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DESARROLLO Y APLICACIÓN DE DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOSSERVICIOS COMPLEMENTARIOS
CREG-ALURE: Seguridad y Suficiencia en el Suministro de la Demanda
25, 26 y 27 de Marzo de 2002.
Mauricio Canal Perdomomcanal@isa.com.co
DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
•Objetivo de la Presentación
•Consideraciones del mercado
•Consideraciones Técnicas
•Servicios de Generación
•Servicios de Transmisión
•Regulación Colombiana actual
AGENDAAGENDA
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DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
OBJETIVO DE LA PRESENTACIÓNOBJETIVO DE LA PRESENTACIÓN
Presentar las bases teóricas de la prestación de los Servicios Complementarios en cuanto a sus aspectos técnicos y remuneratorios, los Servicios Complementarios potenciales de los Generadores y Transportadores; y la experiencia Colombiana en esta materia.
DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
Consideraciones de Mercado
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DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
“Para buscar la eficiencia y bajar el costo de la energía a los usuarios”
Como se espera conseguir lo anterior ?
1-) La separación de funciones y responsabilidades
2-) Introduciendo la competencia en todas las actividades
3-) Dejando a las fuerzas del mercado la determinación de la racionalidad económica
POR QUÉ LA DESREGULACIÓN ?POR QUÉ LA DESREGULACIÓN ?
DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
ISO
SC PX
AS TO
G PM R D
SECTOR DE LA GENERACIÓN
SECTOR DE LA TRANSMISIÓN SECTOR DE LA DISTRIBUCIÓN
G: Generadores
PM: Comercializadores en bloque
SC: Coordinadores de programaPX: BolsaAS: Proveedores de servicios complementariosTO: Propietarios de la transmisiónISO: Operador independiente del sistema
R: Proveedores de servicios a usuarios finales
D: Proveedores de servicios de distribución
ESTRUCTURA DEL MERCADOESTRUCTURA DEL MERCADO
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DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
ââEL SISTEMA FÍSICO ELÉCTRICO
ââEL SISTEMA INFORMÁTICO DE MERCADO
HH PROBLEMAS EN UNO, NECESARIAMENTE CREARÁ PROBLEMAS EN EL OTRO
HH LAS SOLUCIONES DEBERÁN CONSIDERAR LAS COMPLEJAS INTERACCIONES ENTRE LOS ELEMENTOS DE LOS DOS SISTEMAS
CAMBIO TECNOLÓGICOCAMBIO TECNOLÓGICOAcople Estrecho entre dos Sistemas
DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
Consideraciones Técnicas
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DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
ATRIBUTOS
22 REGULACIÓN DE LA TENSIÓN 5 % (1)
22 REGULACIÓN DE LA FRECUENCIA ± 2% (2)
22 DISTORSIÓN ARMÓNICA TOTAL < 1.5 % (1)
(1) DEPENDE DE LA GENERACIÓN, LA TRANSMISIÓN, LA DISTRIBUCIÓN Y LA DEMANDA
(2) DEPENDE DE LA GENERACIÓN Y LA DEMANDA
CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICACALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
ES LA ELECTRICIDAD UNA MERCANCIA “COMMODITY” ?
• NO ES ALMACENABLE !
POR LO TANTO :
• SE PRODUCE EN EL MISMO INSTANTE QUE SE CONSUME Y
• CUALQUIER VALOR AGREGADO DEBERÁ HACERSE EN EL MISMO INSTANTE
CARACTERÍSTICAS DE LA CARACTERÍSTICAS DE LA ELECTRICIDADELECTRICIDAD
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DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
ALTAS CAPACIDADES DE TRANSPORTE (>>>MW/$)
xx MAXIMIZACIÓN DE LA UTILIZACIÓN DEL SISTEMA
xx OPERACIÓN DEL SISTEMA CERCA DE SUS LÍMITES TÉRMICOS
RETO :
uu MANTENER LA ESTABILIDAD Y LA SEGURIDAD DEL SISTEMA OPERANDO CADA VEZ MÁS CERCA DE LOS LÍMITES DE ESTABILIDAD
NECESARIAMENTE :
ææ SE DEBERÁ AUMENTAR LA CONTROLABILIDAD DEL SISTEMA
ææ QUE A SU VEZ IMPLICA AUMENTAR LA OBSERVABILIDAD CON TIEMPOS DE RESPUESTA ADECUADOS
QUE IMPLICA LA EFICIENCIA ?QUE IMPLICA LA EFICIENCIA ?
DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
REQUIERE :
pp MINIMIZAR LOS FLUJOS DE POTENCIA REACTIVA
pp PROVEER SOPORTE DINÁMICO DE LA TENSIÓN
pp LA PROVISIÓN DE AMORTIGUAMIENTO AL SISTEMA
pp CONTROLAR LA DISTRIBUCIÓN DE FLUJOS DE POTENCIA
pp MONITOREAR EN TIEMPO REAL LA TEMPERATURA DE LOS CONDUCTORES
A CADA UNA DE ESTAS FUNCIONES ES POSIBLE ASOCIAR UNO O MÁS SERVICIOS COMPLEMENTARIOS DE TRANSMISIÓN
AUMENTO DE LA CONTROLABILIDADAUMENTO DE LA CONTROLABILIDAD
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DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL PRESTADOR DEL SERVICIO :
1. DE GENERACIÓN
2. DE TRANSMISIÓN
3. DE DISTRIBUCIÓN
DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA OBLIGACIÓN :
1. OBLIGATORIOS
a. NO REMUNERADOS POR SEPARADO
b. REMUNERADOS POR SEPARADO
2. NO OBLIGATORIOS
DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA RESPONSABILIDAD :
1. TRANSFERIBLES
2. INTRANSFERIBLES
SERVICIOS COMPLEMENTARIOSSERVICIOS COMPLEMENTARIOSPosibles Clasificaciones
DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
22 ASOCIACIÓN CON DESPACHO DE POTENCIA ACTIVA
1-) CARACTERÍSTICAS DEL PRODUCTO TRANSADO
(Kw-h REGULADO O NO REGULADO)
2-)YA ESTÁ REMUNERADO O SE REMUNERA POR APARTE
22 NO ASOCIADOS CON DESPACHO DE POTENCIA ACTIVA
DEBERÁN REMUNERARSE POR APARTE
CRITERIOS DE OBLIGATORIEDADCRITERIOS DE OBLIGATORIEDADEN LA PRESTACIÓN DEL SERVICIOEN LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO
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DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
22 LA POTENCIA Y ENERGÍA DE OPORTUNIDAD ASOCIADOS A LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO
22 LA INVERSIÓN EN EQUIPOS ADICIONALES REQUERIDOS PARA LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO
22 El DESGASTE DE EQUIPOS DERIVADOS DE LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO
22 EL MAYOR COSTO DE OPERACIÓN DERIVADO DE LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO
22 EL PERJUICIO EVITADO AL SISTEMA POR LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO
COMPENSACIÓNCOMPENSACIÓNPRINCIPIOS BÁSICOSPRINCIPIOS BÁSICOS
DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
Serviciosde Generación
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DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
1. REGULACIÓN PRIMARIA DE FRECUENCIA (DISTRIBUIDO)
2. REGULACIÓN SECUNDARIA DE FRECUENCIA (CENTRALIZADO)
3. CONTROL DE LA TENSIÓN (DISTRIBUIDO)
4. SUMINISTRO DE REACTIVOS (DISTRIBUIDO)
4. PROVISIÓN DE AMORTIGUAMIENTO (DISTRIBUIDO)
5. GENERACIÓN REVERSIBLE (COND SINCRO A GENERADOR) (DISTRIBUIDO O CENTRALIZADO)
6. ARRANQUE CALIENTE (CENTRALIZADO)
7. ARRANQUE FRIO (CENTRALIZADO)
GENERACIÓNGENERACIÓNSERVICIOS COMPLEMENTARIOSSERVICIOS COMPLEMENTARIOS
Servicios Potenciales
DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
REGULACIÓNREGULACIÓNPRIMARIA DE FRECUENCIAPRIMARIA DE FRECUENCIA
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DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
P = INTERCAMBIO Po = SET DE INTERCAMBIO
∆∆P = DESVIACIÓN DE INTERCAMBIO f = FRECUENCIA
fo = SET DE FRECUENCIA ACE = ERROR DE CONTROL DE ÁREA
Kr = POTENCIA REGULANTE ∆∆Pe = SEÑAL DE CONTROL
Dx = FACTORES DE PARTICIPACIÓN
D 1
D 2
D 3
CONTROL P I
fo f
ACE
+
+
++ G Pe
BIAS
∑
Po
P
REGULACIÓNREGULACIÓNSECUNDARIA DE FRECUENCIASECUNDARIA DE FRECUENCIA
DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
P
p.f nomlag
p.f nomlag
1.0 p.u
Q
POTENCIA REACTIVA YPOTENCIA REACTIVA YCONTROL DE TENSIÓNCONTROL DE TENSIÓN
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DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
PROVISIÓN DE PROVISIÓN DE AMORTIGUAMIENTOAMORTIGUAMIENTO
DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
Servicios de Transmisión
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DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
� MEJORAR LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA� INCREMENTAR LA CAPACIDAD DE TRANSPORTE� MEJORAR LA CONFIABILIDAD DEL SISTEMA
LA EXPANSIÓN DE LA TRANSMISIÓN Y LOS SERVICIOS COMPLEMENTARIOS DE TRANSMISIÓN NO SON FÁCILMENTE SEPARABLES. ...........POR QUÉ ?
PORQUE LOS SERVICIOS COMPLEMENTARIOS ESTÁN ASOCIADOS A LA MAXIMIZACIÓN DE LA UTILIZACIÓN DEL SISTEMA Y PUEDEN REMPLAZAR O DESPLAZAR OTRAS INVERSIONES. .........................(MAYOR EFICIENCIA)
POR QUÉ SON DESEABLES ?POR QUÉ SON DESEABLES ?
DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
1. CONTROL DE TENSIÓN Y REACTIVOS (DISTRIBUIDO)
2. SUMINISTRO Y/O CONSUMO DE POTENCIA REACTIVA (DISTRIBUIDO)
3. SOPORTE DINÁMICO DE LA TENSIÓN (DISTRIBUIDO)
4. PROVISIÓN DE AMORTIGUAMIENTO AL SISTEMA (DISTRIBUIDO)
5. CONTROL DE LA DISTRIBUCIÓN DE FLUJOS DE POTENCIA (DISTRIBUIDO)
6. RATEO TÉRMICO DINÁMICO DE CONDUCTORES (CENTRALIZADO)
SERVICIOS POTENCIALES DE SERVICIOS POTENCIALES DE TRANSMISIÓNTRANSMISIÓN
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DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
EL MAYOR CONTROL DE LOS SISTEMAS DE POTENCIA ESTÁ DISPONIBLE HOY
“FACTS” SISTEMAS DE TRANSMISIÓN FLEXIBLES DE CORRIENTE ALTERNA
SVC : COMPENSADOR ESTÁTICO DE REACTIVOS
VSC : COMPENSACIÓN SERIE VARIABLE
UPFC : CONTROLADOR UNIFICADO DE FLUJO DE POTENCIA
“HVDC” TRANSMISIÓN A ALTA TENSIÓN CON CORRIENTE DIRECTA
â TRANSPORTE DE GRANDES BLOQUES DE POTENCIA A TRAVÉS DE GRANDES DISTANCIAS
â ACOPLE DE SISTEMAS QUE OPERAN A DIFERENTE FRECUENCIA O PARA AISLAR LAS INTERACCIONES ELECTROMECÁNICAS DE LOS SISTEMAS (HVDC BACK TO BACK)
POSIBILIDADESPOSIBILIDADESELECTRÓNICA DE POTENCIAELECTRÓNICA DE POTENCIA
DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
V1 500 kV
V2 230 kV
LINE
R1 R 2
T A P
C1 C 2 C3 C4
VOLTAGE / REACTIVEPOWER CONTROL
INPUT
PROCESS
OUTPUT
V1
V2
S1
S2
S3
S4
CB1ONCB1OFFRISETAPLOWERTAP
CONTROL AUTOMÁTICO DE LA TENSIÓN Y LOS REACTIVOS DEL SISTEMA :BASADO EN EL CONOCIMIENTO Y LAS MEJORES PRÁCTICAS OPERATIVAS PARA DECIDIR LA CONEXIÓN Y DESCONEXIÓN DE ELEMENTOS SHUNT Y EL MOVIMIENTO DE LOS CAMBIA TAP DE TRANSFORMADORES
CONTROL DISTRIBUIDO CON CONTROLADORES LOCALES INTELIGENTES Y AUTÓNOMOS Y CON LA POSIBILIDAD DE SER COORDINADOS CENTRALMENTE
CONTROL CONTROL DE TENSIÓN Y REACTIVOSDE TENSIÓN Y REACTIVOS
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DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
Vact (p.u)
Qsvc (p.u)
1+TvS
1
Bmin
S L O P EP O D
1+TfS
1
+-
-
+
Vref
1+TiSK p
TiS-TdSe
Bmax
TSC/TCRV A L V E S
Bsvc
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
-300 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250
Q Mvar
VO
LTA
GE
p.u
SOPORTE DINÁMICO DE LA SOPORTE DINÁMICO DE LA TENSIÓNTENSIÓN
DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
750
800
850
900
950
1000
1050
1100
1150
1200
1250
1300
1350
1400
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Time (s)
Pe
(M
W)
P E
GAIN
LM
11+Tf2S
FILTER 3
(1+T1S)
(1+T2S)
L E A D / L A G 1 LEAD/LAG 3
(1+T1S)
(1+T2S)
L E A D / L A G 2
(1+T3S)
(1+T4S)
WASHOUT 2
1 + T W S 1 + T W S
W A S H O U T 1
T W S T W S
1+Tf1S 1+Tf2S
1
FILTER 1 FILTER 2
1
A C T / D E A C T
K X
L H
1 + T W S
W A S H O U T 3
T W S
PROVISIÓN DE PROVISIÓN DE AMORTIGUAMIENTOAMORTIGUAMIENTO
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DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
“VSC” COMPENSACIÓN SERIE VARIABLE :
CONTROL DINÁMICO DE LA REACTANCIA DEL SISTEMA, CONTROL DEL ÁNGULO DE TRANSMISIÓN.
AUMENTO EN CAPACIDAD DE TRANSPORTE, CONTROL DE LOS FLUJOS DE POTENCIA Y APORTE AL AMORTIGUAMIENTO DEL SISTEMA.
PROVISIÓN DE AMORTIGUAMIENTOPROVISIÓN DE AMORTIGUAMIENTOY DISTRIBUCIÓN DE FLUJOSY DISTRIBUCIÓN DE FLUJOS
DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
“UPFC” CONTROLADOR UNIFICADO DE FLUJO DE POTENCIA :
CONTROL SIMULTÁNEO DEL ÁNGULO DE TRANSMISIÓN Y EL SUMINISTRO DE POTENCIA REACTIVA; APORTE AL AMORTIGUAMIENTO DEL SISTEMA
AUMENTO EN LA CAPACIDAD DE TRANSPORTE, CONTROL DE LOS FLUJOS DE POTENCIA Y APORTE AL AMORTIGUAMIENTO DEL SISTEMA.
SOPORTE DINÁMICO, DISTRIBUCIÓN SOPORTE DINÁMICO, DISTRIBUCIÓN DE FLUJOS Y AMORTIGUAMIENTODE FLUJOS Y AMORTIGUAMIENTO
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DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
LOS SERVICIOS COMPLEMENTARIOS DEBERÁN PODERSE MEDIR Y/O EVALUAR SU DESEMPEÑO
� EL DESEMPEÑO DE UN ELEMENTO PASIVO DEPENDE EXCLUSIVAMENTE DE SU DISPONIBILIDAD
� MIENTRAS QUE EL DESEMPEÑO DE UN ELEMENTO ACTIVO DEPENDE DE SU DISPONIBILIDAD Y DESEMPEÑO DINÁMICO
POR QUÉ TRATARLO COMO POR QUÉ TRATARLO COMO SERVICIO COMPLEMENTARIO ?SERVICIO COMPLEMENTARIO ?
DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
Regulación ColombianaActual
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DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
REGULACIÓNREGULACIÓNPRIMARIA DE FRECUENCIAPRIMARIA DE FRECUENCIA
• Servicio obligatorio para los generadores despachados
• CND hace seguimiento al desempeño de las plantas durante los eventos de variación de la frecuencia para determinar la prestación efectiva del servicio.
• El Agente Generador puede demostrar la prestación efectiva de su servicio mediante la presentación de registros ante el CND.
• Si se demuestra incumplimiento se informa al ASIC para su penalización hasta que demuestre que está en capacidad de prestar el Servicio.
DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
REGULACIÓNREGULACIÓNSECUNDARIA DE FRECUENCIASECUNDARIA DE FRECUENCIA
• Servicio obligatorio para los generadores despachados
• Aporte de Holgura Obligatoria (H%) proporcional a la potencia despachada, porcentaje definido por el CND para cada hora.
• El servicio efectivo sólo podrá ser prestado por las plantas elegibles.
• Las plantas elegibles podrán ofertar para cada hora el servicio, capacidad y costo.
• Podrán existir contratos de traspaso de Holgura entre los agentes generadores
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DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
REGULACIÓNREGULACIÓNSECUNDARIA DE FRECUENCIASECUNDARIA DE FRECUENCIA
• CND Asigna con criterio de mínimo costo las reservas entre las plantas oferentes para cada hora.
• El costo del servicio es distribuido en proporción a la Holgura asignada para cada hora entre los generadores despachados teniendo en cuenta los contratos de traspaso de Holguras.
DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
COSTO MENSUAL AGCCOSTO MENSUAL AGCEnero 2001 Enero 2001 -- Enero 2002Enero 2002
0
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
35,000
40,000
01-E
ne-0
1
01-F
eb-0
1
01-M
ar-0
1
01-A
br-0
1
01-M
ay-0
1
01-J
un-0
1
01-J
ul-0
1
01-A
go-0
1
01-S
ep-0
1
01-O
ct-0
1
01-N
ov-0
1
01-D
ic-0
1
01-E
ne-0
2
$ M
illo
ne
s
Valor AGC Mensual* No incluye reconciliaciones negativas por AGC
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DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS
POTENCIA REACTIVAPOTENCIA REACTIVA
• Servicio bajo estudio por parte de la CREG
Resultados Preliminares indican :
• Porción obligatoria para los generadores y de este punto en adelante servicio opcional remunerado.
• Factores de potencia exigibles a distribuidores y comercializadores en puntos de Conexión al STN.
• Se reconoce la necesidad de suministro permanente y suministro dinámico.
• Posibilidad de convocatorias para ofertar el servicio por parte de Generadores, Transportadores y Distribuidores.
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