Integración ERNC Camino Recorrido y Desafíos Presentes y Futuros Patricio Valenzuela Jefe Depto. Operaciones CDEC-SING CIGRE – Septiembre 2016 Agenda • Camino recorrido en el SING • Desafíos ante mayor integración ERNC • Tendencia a nivel mundial para lograr flexibilidad • Comentarios finales Sistemas eléctricos nacionales SING SIC Aysén Magallanes Capacidad Instalada: 4.207 MW Demanda Máxima: 2.555 MW Población: 6,3% Capacidad Instalada: 16.135 MW Demanda Máxima: 7.789 MW Población: 92,2% Capacidad Instalada: 52,4 MW Demanda Máxima: 22 MW Población: 0,6% Capacidad Instalada: 101,7 MW Demanda Máxima: 51 MW Población: 0,9% *Datos mayo de 2016 3 Camino recorrido Inicios en el 2011 Plan de integración ERNC - 2012 Camino recorrido Tender Redes CENACE México Instituto Costarricense de Electricidad ETESA ICE Empresa de Transmisión Eléctrica Nacional Panamá Ente Operador Regional Proyecto SIEPAC Unidad de Transacciones El Salvador UT XM Centro Nacional De Control de Energía Ecuador Operación y Administración de Mercado Colombia CENACE Comité de Operación Económica del sistema Nacional Perú COES Comité Nacional de Despacho de Carga Bolivia Centro de Despacho Económico del Sistema Interconectado Norte Grande Chile ONS CNDC CDEC SING UTE ADME CDEC SIC Operador Nacional del Sistema Eléctrico Administración Nacional de Usinas y Transmisión Eléctrica. Administración del Mercado Eléctrico Uruguay Centro de Despacho Económico del Sistema Interconectado Central Chile Camino recorrido Conocimiento Reportabilidad Predicciones •Cursos específicos (FACTS – AGC – ERNC, etc.) •Estudios (integración ERNC) •Pruebas en terreno Gx •Convenios de cooperación •Pasantías y Visita a Caiso •Redes WAN - PMU •Papers y presentaciones en seminarios (ERIAC) •Difusión continua - charlas •Boletín anual/trimestral • APP • SGER •Pilotos de predicción (Meteológica – Vaisala) •Benchmark •Trabajo con Coordinados •Mesa de Trabajo Camino recorrido Estudio ERNC 2014 (Foco en control de frecuencia) Conclusiones principales: Recomendaciones: Flexibilidad Análisis necesarios Unidades generadoras Interconexión AGC Flexibilidad de UUGG convencionales es clave para absorber variabilidad de centrales ERNC Transferencias dinámicas coincidentes con ERNC, permitiría reducir impactos operativos Implementación y configuración del AGC debe permitir un adecuado control de la variabilidad de las ERNC Sistema de Transmisión Entregar señales para el desarrollo eficiente del sistema de transmisión Predicciones Estudiar mecanismos y metodologías para la gestión y corrección de las predicciones de ERNC SSCC Evaluar otros SSCC que permitan una mayor integración ERNC (control de tensión, cycling, storage, DRMS, etc) Camino recorrido Estudio ERNC 2015 (Foco en el sistema de transmisión) Conclusiones Principales: Recomendaciones: Sistema de Transmisión Análisis necesarios Capacidad Localización El sistema de transmisión del SING del año 2018 y 2021 permite la integración de los escenarios de inyección ERNC evaluados. Mayor seguridad y eficiencia del sistema de TX del SING al considerar una localización de proyectos ERNC en torno a SSEE de demanda. CMg No existe desacople económico y los CMg presentan una marcada tendencia intradiaria de acuerdo al perfil ERNC. Flexibilidad Estudiar criterios de planificación y operación integrada del sistema nacional para que la interconexión sea un recurso de mayor flexibilidad Tecnologías Evaluar alternativas tecnológicas que permitan flexibilizar el parque generador convencional y el sistema de transmisión. SSCC Evaluar factibilidad de que las centrales ERNC puedan realizar un control de tensión e instruirlo mediante la regulación de los SSCC Foco estudio ERNC 2016 Camino recorrido Principales focos de trabajo para una mayor flexibilidad Operación del Sistema Generación Flexible Almacenamiento • Impulso a interconexiones • Implementación de Control Automático de Generación (AGC). • Modelos de predicciones de ERNC. • Verificación de parámetros operacionales en generadores (Auditorías, Expertos Técnicos). • Evaluación de alternativas tecnológicas que permitan flexibilizar el parque generador convencional y el sistema de transmisión. Dentro del Estudio 2016 de ERNC. Camino recorrido Energía Sin Fronteras Unidad Dedicada SADI SING Control de Flujo Control de Frecuencia Camino recorrido Aplicaciones - AGC Control de frecuencia Control de interconexiones Mediante unidades pre-definidas para el ejercer el Control Secundario de Frecuencia . Camino recorrido Gestión de la ERNC SGER.CDEC-SING.CL Camino recorrido Predicciones ERNC – Mesa de Trabajo Mesa de trabajo 2015 Alcance Levantamiento proceso de previsiones de generación ERNC (código de red y proceso actual). 1. Evaluación de desempeño de previsiones. (indicadores, etc.) 2. Recomendaciones para mejorar previsiones de generación ERNC y los procesos asociados. Proyecto de contratación de un servicio de pronósticos para el 2017 en función de una licitación internacional Trabajo de integración CDEC’s Predicciones ERNC Iniciativa del eje operacional. Equipo de trabajo específico de ambos CDEC’s. Eje operacional Alcance del trabajo: 1. Levantamiento estado actual en materia de gestión ERNC y procesos. 2. Evaluación desempeño de pilotos desarrollados. 3. Evaluación de la conveniencia de contar con un servicio de previsión de generación ERNC para el Coordinados y estándar requerido. 4. Recomendaciones para el nuevo Coordinador (procesos/metodologías/herramientas de predicciones y gestión ERNC). Plazo finalización de este alcance, 2016-2. Estudios para la interconexión Mayor Integración ERNC requiere Sistema Nacional Robusto Proyecto conjunto de ambos CDEC’s con Consultor externo (participación activa en proceso de licitación, seguimiento y revisión de cada uno de los Estudios). Primera aproximación a definición de Criterios de Operación. 1. Control de frecuencia y distribución de reservas para CPF y CSF 2. Evaluación del comportamiento del Sistema con los Automatismos existentes y su adaptación (EDAC, EADG, ERAG, Otros). 3. Control y Estabilidad de Tensión. 4. Estabilidad de pequeña señal y sintonización de PSS. 5. Diagnóstico de fallas de Severidad 6, 7, 8 y 9 6. Energización de Instalaciones y TRV Agenda • Camino recorrido en el SING • Desafíos ante mayor integración ERNC • Tendencia a nivel mundial para lograr flexibilidad • Comentarios finales Desafíos de corto plazo ante mayor integración ERNC Mayor flexibilidad Fuentes de flexibilidad Parque Generador – Mejorar Rangos de operación y velocidad de tasas de subida y bajada. Interconexiones Gestión de demanda Sistema de Transmisión – Mayor Tecnología Medios de almacenamiento Requerimiento esencial para enfrentar incertidumbre en forma eficiente. Medidas que mitigan incertidumbre y uso de recursos Previsión ERNC Previsión de demanda Desafíos de corto plazo ante mayor integración ERNC • Mejorar la flexibilidad técnica de las unidades convencionales Costos de operación Cycling y Ramping: Adelanta ciclos de mantenimiento aumentando los costos de mantenimiento. Eventual aumento de su tasa de falla y tiempo medio de falla. Límite eficiencia Estándar Flexibilidad del parque Aumenta la indisponibilidad por mayor periodicidad de las intervenciones para mantenimiento. Aumentar los costos combustibles (más tiempo operando en puntos menos eficientes). Se requiere recalcular los CVNC. (requiere estimación del régimen operativo para un ciclo de operación) -> SSCC. Desafíos de corto plazo ante mayor integración ERNC • Mejorar la flexibilidad técnica de las unidades convencionales Nivel de Emisiones Restricciones Operativas Límite estándar Flexibilidad del parque Aspectos a abordar en el proceso 1. Unidades han sido comisionadas para una operación en carga base o rango limitado. 2. Existe cierto desconocimiento de los operadores para poder operar en zonas que no han sido establecidas en comisionamiento ni en manuales de operación. 3. Es posible mejorar la flexibilidad cumpliendo la normativa ambiental (Requiere de análisis y ajustes). Revisión de parámetros técnicos Ciclos Combinados 1000 70% 64% 900 (81%) 800 700 60% (83%) 49% (51%) 50% 600 500 31% 32% 40% 33% 30% 400 300 30% 20% 200 10% 100 0 0% U16 CC1 Pmín CC2 CTM3 Pmáx Operación más esperada: Caso GasAtacama con diésel Referencia internacional conforme a nuevas tecnologías KELAR Mín [%] REF Internacional Revisión de parámetros técnicos Unidades de Vapor - Carbón 300 70% 63% 59% 58% 250 55% 58% 56% 54% 56% 51% 47% 200 54% 60% 53% 48% 50% 40% 40% 40% 150 30% 100 20% 50 10% 0 0% U12 U13 U14 U15 NTO1 NTO2 CTTAR CTM1 CTM2 Pmín Pmáx CTH CTA Mín [%] ANG1 ANG2 CCR1 CCR2 Desafíos de corto plazo ante mayor integración ERNC Mayor Inserción de ERNC Requiere Mayor Flexibilidad Cycling requerido se ve limitado por restricciones de Emisiones TRADE – OFF en Juego Se requiere atender este dilema con propuestas que permitan una inserción mayor de ERNC garantizando la seguridad del sistema. Agenda • Camino recorrido en el SING • Desafíos ante mayor integración ERNC • Tendencia a nivel mundial para lograr flexibilidad • Comentarios finales Tendencias a Nivel Mundial Tendencia depende de las características de la ERNC integrada. Sistemas con ERNC altamente distribuida, se busca flexibilidad en los recursos disponibles en los sistema de distribución (DES). Rol del DSO cada vez más relevante (caso Alemania). Sistemas con ERNC concentrada, prevén baja del precio de energía y fortalecimiento del mercado de capacidad aumentando su precio para lograr la flexibilidad requerida (Caso New England). Rol del mercado de regulación o desbalances resulta clave. Tendencias a Nivel Mundial Creación de grupos de trabajo multisectoriales orientados a buscar mejoras. Ejemplo Proyecto GridTech: • Evaluación integrada del impacto de la incorporación de nuevas tecnologías en los sistema Europeos. • Comparación de distintas tecnologías para permitir una mayor integración ERNC al menos costo posible. • Foco: impacto directo o indirecto de tecnologías innovadoras sobre el desarrollo de la red de transmisión y operación (TGT, EST, EDT, DSM, DRT, etc.). ¿Cuál , cuándo y dónde? Agenda • Camino recorrido en el SING • Desafíos ante mayor integración ERNC • Tendencia a nivel mundial para lograr flexibilidad • Comentarios finales Conclusiones • Dinámica y contexto actual de la oportunidades para enfrentar los desafíos. • Desafíos impulsan un trabajo conjunto - ámbito eléctrico y medioambiental (dilema ERNC – flexibilidad –norma ambiental). • Rol del Coordinador Nacional - Articulador y nodo coordinador de esta gran red de “stakeholders” será crucial para enfrentar los desafíos. • Participación activa de los stakeholders en el llamado de la Autoridad para discutir y proponer el marco regulatorio. (dedicación y estudio). industria, genera Conclusiones • La búsqueda de flexibilidad en el parque convencional es una tarea que está partiendo (procesos complejos - dedicación). • Revisar mecanismos que reconozcan el servicio de Cycling de manera de permitir su existencia. • Explorar todas las alternativas de flexibilidad – Creación de grupos de trabajo. • Propuesta de revisión y creación de una nueva Ley de Distribución - flexibilidad en el largo plazo (DSO). Integración ERNC Camino Recorrido y Desafíos Presentes y Futuros Patricio Valenzuela Jefe Depto. Operaciones CDEC-SING CIGRE – Septiembre 2016