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CONTENIDO
● Características del Sistema Uruguayo.
● Modelado de ERNC.
● Pronósticos en la Operación del Sistema.
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• Es una realidad el cambio en la matriz de generación eléctrica a favor de las energías renovables, principalmente el viento.
• Se suman al SIN fuentes de generación no gestionables que agregan incertidumbre al sistema.
INTRODUCCIÓNUruguay 2016
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4
Demanda de energía eléctrica Uruguay. Hasta el 2008 son datos reales
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
año
GW
h/a
ño
D
DPRestricciones 1979
La Tablita
Restricciones 1989
Crísis 2000
Restricciones 2006Invierno suave 2007Restricciones 2008Crisis Financiera 2009
DEMANDA1970 - 2008
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5
ISGTLA 2015 MONTEVIDEO URUGUAY
Eólica y Solar VS Demanda
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Centrales Hidroeléctricas
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Oferta Térmica
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Balance de comercio con Argentina y Brasil 1990 - 2010
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2010 2011 2012 2013 2014 2015
-1400
-1200
-1000
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
IMP. ARG.
IMP. BRASIL
EXP. ARG.
EXP. BRASIL
GW
h
Balance de comercio con Argentina y Brasil 2010 - 2015
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888
711-2704
0
IMP. ARG.
IMP. BRASIL
EXP. ARG.
EXP. BRASIL
Balance de comercio con Argentina y Brasil 2010 - 2015
Argentina = 12.5 * Uruguay GWhBrasil = 35 * Uruguay GWh
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Ecuación de evolucióndel Estado
Falla
Costo de Falla
La Demanda
Generadores
ArcosNodos
Modelo
X = Estado
Simular
Horizontes
Paso T
Poste
Incertidumbre
Crónica
Escenario
Modelo del SIN
Sistema
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Costos Variable = CV [USD/MWh]
Costos Fijos = PP [USD/MWh]
Biomasa ( Autodespachada | Spot )
Hidroeléctricas
Modelo del SIN
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Gen H1
Gen H2
Gen Eol1
Gen Eol3
Gen Eol2
Gen Ter1
Nodo 1
Nodo 2
Dem 1
Dem 2
Exp/Imp
Arco 1
Arco 2
Arco 3
Arco 4
Despacho energético con restricciones de transporte
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Costos marginales de generación
Valor del Agua
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● COMPARACIÓN ENTRE COSTO DEL PRESENTE Y COSTO DEL FUTURO.
De no haber restricciones para el traslado en el tiempo, el costo marginal sería el mismo en todas las horas del futuro.
● INCERTIDUMBRE DEL FUTURO.
● MODELOS ESTOCASTICOS
● PRONOSTICOS
Valor de un recurso almacenable
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No Gestionable Demanda Neta
Demanda
Costos marginales de generación
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Variabilidad de la generación hidráulica (2012)
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Variabilidad del precio del barril de petróleo (1986 - 2015)
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Variabilidad del precio del barril de petróleo (2015 - 2017)
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20
Incertidumbre en el crecimiento de la Demanda 2009 - 2021
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21
¿Pero qué pasa con las ERNC?
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Eólica Solar
Hidro
Desvío acumulado según fuente de generación
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Hydro Solar Demand
Wind
Perfil anual en p.u. de la generación diaria esperada
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Modelo de Central Eólica
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Curva de Potencia - Velocidad
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Modelo empírico válido sin R.O.
Pote
ncia
elé
ctric
a (M
W)
Velocidad del viento (m/s)
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Grupos por dirección de viento
Procedimiento de obtención M.E.
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Modelo empírico válido sin R.O.
Pote
ncia
elé
ctric
a (M
W)
Potencia del viento (MW/m2)
-o- Curva de ajuste
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● Aerogeneradores● Grilla● Potencia nominal de Parque● Límite de Potencia● Factor de Pérdidas
Modelo teórico
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Parámetros de ajuste del modelo teórico
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Condiciones de borde de la grilla del parque
Cálculo de la potencia generada
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Cálculo de la potencia del viento
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Vel Anemómetro=9 m/s, CGM=42 MW
Vel. Libre = 10 m/s
Anemómetro
Metodología MT¿Por qué el MT?
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Modelo Teórico
Velocidad Libre
Datos E.M(velocidad anemo)
CGM
Modelo Teórico
Potencia Autorizada
Ajuste ME/MT
Ajuste Corto Plazo
Potencia sin RO
Potencia con RO
Modelo combinado
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MODELO EMPÍRICO
Modelo de central generadora solar fotovoltaica.
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Ajuste de modelo de “La Jacinta”
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ERNCOportunidades de desarrollo
● Integración regional.
● Demanda con respuesta.
● Banco de baterías, Centrales de bombeo, Hidrógeno.
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Aplicación VATES
ADMINISTRACIÓN DEL MERCADO ELÉCTRICO. 38
Incorporación de Pronósticos a la Programación en Tiempo Real
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Hidro Salto Grande
Hidro Río Negro
Eólica
Biomasa
Vertimiento (13708 m3/s)
SolarBiomasa
Abastecimiento Demanda 6/1/2016 6:00 hs.
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Ejemplo R.O. 6/1/16
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• Desarrollar una aplicación que permita incorporar el pronóstico de generación eólica, solar y aportes hidrológicos en la optimización del despacho de generación, en tiempo cuasi real.
ADMINISTRACIÓN DEL MERCADO ELÉCTRICO. 41
Objetivo
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PRONÓSTICO EÓLICO y SOLAR
VATES
SimSEE
DESPACHO
Simulación y Optimización
para cada paso de tiempo
CMG
ESTADO DEL SISTEMA
Fundamentos
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VATES
Actualiza el estado del sistema con la realidad
Recalibra el CEGH con los pronósticos
Se avanza un paso de tiempo
X(a,b,c,..
Fundamentos
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Hipótesis:• Sala SimSEE
➔ Política de operación fija calculada con optimización de largo plazo (1 año).
➔ Paso horario. ➔ Aportes y disponibilidad determinísticos.➔ Crónica de la realidad = pronósticos con
PE 50%.
Ejemplo de aplicación
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Hipótesis Sala SimSEE:• 1400 MW de eólica.
• 225 MW de fotovoltaica.
• 107 MW de biomasa.
• 1541 MW de hidráulica.
• 80 MW de motores a fuel oil.
• 532 MW de ciclo combinado.
• 452 MW de turbinas de gas.
• El costo variable de la energía eólica, la fotovoltaica y casi toda la biomasa se considera 0.01USD/MWh.
• El comercio internacional con Argentina se representa con 2000 MW.
• La demanda para el año 2016 es de 10708 GWh
Ejemplo de aplicación
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Hipótesis:
• Con Pronósticos
• Sintetizador CEGH con P.Eólica, P.Solar y temperatura con paso horario.• Guía con pronósticos de las siguientes 72 hs actualizada cada 12 hrs.• 4 hs con varianza 0 (determinísticos) y 68 restantes aumenta
linealmente hasta llegar a la histórica.
• Sin Pronósticos
• Solo se considera el estado inicial para la calibración del CEGH.
Ejemplo de aplicación
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Pronóstico
Ejemplo de aplicaciónEólica con pronósticos
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Ejemplo de aplicaciónEólica sin pronósticos
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PTI
Motores CB
Ejemplo de aplicaciónCostos marginales previstos
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Ejemplo de aplicaciónExportación prevista 72 hs
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● Tenemos las herramientas necesarias para poder incorporar los pronósticos en la programación de la operación del sistema.
● Queremos poder realizar ofertas de energía exportable con la firmeza necesaria, de manera que el que recibe la oferta, la tenga con la confianza suficiente como para incorporarla a su operación.
Conclusión
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Conclusión