PPT Santiago Gómez

Experiencia de integración de las
renovables en España
Noviembre 2014
Experiencia de integración de las renovables en España
Índice
1. Marco eléctrico.
•
Mix de generación y evolución histórica.
•
Funcionamiento del mercado y despacho de electricidad
•
Red de transporte e interconexiones.
2. La eólica en red y en mercado. Manejo de contingencias y desempeño
operativo.
3. Sistemas de predicción y programación eólica.
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Experiencia de integración de las renovables en España
Marco eléctrico
Sistema eléctrico español
Generación
Evolución del mix de generación
Comercialización
Industrial
consumers
(12,5 kV-132 kV
Transporte
Transmission
grid
220 kV - 400 kV
Distribución
Domestic
consumers
(220 V-380 V)
Distribution
Grid
<= 132 kV
Capacidad instalada:
102 GW*
Cobertura de la demanda
2013: 246 TWh*
Actividades liberalizadas: Generación y comercialización
Monopolio natural: Transporte y distribución
OMIE (Operador del mercado ibérico, MIBEL)
REE (Operador del sistema, España)
CNMC (Regulador, España)
Productores renovables (<50 MW), cogeneración de alta
eficiencia y plantas de residuos.
*Sistema peninsular
Fuente REE
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Experiencia de integración de las renovables en España
Marco eléctrico. Evolución de la eólica en España
 La penetración de las renovables en el mix de generación ha aumentado de forma notable en los últimos años,
alcanzando el 42% en 2013.
 La producción eólica instantánea ha cubierto más del 65% de la demanda en periodos de elevado recurso.
Fuente AEE, REE
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Marco eléctrico. MIBEL (Mercado Ibérico de Electricidad)
Productores
Comercialización
Venta
Mercado Spot
Diario, Intradiarios
OMIE
Agentes
Externos
(importaciones)
Mercados a plazo:
OMIP, OTC
Operación y Servicios
de ajuste del sistema
REE
PVPC
Consumidores
acogidos a tarifa
regulada
(Pot. < 10 kW)
Consumidores
Comercialización
Compra
Agentes
Externos
(exportaciones)
Compras/Ventas de energía al mercado
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Experiencia de integración de las renovables en España
Marco eléctrico. Secuencia de mercados en MIBEL
OMIE
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Marco eléctrico. Mercado diario e intradiarios (OMIE)
Mercado diario
 Hora de cierre del mercado diario
12:00 (armonización → Mercado
único europeo)
 Ofertas simples y complejas.
Generación
renovable
 En los mercados intradiarios, los
agentes pueden ajustar su programa
mediante la presentación de ofertas
de compra y venta de energía.
Mercado intradiario
Fuente OMIE
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Experiencia de integración de las renovables en España
Marco eléctrico. Coberturas mediante Mercados a plazo (hasta D-1)
La gestión del riesgo de precio se puede minimizar mediante la participación en mercados a plazo
(antes del D-1) con entrega física o mediante derivados financieros.
OMIP es un mercado organizado, aprobado y regulado por la autoridad financiera y se negocian contratos
estándares, aprobados por el regulador y existe una cámara central de contrapartidas.
OTC es un mercado mayorista no organizado, de libre concurrencia y con riesgo de contrapartida.
Fuente OMIP
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Experiencia de integración de las renovables en España
Marco eléctrico.
Conceptos regulados: Pagos por capacidad
 Incentivo a la inversión en capacidad a largo plazo:
Promover la construcción y puesta en servicio efectiva de nuevas instalaciones a través de pagos que facilitarán a sus
promotores la recuperación de los costes de inversión.
 Servicio de disponibilidad a medio plazo:
Contratar capacidad de potencia en un horizonte temporal igual o inferior a 1 año con aquellas instalaciones (>50 MW)
que pudieran no estar disponibles en los periodos de punta a falta de esta retribución (Fuel-oil, ciclo combinado,
carbón) e instalaciones hidráulicas de bombeo y embalse.
Potencia instalada ciclos combinados
Fuente CNMC
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Experiencia de integración de las renovables en España
Marco eléctrico. Red de transporte mallada
Red Transporte Sistema 2001
Vs
Red Transporte Sistema fin 2013
 La red de transporte está compuesta por más de 42.000 kilómetros de líneas de alta tensión, más de 5.000
posiciones de subestaciones y más de 80.000 MVA de capacidad de transformación. Estos activos configuran una
red mallada lo que favorece la integración de renovables en el sistema.
Fuente REE
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Experiencia de integración de las renovables en España
Marco eléctrico. Capacidad de interconexión limitada
2013
Importación: 400 – 4.200 MW
Exportación: 400 - 4.400 MW
Saldo exportador:
6.732 GWh
A pesar del incremento de la capacidad de intercambio comercial en los últimos años, España continúa siendo una “isla”
energética. La capacidad de importación es únicamente un 4 % de la potencia instalada.
Fuente REE
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La eólica en red y mercado
MERCADO DIARIO
Día-1
RESTRICCCIONES TÉC.
Día-1
BANDA Y RESERVA
ADICIONAL Día-1
MERCADOS
INTRADIARIOS
ENERGÍAS DE
REGULACIÓN
Restricciones
técnicas en T. Real
Mercado diario
Garantía
Suministro
Programa diario
viable provisional
Programa base de
funcionamiento
Mercados
intradiarios
Gestión Desvíos
Restricciones
técnicas al
programa diario BF
Contratos
bilaterales
Fuente: REE (notas aclaratorias propias).
Mercado actual para la eólica: diario e intradiario
El Real Decreto 413/2014, de 6 de junio, por el que se regula la actividad de producción
de energía eléctrica a partir de fuentes de energía renovables, cogeneración y residuos,
abre la puerta a la participación de la eólica en los servicios de ajuste.
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La eólica en red y mercado
Ejemplo retribución 2014
Pool: mercado diario e intradiario. El precio de la eólica
es inferior al precio medio aritmético del mercado debido al
efecto “curva de carga”.
Penalización desvío. Si el productor
programa y dicho desvío va en contra del
asumir el coste del mismo que vendrá dado
energías de regulación necesarias para
desequilibrio.
se desvía del
sistema, debe
por el coste las
resolver dicho
Retribución específica. El RD 413/2014 establece una
retribución a la inversión en €/MW para aquellas
instalaciones renovables y de cogeneración que no alcancen
la “rentabilidad razonable” con los ingresos de mercado.
Además,
aquellas
tecnologías
(biomasa,
solar,
cogeneración) cuyo coste variable resulte superior al precio
que perciben en el mercado cobrarán también una
retribución a la operación por MWh generado.
Ingresos por servicios de ajuste. Actualmente la eólica
no participa en estos mercados, pero el RD 413/2014 abre
la puerta a que lo haga en un futuro próximo.
38 €/MWh
-1 €/MWh
Parques anteriores a 2004:
0 €/MWh
Parques con PEM entre 2004-2013
~ entre 6 y 46 €/MWh según el
año de PEM y las horas reales de
funcionamiento
0 €/MWh
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Experiencia de integración de las renovables en España
La eólica en red y mercado: Volátil pero muy predecible.
Factor de carga anual 2010 – 2013*
La eólica es una energía volátil pero predecible en términos anuales.
La volatilidad anual es +- 7%, mientras que en el caso de la hidráulica es +-30%.
* Parques eólicos con puesta en marcha anterior a 2010.
Fuente CNMC
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Experiencia de integración de las renovables en España
La eólica en red y mercado: Volátil pero muy predecible.
Factor de carga mensual 2010 – 2013*
En términos mensuales, la eólica presentas unas variaciones mensuales acotadas,
de carácter estacional.
* Parques eólicos con puesta en marcha anterior a 2010.
Fuente CNMC
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Experiencia de integración de las renovables en España
La eólica en red y mercado: Volátil pero muy predecible.
Variación horaria cuatro veces inferior a la de la demanda.
La variabilidad horaria, tanto del recurso eólico como de la demanda, puede ser utilizada
como medida de la velocidad de rampa, variable muy importante a considerar.
Fuente REE
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Experiencia de integración de la eólica en España
La eólica en red y mercado: sistemas de predicción
• Los sistemas de predicción han mejorado notablemente en los últimos años.
• Su precisión aumenta considerablemente al acercarse al tiempo real y por tanto el mercado continuo
favorece la integración de renovables en el sistema
Fuente REE
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Experiencia de integración de las renovables en España
La energía eólica no incrementa las necesidades operativas de Eª de ajuste.
Evolución de la energía gestionada en los mercados de operación (secundaria, terciaria y gestión
de desvíos) frente a la penetración eólica en la demanda peninsular (*):
Fuente REE
• El incremento de la penetración eólica no se ha traducido en un incremento de las necesidades operativas del sistema
(energías 2ª, 3ª y gestión de desvíos), por lo que su no gestionabilidad no ha provocado una mayor activación de
centrales convencionales como supuesto respaldo.
• El volumen de energía gestionada mantiene niveles similares desde 2009, mientras que la generación eólica
ha aumentado un 48,5% desde 2009 a 2013, pasando del 13,8% de cobertura al 21,2%
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Experiencia de integración de las renovables en España
La energía eólica implica una limitada potencia de respaldo.
La Agencia Internacional de la Energía, referente mundial, estima (*) que no se necesitan más de 0,2 MW
de potencia flexible instalada por cada MW de potencia instalada de generación renovable no gestionable.
Fuente :(*) : World Energy Outlook 2011, AIE
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Experiencia de integración de las renovables en España
La eólica en red y mercado: efecto cartera
Parque eólico real. Coste desvíos individual vs. integración en cartera
• Efecto cartera: el desvío agregado se reduce de forma notable (con respecto al que resultaría de
sumar los desvíos absolutos individuales) debido a la dispersión geográfica de los parques y a la
compensación estadística de los errores de programación de los parques que componen la cartera.
Fuente Acciona
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Experiencia de integración de las renovables en España
La eólica en red y mercado: centro de control
MW
MW
2014
horas
Fuente REE
 La eólica regula activamente, tanto a subir y a bajar, mediante restricciones técnicas en T.Real
(especialmente por EXGEN) aunque por el momento no le es permitido participar en estos mercados
de ajuste y, por tanto, ser retribuida por ello.
 En febrero de 2014, la generación eólica se acopló perfectamente a la curva de demanda, destacando la
coincidencia en las rampas de subida y bajada:

-> LA EÓLICA “YA” REGULA
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Experiencia de integración de las renovables en España
La eólica en red y mercado: regulación real de la eólica.
2014
MW
horas
Variación horaria generación eólica 13 de julio (MWh)
Fuente REE
Variación horaria generación eólica 13 feb (MWh)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
J-13 -824 -374 -2.227 -451 -223 -120 1.482 2.166 847
10
571
11
12
13
148 1.244 525
14
15
16
-226 -1.882 454
17
148
18
-39
19
20
21
22
23
24
-796 1.237 -154 -808 -858 -2.353
Generación eólica y sus variaciones “coincidiendo” con la curva de demanda: e.j 13 de febrero 2014:
• Las rampas de bajada “hasta 2227 MW en una hora, horas 1-8, 14-19 y la 24, se debieron a
restricciones técnicas en tiempo real (EXGEN), siendo dicha regulación a bajar no retribuida.
• Las rampas de subida “hasta 2166 MW”, prácticamente todas consecuencia de la finalización de las
limitaciones a la eólica y de precios 0, fueron retribuidas al precio de pool, que distan notablemente de los
precios de regulación a subir.
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Experiencia de integración de las renovables en España
La eólica en red y mercado: servicios de ajuste
 El Real Decreto 413/2014, de 6 de junio, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica
a partir de fuentes de energía renovables, cogeneración y residuos establece que podrán participar en
servicios de ajuste aquellas instalaciones renovables que sean declaradas aptas en toda o parte de su
capacidad.
 Los criterios para considerar dicha aptitud los establecerá la Secretaría de Estado de Energía en una
resolución que todavía no ha sido publicada.
 La propuesta de Pruebas de Habilitación para participar en servicios de ajuste ya ha sido enviado por el
operador del sistema al consejo consultivo.
• Establece pruebas específicas a los diferentes servicios de ajuste en base a los requerimientos de los
mismos (terciaria y gestión de desvíos, secundaria)
• Ventana de las pruebas: 72 horas
• Unidad agregadora de la misma tecnología
 Pruebas terciaria y gestión de desvíos: comenzando en un punto de
funcionamiento igual o inferior a la potencia máxima de la unidad física,
la unidad física incrementará su producción lo más rápidamente posible
hasta alcanzar el valor de su potencia máxima disponible, potencia que
deberá mantener durante al menos 60 minutos.
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Experiencia de integración de las renovables en España
La eólica en red y mercado: servicios de ajuste Proyecto Twenties
El consorcio del proyecto europeo Twenties, programa de I+D+i que coordina REE para integrar la energía
eólica en el sistema eléctrico europeo, presentó a la Comisión Europea las conclusiones, incluyendo la
demostración de viabilidad de los avances desarrollados, en concreto sobre la contribución de generación variable a
los servicios del Sistema.
Las pruebas se realizaron en 15 parques eólicos en el sur de España, 482 MW, conectados en tres nudos diferentes de
400 kV (Tajo de la Encantada, Arcos de la Frontera, and Huéneja), con el objetivo de comprobar la capacidad de
la generación eólica para proporcionar servicios como control de tensión y regulación secundaria.
Fuente: Twenties
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Experiencia de integración de las renovables en España
Sistemas de predicción y programación eólica en Europa
5 Programa óptimo con prediccción
elegida y disponibilidades incorporadas.
1 Modelo predicción Europeo + Meteológica
(modelos físicos y estadísticos)
4 Persistencia (retroalimentación
con datos reales para corto plazo
2 Modelo Acciona (Meteológica +
Modelo A + Modelo B) + 4
Persistencia (retroalimentación
con datos reales para corto plazo
3 Modelo predicción final
elegido.
4 Corección modelo de predicción por indisponibilidades.
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