IMPACTO DE LA INTEGRACIÓN DE RECURSOS ENERGÉTICOS DISTRIBUIDOS EN LA

CONTINUIDAD DEL SUMINISTRO ELÉCTRICO DE LAS SMART GRIDS

Alberto Escalera Blasco

Investigador Predoctoral

IMDEA Energía

1. ¿Qué es la continuidad del suministro?

2. Generación Distribuida e impacto en la continuidad

3. Metodología propuesta

4. Caso de estudio

5. Resultados: Generación Distribuida y Almacenamiento

6. Conclusiones

2

CONTENIDO

• Interrupciones en redes de distribución

• Impacto (€) en consumidores y compañías distribuidoras?

• Nivel de continuidad en el suministro RD1955/2000 – Individual: número y duración interrupciones año

– Zonal: NIEPI y TIEPI

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CONTINUIDAD DEL SUMINISTRO

Límites continuidad individual (Media tensión) Límites continuidad zonal

• Mejorar continuidad suministro?

Número interrupciones

Número de horas

Urbana 3,5 7 Semiurbana 7 11

Rural concentrada 11 14 Rural Dispersa 15 19

TIEPI (horas)

Percentil 80 TIEPI (horas)

NIEPI (número)

Urbana 1,5 2,5 3 Semiurbana 3,5 5 5

Rural concentrada 6 10 8 Rural Dispersa 9 15 12

– Mantenimiento

– Automatización

– Generación Distribuida

– Almacenamiento

– Gestión de la Demanda

1. Fallo en la red

2. Actuación protecciones

3. Puntos suministro interrumpido

4

CONTINUIDAD Y GENERACIÓN DISTRIBUIDA

CT1 CT2 CT3

AT

MT

Punto seccionamiento Normalmente Abierto

Interruptor

Transf. AT/MT

Seccionador

Línea

Carga (Centro Transf.)

Sobrecarga!!

CT4

CT5

CT6

CT7

CT8

CT9

CT10

Suministro interrumpido!!

- +

1. Fallo en la red

2. Actuación protecciones

3. Puntos suministro interrumpido

4. Restaurar servicio: GD a) Isla

b) Aliviar congestiones

5

CONTINUIDAD Y GENERACIÓN DISTRIBUIDA

CT1 CT2 CT3

AT

MT

Punto seccionamiento Normalmente Abierto

Interruptor

Transf. AT/MT

Seccionador

Línea

Carga (Centro Transf.)

+ -

GD Congestión aliviada

CT4

CT5

CT6

CT7

CT8

CT9

CT10

GD

Suministro restaurado!!

Isla

6

HERRAMIENTA Y METODOLOGÍA

RETOS TÉCNICA

ANALÍTICA:

• GD y carga variable

• Modelar

almacenamiento

Metodología general Metodología propuesta

Identificar fallos en la red

Simular fallo

Actuación protecciones

(despejar falta, restaurar

servicio)

Identificar puntos de

consumo interrumpidos

Restauración por GD?

Evaluar puntos que se

pueden restaurar

Actualizar índices

continuidad suministro

Si

No

Algún fallo pendiente de

evaluar?

FIN

No

Si

Datos red

Herramienta Probabilística • Analítica (fórmulas)

• Simulación (muchos casos)

Índices continuidad: • Individual

• zonal

Fallo

componentes

Necesidades y retos

NECESIDADES: • Tiempo computación ↓ • Exactitud adecuada

Técnica Analítica

Restauración suministro

GD: operación modo isla

• Red de distribución MT real ubicada en España

7

CASO DE ESTUDIO

Modelo red equivalente: • Puntos de consumo agregados: 24 • Secciones: 47

Índices red actual: • NIEPIeq: 1,5 inter. • TIEPIeq: 7,4 h

Mejora – Casos de estudio: 1. Generación Distribuida (5 Generadores)

Tecnologías: Gestionable, Fotovoltaica, Eólica Diferentes potencias nominales (% demanda pico anual)

2. GD renovable + Almacenamiento Diferentes capacidades y potencias de almacenamiento

Limites TIEPI=3,5h, Perc.80 TIEPI=5h

8

RESULTADOS: GENERACIÓN DISTRIBUIDA (GD)

Reducción interrupciones • GD gestionable y eólica:

significativa (umbrales) • Fotovoltaica: limitada

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

ho

ras/

año

de

inte

rru

pci

ón

Punto de consumo

Sin GD GD Gestionable GD Fotovoltaica GD Eólica

Continuidad individual para potencia GD = 50% de la demanda pico anual

Puntos de consumo por debajo de 7 horas/año (color verde) cuando se introduce GD . Límite MT= 7 horas/año

Umbral consumidor BT

Umbral consumidor MT

012345678

Sin GD GD=25% GD=50% GD=75% GD=100%

TIEP

I (h

ora

s/añ

o)

Potencia nominal GD (% demanda pico zonal)

Gestionable Fotovoltaica EólicaTecnología Potencia Puntos de consumo interrupción > 7 horas año

11 12 13 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Gestionable 25% 50%

75-100%

Fotovoltaica 25-50%

75-100%

Eólica

25% 50% 75%

100%

Umbral P80 TIEPI Umbral TIEPI

9

RESULTADOS: GD + ALMACENAMIENTO Diferentes potencias almacenamiento (capacidad cte=2 veces potencia GD)

Eólic

a

Diferentes capacidades almacenamiento (Potencia cte=2MW )

Foto

volt

aica

0

2

4

6

8

25% 50% 75% 100%

TIEP

I (h

ora

s/añ

o)

Potencia GD (% carga pico)

Sin Almac 1 MW 2 MW 3 MW

0

2

4

6

8

25% 50% 75% 100%TIEP

I (h

ora

s/añ

o)

Potencia GD (% carga pico)

Sin Almac FC=0,5 FC=1 FC=1,5

0

2

4

6

8

25% 50% 75% 100%

TIEP

I (h

ora

s/añ

o)

Potencia GD (% carga pico)

Sin Almac FC=0,5 FC=1 FC=1,5

0

2

4

6

8

25% 50% 75% 100%

TIEP

I (h

ora

s/añ

o)

Potencia GD (% carga pico)

Sin Almac 1 MW 2 MW 3 MW

Umbral P80 TIEPI Umbral TIEPI

FC=Factor de Capacidad = Capacidad almacenamiento / Potencia nominal GD

• Nueva herramienta analítica para evaluar continuidad con GD variable y almacenamiento

• GD para restaurar suministro: – Relevancia GD gestionable y eólica. Fotovoltaica limitada

– Capacidad reducción horas interrupción por debajo límites normativa (potencia gestionable=50%, eólica=75%)

• Generación renovable con almacenamiento:

– Capacidad vs Potencia mayor impacto potencia en continuidad

– Añadir almacenamiento a GD de determinada potencia puede contribuir a cumplir los límites de continuidad

• Futuro: otras estrategias restauración, Gestión Demanda, análisis continuidad suministro en BT

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CONCLUSIONES

DATOS DE CONTACTO:

Alberto Escalera Blasco

Instituto IMDEA Energía

alberto.escalera@imdea.org

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Ministerio de Economía y Competitividad Proyecto RESmart (ENE2013-48690-C2-2-R)