVAS HIPÓTESIS DE ESTUDIO
CONCLUSIONES Y REQUISITOS
Estudio de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016 4 de 27
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA
Hydro-power19%
Nuclear9%
Coal13%
Fuel-Gas5%
CCGT25%
Wind power17%
Other Special regime
12%
Generación en el sistema eléctricopeninsular español:
Potencia instalada a mayo de 2008
*2.366 MW en periodo de pruebas
Hydro9%
Nuclear20%
Coal26%
Fuel-Gas1%
CCGT24%
Wind10%
Other Special Regime
10%
Cobertura de la demanda en 2007
86 08525 21510 49914 87560 71121 048*3 93311 3577 71616 657
MW
29,5Total (régimen especial)
70,5Total (régimen ordinario)17,3Generación eólica12,2Resto régimen especial
Total
24,5Ciclo combinado4,6Fuel-Gas13,2Carbón9,0Nuclear19,3Hidráulica
%Tecnología
Redord punta de demanda: 45.450 MWGeneración 2007: 271 TWh
Estudio de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016 5 de 27
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑAPotencia eólica instalada: evolución
Máxima producción eólica: 10.880 MW 18 de abril de 2008 a las 16:50 horas(30% consumo)
Installed Wind power generation evolution 1996-2008
14,875
9,653
8,304
6,138
4,927
3,442
2,2981,525
798428183
11,099
13,908
0
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
14,000
16,000
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
MW
Port
ugal
France
ÍNDICE
SITUACIÓN ACTUAL
PROBLEMAS DE INTEGRACIÓN
NECESIDAD DEL ESTUDIO
NUEVAS HIPÓTESIS DE ESTUDIO
CONCLUSIONES Y REQUISITOS
Estudio de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016 7 de 27
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA
Wind ~ +/- 1 000 MW/h
Comportamientodurante los huecos
de tensión
Control de tensión
Variabilidad de la producción
Desconexión porvariaciones de
frecuenciaPower increase: 800 MW
within 45 min.
Gradient: 1067 MW/h
Power decrease: 1000 MW within 1 h and 45 min.
Gradient: -570 MW/h
Power increase: 800 MW within 45 min.
Gradient: 1067 MW/h
Power decrease: 1000 MW within 1 h and 45 min.
Gradient: -570 MW/h
405406407408409410411412413414415416417418419420421422423424425426427428429430431432433434435
0:00
:00
1:00
:00
2:00
:00
3:00
:00
4:00
:00
5:00
:00
6:00
:00
7:00
:00
8:00
:00
9:00
:00
10:0
0:00
11:0
0:00
12:0
0:00
V (k
V)
CATADAU 400 JBP1 V MvMoment LA PLANA 400 B1 V MvMoment ESCOMBRE 400 NESCO V MvMoment
433 kV
Problemas en la integración de generación eólica (I)
Estudio de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016 8 de 27
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA
Gran número de parques eólicos
y nudos(generacióndistribuida)
Dificultad en la previsión
Visibilidad
Requerimiento= Demanda –Generación
Eólica(Viabilidad del
balance de potencia)
#TN nodes Actual Futuro
400 kV 12 33220 kV 37 70
Wind forecast errors: Time Duration curve
4.347,4
1.130,30,017,5
3.939,7
325,9
75,5
3.948,3
400 kV 220 kV132/110 kV 66 kV45 kV 30 kV20 kV Desconocido
Potencia eólica puesta en servicio (MW) en el SEPE, según el nivel de tensión (kV) de conexión
SPPS Ene08: 13.784 MW
405497,4Red de
Distribución
608287,1Red de
Transporte
%MWConexión
Potencia instalada (MW) por nivel de tensión (kV)
1.201.301.401.501.601.701.801.902.002.102.202.302.402.502.60
0% 10% 20% 30% 40% 50% 59% 69% 79% 89% 99%
Rat
io
2004 2005 2006 2007 2011
Problemas en la integración de generación eólica (II)
Estudio de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016 9 de 27
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA
ÍNDICE
SITUACIÓN ACTUAL
PROBLEMAS DE INTEGRACIÓN
NECESIDAD DEL ESTUDIO
NUEVAS HIPÓTESIS DE ESTUDIO
CONCLUSIONES Y REQUISITOS
Estudio de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016 11 de 27
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA
Objetivo del estudio
Maximizar la integración del régimen especial en el sistema eléctrico garantizando la seguridad de suministro
Estudio de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016 12 de 27
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA
¿Por qué un nuevo estudio de integración de régimen especial?Política energética europea de fomento de las energías renovablesConocimiento adquirido de funcionamiento del sistema con una importante integración de generación de régimen especial
Eólica instalada a finales de 2007: ∼ 14.000 MW
Disponibilidad de una nueva herramienta del operador del sistemapara el control de la producción de régimen especial: el CECRENueva planificación de la red de transporte eléctrico con horizonte 2016Permite ya la integración de una potencia instalada de
Eólica: 29.000 MWSolar: 4.500 MW
Estudio de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016 13 de 27
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA
Programa de estudios de integración de régimen especial
Planificación 2016
Estudios preliminares zonales y de CC.AA.
Información a las CC.AA. de los resultados preliminares
⇒ Información CC.AA ⇒ Adaptación de los perfiles nodales
Estudios finales:Análisis estático y de potencia de cortocircuitoAnálisis dinámico ⇒ Nuevos requisitos técnicos
Resultados y conclusiones definitivos: Finales 2008
ÍNDICE
SITUACIÓN ACTUAL
PROBLEMAS DE INTEGRACIÓN
NECESIDAD DEL ESTUDIO
NUEVAS HIPÓTESIS DE ESTUDIO
CONCLUSIONES Y REQUISITOS
Estudio de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016 15 de 27
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA
División del territorio nacional según zonas
El análisis estadístico de los datos de producción eólica histórica ha permitido determinar zonas de simultaneidad de producción eólica, así como coeficientes de simultaneidad de producción de energía eólica/solar.
Estudio de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016 16 de 27
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA
Hipótesis de producción de régimen ordinarioHipótesis actuales de producción de régimen ordinario:conexión de toda la generación térmica clásica existente de forma proporcional a la potencia nominal (75%-25%) en función de la mejor estimación del OS.
Para alcanzar la máxima integración de energías renovables en el sistema eléctrico español se propone utilizar una nueva hipótesis de producción de régimen ordinario:
Conexión de la bolsa de generación térmica clásica imprescindible para garantizar
⇒ reserva rodante para hacer frente a las variaciones de producción no gestionable⇒ la seguridad del sistema
Estudio de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016 17 de 27
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA
Hipótesis de producción de régimen ordinario
Hipótesis actuales propuesta preliminar
Estudio de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016 18 de 27
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA
Nota: * recogidas en el documento del MITYC “Planificación de los sectores de electricidad y gas 2008-2016” de mayo de 2008
Referencia: planes de las CCAA*
Eólica total instalada: ∼ 41.000 MWSolar total instalada: ∼ 4.500 MW
Eólica
Fecha: Valor máximo:
Solar
21/02/2008
Hipótesis de Potencia Instalada_Eólica y Solar
990
Distribución eólica/solar conforme a los planes de las CCAAPotencia instalada
ÍNDICE
SITUACIÓN ACTUAL
PROBLEMAS DE INTEGRACIÓN
NECESIDAD DEL ESTUDIO
NUEVAS HIPÓTESIS DE ESTUDIO
CONCLUSIONES Y REQUISITOS
Estudio de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016 20 de 27
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA
La integración del contingente de generación eólica y solar considerado por las CCAA* junto con el cumplimiento de:
El desarrollo de toda la red planificada en 2016
De los requisitos técnicos por parte del régimen especial:
comportamiento frente a huecos de tensión (PO.12.3)
comunicación con el OS vía centros de control
Una regulación de tensión con consigna por nudo de las centrales de régimen especial
Otros
Conducen a unos resultados globales preliminares de los estudios que incrementan la potencia instalable
Conclusiones preliminares del estudio estático (I)
Nota: * recogidas en el documento del MITYC “Planificación de los sectores de electricidad y gas 2008-2016” de mayo de 2008
Estudio de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016 21 de 27
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA
Regulación de reactiva según el RD 661 (400 kV)
La búsqueda de la máxima bonificación por parte de los generadores de régimen especial (Cosφ>0,95 en punta) produce problemas de tensiones y reactiva.
• Elevada generación de potencia reactiva• Pérdidas• Tensiones elevadas fuera de límites (P.O.1.1)
Admisible
Admisible
Estudio de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016 22 de 27
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA
Conclusiones preliminares del estudio estático (II)
Sin embargo, la integración de dicho contingente de generación eólica y solar
plantea importantes dificultades de operación diariaNecesidad de potencia disponible en el sistema para cubrir las puntas tras un valle con alta generación eólica
⇒ Control de la producción en valles y otros casos necesarios
Aportación de los servicios de ajustes que deja de proporcionar la generación ordinaria
⇒ Establecimiento de nuevos requisitos técnicos para el régimen especial
Estudio de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016 23 de 27
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA
Cobertura del valle y de la punta en sistemas con alta penetración eólica
Cobertura valle y punta
-20 000
0
20 000
40 000
60 000
80 000
Valle coneolica alta
eólica baja eólica media eólica alta
MWEólicaBombeoHidráulicaOtrosTurbinasCcombNuclearCarbónDemanda punta
Estudio de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016 24 de 27
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA
Conclusiones preliminares del estudio dinámico (I)
Bajo diferentes hipótesis de requerimientos a la generación eólica, se analiza la evolución de la tensión en Montearenas 400 kV
Cortocircuito trifásico despejado en
250ms en La Mudarra 400 kV
Escenario 2008. 15.000 MW eólicos instalados. Alta producción eólica
--- Situación actual: Sólo un 10% de los parques eólicos cumplen
con el P.O.12.3 (pérdida de interconexiones)
--- Situación hipotética (2011): El 100% de los parques
eólicos cumplen con el P.O.12.3
--- Situación hipotética (entre 2011-2016): El 100% de los
parques eólicos cumplen con el P.O.12.3. Un 10% de ellos
incorporan el AVR
--- Situación hipotética (2016): El 100% de los parques
eólicos cumplen con el P.O.12.3. e incorporan el AVR
0.0
1.2
Evolución de la tensión en Montearenas 400 kV
Estudio de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016 25 de 27
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA
Evolución de los requerimientos técnicos en función de la generación eólica instalada y del estado del arte:
Escenarios con baja penetración eólica (pasado) y tecnología incipienteOM 1985 Permite el disparo del aerogenerador ante huecos de tensión inferior a 0,85 p.u. Objetivo: no perturbar el funcionamiento del Sistema
Situación actual: Alta penetración eólica (15.000 MW) y tecnología másavanzada
Necesidad de cumplimiento del P.O.12.3 por parte de los aerogeneradoresObjetivo: Evitar pérdidas masivas de generación por hueco de tensión, que puedanconducir al Sistema a la pérdida de estabilidadActualmente menos del 15% de las máquinas instaladas acreditan el cumplimientodel P.O.12.3 Surge la necesidad de crear el CECRE para minimizar los riesgosdel Sistema
Conclusiones preliminares del estudio dinámico (II)
Estudio de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016 26 de 27
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑAEscenario 2016. 29.000 MW eólicos instalados.
Alta producción eólica y tecnología consolidada
0.0
1.2
Evolución de la tensión en Montearenas 400 kV
Cortocircuito trifásico despejado
en 250ms en La Mudarra 400 kV
Escenarios futuros con muy elevadapenetración eólica y solar
La generación eólica y solar reemplazaráde forma masiva a la generaciónconvencional, y por tanto, a los servicioscomplementarios y prestaciones queésta aporta al Sistema
Objetivo: La generación eólica y solar debe colaborar, aportando estosservicios complementarios y prestaciones, en el funcionamientonormal y ante incidentes del Sistema
Estudios zonales para 2016. Conclusiones preliminares (P.O.12.2):
- Necesidad de inyección de la máxima
corriente reactiva posible durante el
hueco de tensión y de un control
dinámico de tensión
Conclusiones preliminares del estudio dinámico (III)
Estudio de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016 27 de 27
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA
Resultados preliminares del estudioPerfil de Referencia Generación Eólica (Planes CCAA) (1)
Diciembre 2016
Galicia 6.500Asturias 1.100Cantabria 300País Vasco 624Castilla y León 7.527Navarra 1.536La Rioja 665Aragón 4.000Cataluña 3.500Madrid 200Castilla-La Mancha 4.100 2.050Comunidad Valenciana 3.500Murcia 850Extremadura 2.500 (2) 2.600Andalucía 6.284 2.500
43.186 7.150
(2) Nuevo perfil aportado por la Junta de Extremadura
Zona 1
Zona 2
Zona 3
Zona 4
(1) El perfil de referencia de régimen especial utilizado corresponde a los planes de la CC.AA.recogidos en el documento “Planificación de los sectores de electricidad y gas 2008-2016.Desarrollo de las redes de transporte” de mayo de 2008
CC.AA.Previsión
Generación Termosolar
• Posibilidad evacuación adicional
• Baja posibilidad evacuación adicional
• Ninguna posibilidad evacuación adicional
Estudio de evacuación de régimen especial a nivel peninsular en el H.2016 28 de 27
RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA
GRACIAS POR SU ATENCIÓN!
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