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Congreso de energías renovables y sostenibilidad en territorios insulares
Capacidad de penetración de Renovables en Baleares
12 de abril del 2013
José Manuel de la Torre
Índice
� Red Eléctrica de España
� Sistema Eléctrico Balear –SEB-
� Sistema Eléctrico de Menorca
� Características de la generaciónrégimen especial
2
régimen especial
� Pilares para la integración
� Penetración de RE en Baleares
� Enlaces entre islas y con el SEP
� Conclusiones
3
Red Eléctrica de España
Origen de REE
� Red Eléctrica se crea el 29 enero1985 como aplicación de la ley49/1984 para la explotaciónunificada del sistema eléctrico.
� En las Islas Baleares estamospresentes desde el 1 de julio de
4
4
presentes desde el 1 de julio de2004 como consecuencia de lapromulgación del RD 1747/2003,de 19 de diciembre, por el que seregulan los sistemas eléctricosinsulares y extrapeninsulares
Accionariado�Nace como empresa mixta: 51% INI y 49% Empresas Eléctricas.
�En la actualidad, compañía privada:
20%
5
80 %
Free Float SEPI
Para qué se crea REE (I)
� Nace con dos actividades fundamentales:❍ Operador del Sistema Eléctrico
❍ Transportista de energía eléctrica
6
Consumo industrial de 66 a 15 kVConsumo
doméstico 220 y 380VCentro de
Control de las Islas Baleares (CECOIB)
TSO
❑ REE como TSO en SEB
7
Red de Transporte 220, 132 y 66kV
Subestación de Transporte
Subestación de Distribución
Red de Distribución 15 kV
Centrales de Generación
Centro de Control Eléctrico Islas Baleares (CECOIB)
❑ Operador de Transporte
❑ Operador de Generación
❑ Operador de Apoyo
8
Operador de Apoyo
❑ 12 Técnicos en régimen de turno cerrado 7 x 24
❑ En Dpto. Operación del Sistema de Baleares: 25 personas
Requerimientos del sistema eléctrico
DEMANDA = GENERACIÓN
�Mantener los parámetros eléctricos del sistema dentro de lo s límites deseguridad y calidad de suministro.
�Equilibrio dinámico: En todo momento se tiene que cumplir la siguienteigualdad:
9
Sra. Demanda
Sres. Generadores
10
Sistema Eléctrico Balear –SEB-
11
Ibiza282 MW
Centrales RO en Ibiza-Formentera
12
Formentera12 MW
Alcudia536 MW
Son Reus530 MW
Centrales RO en Mallorca
13Cas Tresorer
431 MW
Mahón247 MW
Centrales RO en Menorca
14
Régimen especial SEB
120
140
160
180
� Evolución de la potencia instalada
15
0
20
40
60
80
100
120
2007 2008 2009 2010 2011 2012
MW
Residuos sólidos Cogeneración Fotovoltaico Eólico
Curva de demanda diaria característica de invierno en Baleares
❑ Récord de
16
❑ Récord de
demanda
invernal
Curva de demanda diaria característica de verano en Baleares
❑ Récord dedemanda
17
demandaestival ehistórico
4% 7% 9%
Total Baleares
Desglose de cobertura de la demanda de 2012
4% 8% 11%
Mallorca-Menorca
❑ Incluye energía transmitida por el enlace HVDC .
18
46%
1%
15%
2%
16%
Carbón MCI (Gas Natural) CC (Gas Natural) TG (Gas Natural)
MCI (Fuel-Oil) TG (Gas-Oil) Régimen Especial HVDC Península-Baleares
54%
18%
5%
4%
Influencia de la energía importada del SEP en el cos te de la cobertura del subsistema Mallorca-Menorca. Agosto-Diciembre d el 2012.
300
350
400
450
500
120
140
160
180
200
19
0
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100
150
200
250
300
0
20
40
60
80
100
120
ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic
GWh€/MWh
Coste variable R.O. Coste variable HVDC Generación R.O. Energía HVDC
Medio ambiente� Emisiones de CO 2 (IV): Evolución anual
4000
5000
60005.001
5.337 4.983 4.806
4.210 3.835
20
0
1000
2000
3000
4000
2007 2008 2009 2010 2011 2012
tCO
2(m
iles)
Carbón MCI (Gas Natural) CC (Gas Natural) TG (Gas Natural)MCI (Fuel-Oil) CC (Gas-Oil) TG (Gas-Oil) Régimen Especial
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Sistema Eléctrico de Menorca
RdT de Menorca actual
22
Mallorca
Generación instalada en Menorca
Régimen Tecnología MW %
Ordinario Motor diesel (Fueloil) 42,0 16
Turbinas Gas (Gasoil ) 205,0 80
423,24,5
MW
23
Especial Eólica 3,2 1
Fotovoltaica 4,5 2
Total Potencia instalada 255205
Motor diesel (Fuel oil) T.G. (Gas oil) Eólica Fotovoltaica
100
120
140
Demanda de energía eléctrica en Menorca❑ Días de máxima y mínima demanda en 2012
24
0
20
40
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00
:00
01
:00
02
:00
03
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:00
00
:00
MW
Día máxima demanda (23/08/2012) Día mínima demanda (18/11/2012)
40
60
80
100
120
140
MW
h
Cobertura del día de máximo consumo en Menorca. Año 2 012
25
0
20
40
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Enlace Mallorca-Menorca Eólica Fotovoltaica Diésel Turbina Gas
Diesel (Fueloil)
37%
TurbinasGas (Gasoil)
45%
Eólica0,2%
Fotovoltaica2% Enlace
Mallorca-Menorca
16%
Eólica
Eólica1%
Fotovoltaica2% Enlace Mallorca-
Menorca14%
MWh Diesel (Fueloil) 253.156
Cobertura de la demanda de Menorca. Año 2012
26
Diesel(Fueloil)
51%
Turbina Gas (Gasoil)
32%
Diesel (Fueloil) 253.156 Turbina Gas (Gasoil) 160.194 Eólica 6.463 Fotovoltaica 7.725 Producción total neta 427.538 Enlace Mallorca-Menorca 70.157 Demanda Menorca 497.696
carbón importado y resto nacional
12,6%
carbón nacional (RD 134/2010)
7,7%
Eólica
Térmica renovable1,9% Térmica no renovable
13,3%
∑Energia sin emisiones CO 2 = 58,2% ∑Energia Renovables = 35%
Contribución de las tecnologías de generación a la cobertura de la demanda del SEP. Año 2012
27
Ciclo combinado14,8%
Fuel-Gas0,0%
Nuclear23,2%
Minihidráulica1,8%
Hidráulica7,6%
Solar Termica
1,4%
Solar Fotovoltaica3,2%
Eólica19,1%
GWhRégimen Ordinario 166.281Régimen Especial 102.428Intercambios internacionales -11.206 Consumo bombeo -5.032 Enlace Baleares - 570 Demanda SEP en 2012 251.901
Características de la generación del
28
régimen especial
Contexto europeo energías renovables
La estrategia europea 20/20/20 es la base para el m odelo energético español
20 / 20 / 20 Strategy
29
■ El desarrollo de las energías renovables,el cambio de combustible a GN y lareducción del consumo implican unareducción en la emisión de los GEI
■ La integración de las energíasrenovables en la red implican unamejora en la eficiencia del sistema
20% de reducción del consumo de
energía primaria
20% de energía final procedente
de renovables
20% reducciones de emisiones
de GEI
Generación Renovable (I): Características
�Reduce la dependencia energética del exterior
�Recurso primario extraordinariamente volátil Difícil pre dictibilidad
�No aporta servicios de ajuste al sistema
30
�No aporta servicios de ajuste al sistema
�Consume servicios de ajuste del sistema
�No aporta inercia al sistema
�Vulnerable ante perturbaciones eléctricas y a las meteorol ógicas
�Muy demandante de red
�Requiere monitorización y control específicos
Generación Renovable (II): Gestionabilidad
�Energía primaria no gestionable
■ Producción sin atender a los requerimientos del sistema
■ Producción muy variable
■ Baja fiabilidad para cubrir puntas de demanda
31
■ Baja fiabilidad para cubrir puntas de demanda
■ Reducida producción en periodos de punta
■ Dificultad de predicción: Tasas de error fuertemente creci entes con elhorizonte de previsión
■ Incidencia directa en las reservas de regulación
3
3,5
4
4,5
Variabilidad régimen especial Menorca
32
0
0,5
1
1,5
2
2,5
00
:00
01
:00
02
:00
03
:00
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:00
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:00
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:00
20
:00
21
:00
22
:00
23
:00
00
:00
MW
P. F. Son Salomó (30/11/2012) P. E. Es Milá (08/03/2012)
Generación Renovable (III): Control de Tensión y co mportamiento ante perturbaciones
�Control de tensión
■ No participación en el control continuo de la tensión del sis tema■ Procedimiento de control de tensión de la generación del régimen
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■ Procedimiento de control de tensión de la generación del régimenespecial: Basado en factor de potencia no completamenteadecuado a las necesidades del sistema
�Comportamiento ante perturbaciones
■ Desconexión ante huecos de tensión
Cobertura de la demanda■ Gran diferencia entre horas valle y horas punta a lo largo del día.■ La imposibilidad de almacenamiento de energía eléctrica en cantidad
importantes implica que la generación se debe adaptar a la de manda encada momento.
■ La flexibilidad de cada planta para adaptar su producción a l as necesidadesde demanda está determinada por la tecnología de las instala ciones.RE tienen prioridad de despacho .
34
Para mantener el equilibrio del sistema son necesar ias actuaciones continuas sobre la generación gestionable.
■ RE tienen prioridad de despacho .■ La producción de las plantas de RE depende de la disponibilid ad de su
recurso primario.
Es necesario que cada planta pueda adaptar su produ cción a las necesidades de la demanda: Generación gestionable
Observabilidad: ¿Para qué?
OBSERVABILIDADMedidas tiempo
real
Previsión de producción
Evaluación reserva caliente
Despacho
Se evitan errores en la
previsión demanda
35
■ Se necesita observabilidad para tener información entiempo real sobre la producción de las instalacionesrenovables.
■ Las telemedidas de producción en tiempo real sonesenciales para garantizar la seguridad del sistema.
■ Esta información también es necesaria para llevar acabo previsiones de producción fiables .
■ Observabilidad en tiempo real y previsiones precisasson herramientas básicas para mantener el balancedel sistema y llevar a cabo una gestión eficiente delas reservas.
Despacho generación gestionable
SE CONTRARRESTAVARIABILIDAD RENOVABLES
Observabilidad: Y si no, ¿qué?
Sin previsión fiableErrores previsión
demanda
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Aumento
incertidumbres
Reducción de la
calidad del servicio
y de la seguridad
del sistema
Aumento del
nivel de
reservas
Reducciones
producción
RE
170
152
120,0
140,0
160,0
180,0
� Incorporación del régimen especial a centros de con trol
Régimen especial Baleares: Observabilidad
37
78
413
7562
312
75
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
Fotovoltaico Eólico Cogeneración Residuos Sólidos
Total Baleares
MW
Potencia instalada Potencia telemedida
79,5 %
75 %92,3 %
100 %
89,2 %
Control de tensión
■ Varialble que determina la calidad del sistema.■ Generación convencional: Mediante inyección/absorción d e reactiva.
Lleva a cabo un papel fundamental en el control continuo de latensión del sistema a nivel de subestación.
■ Actualmente, las instalaciones RE sólo mantienen factor de potencia.
38
Control de tensión continuo a través del CECOIB par a todas las instalaciones con P>1 MW.
Impacto de los errores de previsión (SIPREOLICO /SIPRESOLAR)
■ Las previsiones pueden reducir los efectos de la variabilid ad de lasrenovables en la operación del sistema, pero los errores han de sertenidos en cuenta y se deben programar reservas adicionales parasuperarlos.
39
■ Mayores errores implican mayor provisión de reserva aument ando loscostes del sistema.
REE ha desarrollado su propia predicción para produ cción eólica (SIPREOLICO) y para generación solar (SIPRESOLAR)
Potencia eólica instalada y su evolución en SEP
40
Potencia eólica instalada Enero 2013
Potencia eólica instalada en Baleares
3
3,5
4
4,5
� Evolución de la potencia instalada 2004-2012
41
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
MW
Eólico
Potencia eólica instalada en Menorca
2,5
3
3,5
� Evolución de la potencia instalada 2004-2012
42
0
0,5
1
1,5
2
2004 2005 20052 2007 2008 2009 2010 2011 2012
MW
Eólico
Evolución de la potencia instalada solar fotovoltai ca en el SEP
43
Potencia instalada de generación fotovoltaica en Ba leares
60
70
80
90
❑ Evolución 2007-2012
44
0
10
20
30
40
50
60
2007 2008 2009 2010 2011 2012
MW
Fotovoltaico
Potencia instalada de generación fotovoltaica en Me norca
4
5
5
MW
❑ Evolución 2007-2012
45
0
1
1
2
2
3
3
4
4
2007 2008 2009 2010 2011 2012
Fotovoltaica
46
Pilares para la integración
Producción independiente de las necesidades
Viabilidad del balance de
potencia en valle
Provisión de servicios
complementarios
Retos actuales de la generación renovable no gestio nable
47
potencia en valle
Variabilidad e incertidumbre en
la predicción
Comportamiento durante las
perturbaciones
Gestionabilidad
complementarios
Facilitadores de la integración
Requerimientos generación eólica
Herramientas de previsión solar y eólica
48
Observabilidad y controlabilidad
Desarrollos de la red
Respuesta de la industria
� Objetivo: Alcanzar un gran nivel de integración de renovables sin comp rometer laseguridad del sistema.
� Función principal: Articular la integración de la producción de energía eléctr ica delrégimen especial en función de las necesidades del sistema e léctrico
¿Centro de Control para Energías Renovables de las Islas Baleares (CECREIB)?
49
¿Necesidad de CECREIB?CECOIB
Retos futuros en la integración de renovables
� A corto plazo:
■ Viabilidad de balance en horas valle.
■ La desconexión de instalaciones por huecos de tensión no deb ería suponer unproblema con el cumplimiento de los PO SEIE.
■ Correlación entre la producción solar y eólica.
50
� Medidas a largo plazo:
■ Control de tensión mediante consignas enviadas desde el OS ( control de tensióndinámico).
■ Capacidad técnica y económica de las renovables para partic ipar en servicios deajuste.
■ Aumentar la capacidad de intercambio interislas, y con el SE P.
■ Almacenamiento.
■ Evolución de las herramientas de previsión solar y eólica.
■ Gestión de la demanda.
51
Penetración de RE en Baleares
Penetración de Renovables en las Islas Baleares
Sin PO 12.2
Con PO 12.2
MIX Sólo FV
�Potencia máxima:
52
Mallorca-Menorca 190 450 EOL 165 ─
FV 285 385
Ibiza-Formentera 15 50 EOL 23 ─
FV 27 45
Total SEB 205 500
Penetración máxima de RE en Menorca cumpliendo P.O SEIE
� Máxima (MW):
Valle Llano Punta
A - Demanda Menorca en valle: 25 45 120
B - Gen R.O. (m.t. + Rsva. Reg): 25 25 25
53
C - Capacidad enlace Mallorca: 20 20 20
A-B+C = Capacidad máxima R.E. : 20 40 115
� Penetración máxima sin vertido (MW)*: 20 40 40
(*) Supeditado a estudios dinámicos
Penetración de R E en Menorca cumpliendo PO SEIE y s in vertido
20
30
40
50
60
MW Día mínima demanda (18/11/2012)
54
�Sin vertidos: Valle Llano Punta
� Eólica 20 20 20
� Fotovoltaica 20 20 20
El valle condiciona los vertidos de Eólica
El llano condiciona los vertidos de Fotovoltaica
0
10
20
00
:00
01
:00
02
:00
03
:00
04
:00
05
:00
06
:00
07
:00
08
:00
09
:00
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:00
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:00
13
:00
14
:00
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:00
16
:00
17
:00
18
:00
19
:00
20
:00
21
:00
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:00
23
:00
00
:00
55
Enlaces entre islas y con el SEP
Enlaces actuales entre islas
MenorcaDemanda= 130 MW
MallorcaDemanda= 925 MW Capacidad = 100 MW
Se opera P<35 MW
56
IbizaDemanda= 220 MW
Capacidad = 20 MW
Capacidad = 10 MW
Se operan P<8 MW
FormenteraDemanda= 18 MW
Se operan reducidos de carga por seguridad del suministro de toda la isla para poder cubrir la pérdida de un elemento (N-1)
Propuesta de planificación 2012-2020
MenorcaDemanda= 130 MW
MallorcaDemanda= 925 MW
Capacidad =100 MW
Se operarían P=100 MW
Cap. =120 MW
Capacidad 100 MW
Cap.= 120 MW
Mor
vedr
e(S
agun
to)
57
IbizaDemanda= 200 MW
FormenteraDemanda= 18 MW
Capacidad = 20 MW
Capacidad = 10 MW
Cap. =120 MWSe operarían P=120 MW
Se operarían P=50 MW
Cap.= 120 MW
Capacidad = 50 MW
Repercusión en el SEB (I)
❑ Frecuencia síncrona en todo el sistema eléctrico balear.
❑ Suma de inercias de la totalidad de los grupos conectados en t odas lasislas => Mayor estabilidad en la frecuencia.
❑ Minimización de los deslastres por pérdida de generadores en todaslas islas, hasta llegar a quedar anulados al estar conectado s a laPenínsula .
58
Península .
❑ Eliminación de los ceros de tensión en las islas pequeñas tra s lapérdida total de una central. Sólo hay un emplazamiento de gen eraciónen estas islas.
❑ Ahorro de costes:
� En el despacho económico
� En reservas de regulación.
� En generación auxiliar necesaria para las puntas de demanda de laisla de Formentera.
Repercusión en el SEB (II)
❑ Retraso de la inversión en nuevos generadores al poder reduc ir losíndices de cobertura en las islas que estén conectadas.
❑ Ahorro de emisiones contaminantes.
❑ Mayor calidad de suministro.
❑ Mayor seguridad del sistema.
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60
Conclusiones
Conclusiones� La integración de generación no gestionable supone un reto: Baja disponibilidad,
producción sin correlación con el consumo, falta de firmeza en los programas degeneración futura, dificultad en los balances.
� Debido a ello, la labor del CECOIB/CECREIB y de los CCRE es fun damental para conseguiralcanzar altos niveles de penetración del régimen especial , permitiendo la compatibilidadde estas tecnologías con la seguridad del sistema .
61
de estas tecnologías con la seguridad del sistema .
� Herramientas como SIPREOLICO o SIPRESOLAR son básicas para el cálculo de la reservacaliente. Su precisión para los horizontes de 5 y 24 horas afe cta a los niveles de reservarequeridos y ayuda en el despacho de la generación gestionab le para contrarrestar losefectos de las fluctuaciones de la generación de origen reno vable.
� La observabilidad de las instalaciones FV ha aumentado cons iderablemente gracias al RD1565/2010 mejorando también los niveles de controlabilida d para esta tecnología.
� La adscripción de las instalaciones a CCRE en contacto en tie mpo real con el OS a travésdel CECOIB/CECREIB implica menor tiempo de respuesta, lo qu e repercute en la toma demedidas menos estrictas, aumentando la producción de las ge neradores renovables.
62
www.ree.es