RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

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Fisica

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  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

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    La integracin de energa elica y las redes inteligentes:

    oportunidades y desafos

    Presentacin Prof. Rodrigo Palma Behnke

    Centro de EnergaFacultad de Ciencias Fsicas y Matemticas

    Universidad de Chile

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

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    junio de 2010

    2

    ContribuirconunavisindesdeChiledela

    integracindeenergaelicaylasredes

    inteligentes,

    distinguiendo

    oportunidades

    ydesafosparanuestraregin.

    OBJETIVO

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    junio de 2010

    3

    Introduccin

    La normativa y el mercado

    Desafos y oportunidades

    Redes inteligentes

    Conclusiones

    Contenido

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

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    Fuente : http://www.wwindea.org/home/images/stories/worldwindenergyreport2008_es.pdf

    1. Introduccin/Motivacin Panorama int ernacional

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

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    Fuente: http://centralenergia.cl

    1. Introduccin/Motivacin Sist emas i nt er conect ados de Chi l e

    4000km

    12.129 MW 75,6 %

    3.772 MW 23,5 %

    50 MW 0,3 %

    99 MW 0,6 %

    Capacidad

    instalada

    sistemas ao

    2010

    Total

    16.050 MW

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

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    Situacin actual en Chile:

    1. Introduccin/Motivacin Opor t uni dades Ener gt i co/ Recur sos

    Source: CNE

    Source: PREN, U. de Chile,

    U. Tcnica Federico Santa Mara, 2008

    Energa

    renovable

    SIC Capacidad

    instalada [MW]

    Potencial

    [MW]

    Mini-

    Hidrulico

    120 20.392

    Geotrmico 0 16.000

    Elico 164 40.000

    Biomasa 191 13.675

    Solar 0 100.000

    Total 435 190.067

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

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    7Ref: F. CNE

    1. Introduccin/Motivacin Opor t uni dades Ener gt i co/ Recur sos

    http://condor.dgf.uchile.cl/ViewerV2/EnergiaRenovable/

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

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    8Ref: F. CNE

    1. Introduccin/Motivacin Opor t uni dades Ener gt i co/ Recur sos

    http://condor.dgf.uchile.cl/ViewerV2/EnergiaRenovable/

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

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    Situacin actual en Chile:

    1. Introduccin/Motivacin Opor t uni dades Ener gt i co/ Recur sos

    Source: http://centralenergia.cl/

    Capacidad

    instalada SIC2010 Capacidad

    instalada elica

    2010

    [MW]

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    El proyecto realizado msimportante est localizado en

    Coyhaique. Construido en el 2001,

    consta de una capacidad de 19,8

    [MW] distribuidos en 3 turbinas de

    660 [kW] y de 47 [m] de dimetro.fp ~40%

    Parque EOLICOCanela, 18 MW, IV

    Regin (km 298), 11

    unidades de 1,6 MW

    fp ~20%

    Canela II

    Monte Redondo

    Totoral

    1. Introduccin/Motivacin Ener ga el i ca en Chi l e

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    1. Mainstream

    2. ChileSustentable

    3. Ecosistemas

    4. U.AdolfoIbez

    5. UTFSM

    Visionesen

    el

    pas

    Situacin2008

    Visiones2030

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    1. Mainstream

    2. ChileSustentable

    3. Ecosistemas

    4. U.AdolfoIbez

    5. UTFSM

    Visionesen

    elpas

    Situacin2008

    Visiones2030

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    juniode2010 13

    Introduccin

    La normativa y el mercado

    Desafos y oportunidades

    Redes inteligentes

    Conclusiones

    Contenido

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    Conversinde

    la

    energa

    elica:

    Curvadepotenciareal

    kW

    1000

    Cut-in

    Cut-out

    AvCCCP empelctrica =

    3

    2

    1

    1. Introduccin/Motivacin Ener ga del v i ent o

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    AsincrnicodeVelocidadFija Mquinadeinduccindirectamenteconectadaalared

    Velocidadmayorquelasincrnica

    Rangopequeo

    de

    operacin

    DoblementeAlimentado Velocidadcontrolable(Granrangodeoperacin)

    Mayorcapacidad

    de

    MPPT

    Controldelatensinenelrotormedianteconvertidor

    ACDCAC

    Capacidadlimitadadeaportedereactivos

    Mayoreficiencia

    GeneradorSincrnico

    VelocidadVariable

    MayorcapacidaddeMPPT

    Completamentedesacopladodelsistema

    Posibilidadde

    controlar

    aporte

    de

    reactivos

    Mayoreficiencia

    Tiposde

    generadores

    1. Introduccin/Motivacin Ener ga del v i ent o

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    variable para una

    mxima produccinde energa

    Mxima potencia a

    diferentes velocidades

    del viento v requiere de

    operacin a velocidad

    Mxima potencia a

    diferentes velocidades del

    viento v requiere de

    operacin a velocidad

    Fuente: Detlef Schulz Helmut Schmidt Universitat

    16

    Generadorde

    velocidad

    fija

    vs

    velocidad

    variable

    1. Introduccin/Motivacin Compar acin de t ecnol ogas

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    variable para una

    mxima produccinde energa

    Mxima potencia a

    diferentes velocidades

    del viento v requiere de

    operacin a velocidad

    Mxima potencia a

    diferentes velocidades del

    viento v requiere de

    operacin a velocidad

    Velocidad variable

    Velocidad fija

    Cambio a otro

    nmero de

    polos

    Fuente: Detlef Schulz, Helmut Schmidt Universitat

    17

    Generadorde

    velocidad

    fija

    vs

    velocidad

    variable

    1. Introduccin/Motivacin Compar acin de t ecnol ogas

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    junio de 2010

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    Introduccin

    La normativa y el mercado

    Desafos y oportunidades

    Redes inteligentes

    Conclusiones

    Contenido

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    2. La normativa y el mercado Equil i br i o f i nanci er o en el sect or

    Peak load pricing

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    2. La normativa y el mercado Cronologa del mar co normat i vo

    Gen.distribuida

    baja

    tensin

    Gen.distribuida

    baja

    tensin

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    2. La normativa y el mercado Cronologa del mar co normat i vo

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    Nota:

    PMGD : Pequeo Medio de Generacin Distribuido

    PMG : Pequeo Medio de Generacin

    MGNC : Medio de Generacin No Convencional

    CHP : Combined heat and power- Cogeneracin eficiente

    Excedentes ? 20 MW

    MGNC

    Excedentes ?< 9 MW

    PMG

    Excedentes < 9 MW

    PMGD

    ERNCEnergas Renovables

    no Convencionales

    20 MW

    9 MW

    Energas

    Convencionales

    Energas

    Convencionales

    MW

    Cogeneracin

    Eficiente

    Cogeneracin

    Eficiente

    2. La normativa y el mercado Clasi f i cacin de medi os de gen.

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    23/98

    2. La normativa y el mercado Exencin del peaj e t r oncal ERNC

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    24/98

    2. La normativa y el mercado Los si st emas de t r ansmisin

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

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    2. La normativa y el mercado Los si st emas de t r ansmisin

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

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    2. La normativa y el mercado Et apas de un pr oyect o

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    2. La normativa y el mercado Pr ocedimi ent o gener al PMGD

    Fase 1Fase 2

    Informe:Crit. Conex.

    Costos>AhorrosVAD

    Informe:Crit. Conex.

    Informe:Crit. Conex.

    Costos>AhorrosVAD

    Informe:Crit. Conex.

    CDEC

    T3T2T2 T2+15T2T1+60T1T1T1

    SI

    SECSEC

    Fase 0Fase 1 -

    PMGDPMGDT0 T0 +15T0

    InformacinSolicitud de

    Ingeniera

    Solicitud deConexin (SCR)(EDE)Empresa Distribucin

    SISI

    NONO

    18 MESES

    PMGD

    EDE

    SEC

    PMGD

    EDE

    SCR

    SEC

    f

    YES

    Protocolodepuesta enservicio

    Informede

    pruebas

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    2. La normativa y el mercado Model o de cuot as ERNC

    - Participacin en el mercado

    es requisito para acreditacin.

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    2.La normativa y el mercado Exencin del peaj e t r oncal ERNC

    Mecanismo de

    acreditacin de

    excedentes para

    unidades hidrlicas

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    2. La normativa y el mercado Alt er nat i vas de i nt er . comer ci a l

    No existe un esquema de subsidios prima neutralidad tecnolgica !! Foco en reflejar externalidades

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    Visin general

    60

    2. La normativa y el mercado Alt er nat i vas de i nt er . comer ci a l

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    Visin general

    60

    2. La normativa y el mercado Alt er nat i vas de i nt er . comer ci a l

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    Visin general

    60

    2. La normativa y el mercado Alt er nat i vas de i nt er . comer ci a l

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    Visin general

    60

    2. La normativa y el mercado Alt er nat i vas de i nt er . comer ci a l

    2 La normativa y el mercado I t i d d

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    Desafostcnicos

    globales

    cuellos de

    botella en las

    redes dedistribucin

    cuellos de

    botella en las

    redes de

    transmisin

    insuficiente

    reserva en

    giro

    posibles

    huecos de

    tensin en

    gran escala

    integracin

    de la energa

    elica en el

    mar en gran

    escala

    Corto plazo Largo plazoMedio plazo

    coordinacin de

    generadores en

    todos niveles de

    tensin

    Fuente: Jens Bmer35

    2. La normativa y el mercado Impact o en segur i dad

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    junio de 2010 36

    Introduccin

    La normativa y el mercado

    Desafos y oportunidades

    Redes inteligentes

    Conclusiones

    Contenido

    3 D f t id d

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    Integracin masiva deenerga elica

    Elementoseconmicos

    Aspectosambientales

    Factibilidadtcnica

    Anlisisestacionario Anlisisdinmico

    Poltica

    - Flujos de potencia

    (hidro., transm, dem.)

    - Alternativas de expansin

    - Modelos de estimacin de viento

    - Comprt. de mquinas

    - Estabilidad transitoria

    - Estabilidad de tensin

    3. Desafos y oportunidades Areas de anl i sis

    3 Desafos oport nidades A d l i i

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

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    seg. min. ao plan

    Estabilidad

    Normas de

    seguridad

    Efectosdinmicos

    de tecnolo-

    gas.

    Modificacin

    de reservasde potencia

    del sistema.

    Pronsticos,

    Lmites de transmisin

    Coordinacin

    Predespacho

    de unidades:

    costos y reservas.

    Pronsticos,

    Coordinacin deoperacin.

    Coordinacin

    hidrotrmica:

    precios, planificacin

    de la operacin.Modelacin de viento en

    modelos.

    das/ sem.

    3. Desafos y oportunidades Areas de anl i sis

    Seguridad SuficienciaConfiabilidad

    3 Desafos y oportunidades D f

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    3. Desafos y oportunidades Desa fo

    Desafo I

    El problema del pronstico de potencia elica

    f(tecnologa, lugar, clima)

    3 Desafos y oportunidades A d l i i

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    Altos niveles de penetracin de energa elica implican altos niveles de

    reserva, problemas de estabilidad! altos costos en pases con matriztrmica pura se estima que penetracin de renovables queda limitada avalores no mayores al 20% de la energa.

    Ref: Ecofys

    3. Desafos y oportunidades Areas de anl i sis

    3 Desafos y oportunidades Desa fo

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    41/98

    Altos niveles de penetracin de energa elica implican altos niveles de

    reserva, problemas de estabilidad! altos costos en pases con matriztrmica pura se estima que penetracin de renovables queda limitada avalores no mayores al 20% de la energa.

    3. Desafos y oportunidades Desa fo

    3 Desafos y oportunidades Desa fo

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    3. Desafos y oportunidades Desa fo

    Fuente: 50 Hertz, Alemania

    Ejemplode

    Alemania

    3 Desafos y oportunidades Desa fo

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

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    3. Desafos y oportunidades Desa fo

    Desafo II

    Normas tcnicas econmicamente adaptadas

    Equilibrio entre estndares de diseo y

    operacionales.

    3. Desafos y oportunidades Evol ucin de normas

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    Influencia de nivel de penetracin y estndares en el desempeo deuna tecnologa de generacin.

    60

    70

    50

    30

    . y p

    3. Desafos y oportunidades Fault Ri de Through

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

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    Capacidaddelparqueparaoperarduranteydespusdel

    despeje

    de

    la

    falla. Evitanladesconexinmasivadeaerogeneradoresenel

    sistemaduranteunacontingencia.

    DiversasNormasInternacionales

    Desconexin de Parques

    3. Desafos y oportunidades Fault Ride Through

    3. Desafos y oportunidades Innovacin en modelos

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    seg. min. ao plandas/ sem.

    Necesidad de desarrollo y ajuste de modelos dinmicos.

    Dependencia de resultados de diseo de parque

    seleccionado (tipo de generador elico, compensaciones). Es factible definir lmites por tecnologa y por zona del

    sistema.

    Norma tcnica no permite conexin de sistemas

    convencionales.

    Enfoque de diseo vs. enfoque de sistema.

    Estabilidad

    Anlisis

    dinmico

    3. Desafos y oportunidades Innovacin en modelos

    3. Desafos y oportunidades Fault Ride Thr ough

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    Desconexin de Parques

    Tensin V/Vn

    0 500 Tiempo ms1000 2000

    20 %

    3000

    40 %

    60 %

    80 %

    100 %

    Espaa

    E.ON

    EEUU

    1500

    China VDN

    y p g

    3. Desafos y oportunidades Fault Ride Through

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    Aporte

    de

    Reactivos

    Parque

    Elico

    Al

    parque

    se

    le

    exige

    inyectar

    potencia

    reactiva

    al

    sistema

    durantefallas.

    ImplicaInversinen

    Equiposadicionalesconaportedinmicodereactivos

    Tecnologas

    de

    generacin

    capaces

    de

    inyectar

    corriente

    reactiva

    durante

    y

    despusdelasfallas.

    y p g

    3. Desafos y oportunidades Fault Ride Through

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

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    Aporte

    de

    Reactivos

    Parque

    Elico NormaAlemanaEON

    y p

    3. Desafos y oportunidades Fault Ride Through

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    50/98

    50

    Requerimientosde

    conexin

    aredes

    elctricas

    NormaChilenaArtculo38

    Durante el periodo transitorio posterior a la ocurrencia de la falla, el

    parque elico no deber absorber reactivos con tensiones inferiores

    a 0,9 en p.u. en el punto de conexin al Sistema de Transmisin.

    Fuente: CNE - NCh de seguridad y calidad de servicio

    3. Desafos y oportunidades Resul t ados de anl i si s

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    51/98

    Ejemplo

    en

    el

    SIC

    NormasyExigenc

    iasTcnicas

    3. Desafos y oportunidades Resul t ados de anl i si s

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

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    EscenariosyResul

    tados Escenarios

    Casos BaseNomenclatura Descripcin

    2010 AS HS Demanda Mxima Abril - Septiembre Hidrologa Seca

    2010 AS HH Demanda Mxima Abril - Septiembre Hidrologa Hmeda

    2010 Min HS Demanda Minima Hidrologa Seca

    3. Desafos y oportunidades Resul t ados de anl i si s

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    Ubicacin

    Parques

    ElicosLengua de Vaca

    Escen

    ariosy

    Resultados

    3. Desafos y oportunidades Resul t ados de anl i si s

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

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    ParquesenOperacinSimultnea

    ParqueElico Capacidad

    Instalada

    L.Vaca 100MW

    Los

    Vilos 300

    MW

    P.Curaumilla 300MW

    A.Hualpen 300MWEscen

    ariosy

    Resultados CortocircuitosBifsicosaTierraenPuntodeInyeccindelos

    ParquesconDesconexindeLnea.

    1000MWinstalados

    Generacinelicamxima

    SinFRT

    Falladespejadaen120[ms]

    Rigidez

    de

    Ks=

    1

    [p.u./el

    rad]

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    55/98

    Capacidad

    Instalada MximosNivelesdeInstalacinObtenidosporEscenario

    BajoExigenciasExtremas

    Sinequiposdecompensacindinmicadereactivos

    Parquesamximoniveldegeneracinsimultnea.

    Sinpermitirdesconexindelosparques.

    Escenariosy

    Resultados

    CapacidadElicaInstalada[MW]

    ParqueElico 2010MinHS 2010HSAS 2010HHAS

    LenguadeVaca 100 100 100

    LosVilos 300 300 300

    P.Curaumilla 300 300 300

    A.Hualpen 300 300 300

    Total 1000 1000 1000

    3. Desafos y oportunidades Desa fo

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    56/98

    Desafo III

    Nuevos esquemas de operacin / control

    Sinergia hidrulica elica.

    3. Desafos y oportunidades Innovacin en modelos

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    57/98

    seg. min. ao plan

    Modificacin

    de reservasde potencia

    del sistema.

    Predespacho

    de unidades:

    costos y reservas. Coordinacin

    hidrotrmica:

    precios, planificacinde la operacin.

    das/ sem.

    Estabilidad

    Anlisis

    dinmico

    3. Desafos y oportunidades Innovacin en modelos

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    58/98

    Accindereservadelosembalse

    HorizontedeTiempo

    Inyeccin,De

    manda,

    MW

    Enformanaturallosembalsespuedenapoyarconlareservarequerida.

    Elico

    Embalse

    Demanda

    Desafos

    tcnicos

    3. Desafos y oportunidades Innovacin en modelos

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    59/98

    SIC

    RapelCuencaMaule

    LajaBioBio

    Canutillar

    Qu nivel de penetracin de energa elica es compatible con el SIC?Up-Powering tiene sentido?

    3. Desafos y oportunidades Innovacin en modelos

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    60/98

    SIC

    RapelCuencaMaule

    LajaBioBio

    Canutillar

    Qu nivel de penetracin de energa elica es compatible con el SIC?Up-Powering tiene sentido?

    3. Desafos y oportunidades Innovacin en modelos

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    61/98

    Cuenca del Maule

    Rapel

    CuencaMaule

    Canutillar

    Machicura

    Colbn

    Invernada

    Laguna

    del

    Maule

    Cipreses

    Isla

    Curillinque

    Loma Alta

    Pehuenche

    San Ignacio

    3. Desafos y oportunidades Coor di nacin hi dr otrmi ca

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    62/98

    Resultados

    CHT!CHT!

    ModelacinModelacin

    Mtodode

    optimizacin

    Mtodode

    optimizacin

    Estocstico

    Gran

    dimensin

    No lineal

    Demanda Hidrologa

    Generacin

    Red

    Tiempo

    Algoritmos

    Librera/paquetedeoptimizacin

    Aperturas Escenarios

    Tolerancias

    3. Desafos y oportunidades Coor di nacin hi dr otrmi ca

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    63/98

    Resultados

    CHT!CHT!

    ModelacinModelacin

    Mtodode

    optimizacin

    Mtodode

    optimizacin

    Estocstico

    Gran

    dimensin

    No lineal

    Demanda Hidrologa

    Generacin

    Red

    Tiempo

    Algoritmos

    Librera/paquetedeoptimizacin

    Aperturas Escenarios

    Tolerancias

    3. Desafos y oportunidades Coor di nacin hi dr otrmi ca

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    64/98

    Resultados

    CHT!CHT!

    ModelacinModelacin

    Mtodode

    optimizacin

    Mtodode

    optimizacin

    Estocstico

    Gran

    dimensin

    No lineal

    Demanda Hidrologa

    Generacin

    Red

    Tiempo

    Algoritmos

    Librera/paquetedeoptimizacin

    Aperturas Escenarios

    Tolerancias

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    65/98

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    66/98

    66

    ValoresUpPowering

    Centralesobjetivode

    UpPowering

    Potencia

    Mxima

    Inicial[MW]

    Potencia

    MximaFinal

    [MW]

    Aumentode

    potencia[%]

    ElToro 450 562 25

    Canutillar 172 258 50

    Cipreses 105 139 31

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    67/98

    67

    Comparacinresultados

    pruebas

    Up

    Powering

    SituacinUpPowering

    Energano

    servida

    [MWh]

    Ahorro

    Energano

    servida

    [MWh](con

    respectoasu

    casobase)

    Costodelsistema

    [US$]

    AhorroCosto

    delsistema

    [US$](con

    respecto

    a

    su

    casobase)

    Centralcarbn(casobase) 53.087 241.554.882

    Centralcarbn+UpPowEl

    Toro 5.519 47.568 212.203.766 29.351.115

    Centralcarbn+UpPow

    Canutillar 25.667 27.419 225.325.486 16.229.395

    Centralcarbn+UpPow

    Cipreses 36.614 16.473 237.276.565 4.278.317

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    68/98

    68

    Comparacinresultados

    pruebas

    Up

    Powering

    SituacinUpPowering

    Energano

    servida

    [MWh]

    Ahorro

    Energano

    servida

    [MWh](con

    respectoasu

    casobase)

    Costodelsistema

    [US$]

    AhorroCosto

    delsistema

    [US$](con

    respecto

    a

    su

    casobase)

    Elica1(casobase) 28,878 228,384,291

    Elica1+UpPowElToro 49 28,828 202,458,122 25,926,169

    Elica1+UpPowCanutillar 47 28,831 213,408,783 14,975,508

    Elica1+UpPowCipreses 10,976 17,902 225,556,091 2,828,200

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    69/98

    69

    Comparacinresultados

    pruebas

    Up

    Powering

    SituacinUpPowering

    Energano

    servida

    [MWh]

    Ahorro

    Energano

    servida

    [MWh](con

    respectoasu

    casobase)

    Costodelsistema

    [US$]

    AhorroCosto

    delsistema

    [US$](con

    respecto

    a

    su

    casobase)

    Elica2(casobase) 77,923 236,529,021

    Elica2+UpPowElToro 30,725 47,198 209,142,224 27,386,797

    Elica2 +UpPowCanutillar 50,747 27,176 221,699,274 14,829,747

    Elica2 +UpPowCipreses 61,623 16,299 233,489,594 3,039,427

    3. Desafos y oportunidades Innovacin en modelos

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    70/98

    seg. min. ao plan

    Coordinacin

    hidrotrmica:

    precios, planificacinde la operacin.

    das/ sem.

    Modelos de coordinacin hidrotrmica

    orientados a bloques de energa no capturan en

    forma completa dinmica de variacin del

    viento. Imposibilidad de simular en escalas de tiempo

    asociadas a dinmica del viento.

    Desarrollo de metodologa para definir factores

    de empuntamiento (estanques) y factoresptimos de up-powering en modelos operacin /

    expansin.

    3. Desafos y oportunidades Desa fo

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    71/98

    Desafo IV

    Otros desafos relacionados con

    la insercin elica.

    seg min ld /

    3. Desafos y oportunidades Innovacin en modelos

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    72/98

    seg. min. ao plan

    Modificacin

    de reservasde potencia

    del sistema.

    das/ sem.

    Estudio de adaptacin de metodologaaustraliana para asignacin de

    responsabilidades por desviaciones de

    frecuencia: causer-payments

    Posibilidad de incorporar a consumidores y

    generadores en esquema de

    responsabilidades.

    Resultados sensibles a capacidad de modelos

    de estimacin de velocidad de viento (5 min).

    Desarrollo de esquema de SSCC.

    Desarrollo de tcnicas de dynamic rating

    para el clculo de la capacidad trmica de

    lneas de transmisin.

    Correlacin pronstico de viento en parques y lneas

    3. Desafos y oportunidades Areas de anl i sis

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    73/98

    Modelo de ventilacin de lneas Estudio dinmico de la capacidad de transmisin

    Ref: Energy & Meteo:

    0

    400

    800

    1200

    0 2 4 6 8 10 12v [m/s]

    I[A

    ] IEEE

    IEC

    CIGRE'

    Ref: Durham University

    Contenido

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    74/98

    junio de 2010

    74

    Introduccin

    La normativa y el mercado

    Desafos y oportunidades

    Redes inteligentes

    Conclusiones

    4. Redes Int eli gent es: Or i gen!

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    75/98

    Ref: IBM

    Avances en

    electrnica de

    potencia,informtica,

    telecomunicacion

    es, sensores,

    actuadores.

    Aumento delnivel de

    requerimientos

    y complejidad

    de los SEP, ME

    Aumento de

    insercin de

    energas renovables

    intermitentes,generacin

    distribuida,

    vehculos

    inteligentes.

    Generacin distribuida Micro-redes

    Generadores virtuales

    Medidores inteligentes

    Casas/edif icios inteligentes

    Tecnologadeinversores/Electrnicadepotencia

    4. Redes Int eli gent es: avances t ecnolgi cos

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    76/98

    g / p

    Fuente:DistintosfabricantesenInternet

    - Potencia baja, media, alta

    - Operacin continua o espordica

    - Capacidad de sincronizacin a la red- Modos de operacin

    DC

    AC ~=

    Tecnologademedidoresinteligentes

    4. Redes Int eli gent es: avances t ecnolgi cos

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    77/98

    g g

    Fuente:DistintosfabricantesenInternet

    - Slo energa

    - Bidireccional , medicin neta

    - Capacidad de registro- Capacidad de comunicacin

    - Capacidad de monitoreo y control

    - Extensin a otros servicios: gas, agua.

    - Medidores convencionales inteligentes

    Redes Inteligentes / Smartgrids

    4. Redes Int el i gent es

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    78/98

    g g

    Ref: IBM

    Tecnologa clave que permitira eldesarrollo de las energas renovables, la

    adopcin de vehculos elctricos y

    mejoras en la eficiencia energtica.

    (1) Red elctrica transformada (en los

    niveles de transmisin y distribucin)

    que utiliza sistemas de comunicacin

    bidireccionales . (2) Sobrenombre para

    una amplia paleta de aplicaciones que

    potencian la capacidad de monitoreo y

    control de una red elctrica.

    Redes Inteligentes / Smartgrids Atributos segn Departamento de

    4. Redes Int el i gent es

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    79/98

    g g

    Ref: IBM

    Energa de E.E.U.U. : Permite participacin informada del

    cliente/consumidor,

    Considera todas las opciones de

    generacin y almacenamiento,

    Habilita nuevos productos, servicios ymercados,

    Provee energa de calidad para la

    economa digital,

    Optimiza las instalaciones y operaeficientemente,

    Se anticipa y responde ante

    perturbaciones en el sistema,

    Opera robustamente frente a ataques

    y desastres naturales.

    Redes Inteligentes / Smartgrids Componentes bsicos de una red

    4. Redes Int el i gent es

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    80/98

    g g

    Ref: IBM

    inteligente:

    - 1. Sensores

    - 2. Infraestructura de comunicacin

    - 3. Algoritmos de control (aplicaciones)

    - 4. Sistemas actuadores

    Mapeo:

    - 1. TC, TP, PMU, SM, ..- 2. PLC, WiFi, LAN, HAM, ..

    - 3. WAM, AGC, OPF, VVO, DR,

    - 4. DG, FACTS, HVDC, int. Automticos, ..

    4. Redes Int el i gent es

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    81/98

    junio de 2010

    81

    Laboratorio ISET, STEAG Project, Encorp Virtual Power Plant, Virtual FC Power Plant, Fenix project (DER Unin Europea)

    Otros proyectos relacionados de la Unin Europea(CRISP, DISPOWER, MICROGRIDS, EUDEEP, DGFACTS), Virtual Power Plant NATCON7, Decentralized Energy Management System de SIEMENS. SmartGridCity (Boulder, Colorado), Xcelenergy. NTT research centre, Japan (control-communication)

    Ref: FENIX, ISET

    4. Redes Inteligentes Exper i enci as Int er naci onal es

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    82/98

    junio de 2010

    82

    Olympic Pennynsula Project Smart metering Control automtico de demanda

    Smart Grid City Boulder Smart metering Alta penetracin de GD Control de demanda

    participativo

    Model City Manheim Problema multirecurso (energa

    + agua + cargas trmicas +

    transporte)

    Qu nivel de penetracin de energa elica es compatible con el SIC?

    4. Redes Int el i gent es: coor di nacin hidr otrmi ca!

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    83/98

    SIC

    Rapel CuencaMaule

    LajaBioBio

    Canutillar

    Q p g pUp-Powering tiene sentido?

    Qu nivel de penetracin de energa elica es compatible con el SIC?

    4. Redes Int el i gent es: coor di nacin hidr otrmi ca!

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    84/98

    SIC

    Rapel CuencaMaule

    LajaBioBio

    Canutillar

    Up-Powering tiene sentido?

    4. Redes Int el i gent es: Si st emas de moni t or eo de mer cado

    Situacin de Operacin del Mercado

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    85/98

    Nivel de estudio

    Nivel de diseo

    Nivel de

    implementacin

    1. Requerimientosdel Negocio

    2. Modelamiento

    de los datos

    3. Diseo de la

    arquitectura

    4. Implementacin

    5. Distribucin de

    la informacin

    Elemento Indicador

    Barras

    Precios Marginales

    Precios de Nudo

    Precios promedio de los

    clientes libres

    Precios de los combustibles

    Precios de la potencia

    Lneas Peajes

    EmpresasGeneradoras y

    Distribuidoras

    Estadsticas de reclamos

    Cambio de paradigma en la industria automotriz

    4. Redes Int el i gent es

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    86/98

    Reservas de Litio

    Ref: Proyecto CE-FCFM, U Chile, Marubeni

    4. Redes Int el i gent es: Domt i ca y vehculos elct r i cos

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    87/98

    Desarrollos:

    Tarifas flexibles con incentivos.

    Electrodomsticos inteligentes + EE

    Vehculos elctricos.

    4. Redes Int el i gent es: Domt i ca y vehcul os elct r i cos

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    88/98

    Ref: RWE, Alemania

    D fi i i

    GeneradorVirtual/Microredes

    4. Redes Int el i gent es: Gener ador Vir t ual

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    89/98

    junio de 2010

    89

    Definiciones

    Generador Virtual: Grupo degeneradores distribuidos depequea escala (GD)

    operando bajo un esquema decoordinacin comn.

    Ventajas

    Operacin coordinadapermite entregar

    funcionalidades adicionales.

    Capacidad de integracinde diversas fuentes /

    soluciones tecnolgicas.

    GeneradorConvencional

    GeneradorElico

    Cargas

    PanelesSolares

    Referencia

    Generacin

    Generacin

    Consumo

    Generacin

    Base

    Datos

    Unidad

    Control

    Moni-toreo

    Manejo

    4. Redes Int el i gent es: Gener ador Vir t ual

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    90/98

    90/39

    4. Redes Int el i gent es: Gener ador Vir t ual

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    91/98

    GeotermiaGeotermia

    ElicoElico

    SolarSolar

    HidrulicaHidrulica

    BiomasaBiomasa

    91

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    92/98

    FALLAFALLA

    OPERACIN

    ENISLA

    OPERACIN

    ENISLA

    DESCONEXINDESCONEXINRECONEXINRECONEXIN

    4. Redes Int el i gent es: Gener ador Vir t ual

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    93/98

    Sistemas de generacin

    Plataforma decomunicacin

    Esquemas de incentivos.

    Impacto ambiental

    Impacto social /

    compromiso Capacitacin

    Ejemplo de sistema hbrido aislado

    4. Redes Int el i gent es: Gener ador Vir t ual

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    94/98

    ~= ~

    =

    ~

    =

    ~=

    EDAC

    Nivel de reserva de dieselEjemplo de sistema hbrido aislado

    4. Redes Int el i gent es: Gener ador Vir t ual

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    95/98

    ~= ~

    =

    ~=

    ~=

    Nivel de carga

    Nivel de

    estanque

    agua

    potable

    Nivel de

    estanque

    agua

    Nivel de carga

    biogas

    DatosMeteorolgicos Variablesmedidas

    4. Redes Int el i gent es: Gener ador Vir t ual

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    96/98

    DatosMeteorolgicos Variablesmedidas

    Optimizador

    deluso

    de

    la

    energa

    Optimizador

    deluso

    de

    la

    energa

    HistorizadorHistorizador

    Variables

    manipuladas

    El t d lid d i t i l

    Conclusiones

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    97/98

    junio de 2010

    97

    Elementos

    de

    realidad

    internacional

    y

    su

    relacincontemasdeintersanivelregional.

    Marco

    normativo

    y

    oportunidades

    de

    mercado.

    Evolucinyadaptacindemodelosdeoperacin/

    planificacinsonnecesariasparaunaintegracinelica

    efectiva requieredesolucioneslocales.

    Visindelroldelasredesinteligentes.

    Oportunidad

    /

    necesidad

    de

    innovar

    a

    nivel

    regional

    formadeintegracin.

  • 7/18/2019 RPalma_Integracion de La E Eolica y Redes Inteligentes

    98/98

    Gracias

    por

    su

    atencin!

    Rodrigo

    Palma,

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