REDELÉCTRICAelectrica.uc3m.es/ingeol/ficheros/presentaciones matelec/2006_10_25_Integ_RedTematica...1. Identificación de la pérdida máxima de generación eólica que se pueda presentar

Red Temática en Integración de la Generación Eólica en el Sistema

Eléctrico: Integración en la Operación del

Sistema: problemas y soluciones.

Juan Ma. Rodríguez25 de octubre de 2006

D E ESPAÑ AR E D ELÉCT RIC A

Contenidos

Introducción

Integración de la energía eólica en el sistema eléctrico/ operación del sistema

Algunos Problemas

Algunas Soluciones:

Adecuación técnica

CECRE

Conclusiones

Integración en la Operación del Sistema: problemas y soluciones.3

RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA

Contenidos

Introducción


Algunos Problemas

Algunas Soluciones:


CECRE

Conclusiones



Integración de la energía eólica en el sistema eléctrico / operación del sistema:

Sistema eléctrico interconectado

el viento Máquina eléctrica

Previsión Variabilidad Hueco de tensión

aislado

Icc

Estabilidad Balance G/DControl P/V

Q,V

EstabilidadBalance G/D

Control f

Centrales eólicas

Esquema regulatorio Administraciones

Agentes

Elementos de contorno



Integración de la energía eólica en el sistema eléctrico / operación del sistema: actuaciones con relación a la operación en tiempo real.

Año Mes Semana Día D-1 Día D Día D+1 Mes Año

Actuaciones a medio y corto plazo

Mercados de operación

Operación en tiempo real

Actuaciones posteriores al mercado

Contenidos

Introducción


Algunos Problemas

Algunas Soluciones:


CECRE

Conclusiones



Algunos Problemas (1):

PL: During all the year Polish power system was several times seriously affectedby increased loop flows resulting from high wind generation in neighboringsystem. As a result of loop flows the level of congestions on cross-borderinterconnections increased significantly.The most extreme cases occurred on 25-26.10.2005 and 14-18.12.2005.The countermeasures undertaken by PSE-Operator were as follows:- generation redispatching inside the power system;- changing of the network topology;- cancelling maintenance works;- reducing NTC value on cross-border interconnections.NL: In the first three months and the last month of the year there were extensiveflows being channelled along the Dutch grid in relation to huge wind powergeneration in the Northern part of Germany and a strong demand in the Southernpart of Germany and Belgium and France. These transit flows caused that on ten days the ´(N-1) security level´ on the border with Germany was overstepped for a total of about 8 hours.In order to enhance the manageability of these transit flows, consultations withGerman, Belgian and French TSO´s and authorities were started. These resulted in that at the end of the year detailed operational arrangements have been agreedupon, in which each of the involved TSO´s is committed to take countermeasuresto

living network 2005reduce these transports when jeopardising network security.

Fuente: www.ucte.org

http://www.ucte.org/



Algunos Problemas (2):

ES: In June eight towers of the 400 kV Olmedilla-Romica double circuitline fell to the ground; 850 MW wind power was lost in the disturbance. Disturbances with loss of wind power due to grid faults and theirassociated voltage drops have been very reduced in number, with lostpower in all cases staying under 1.100 MW.

Fuente: www.ucte.org living network 2005

http://www.ucte.org/



Contribución de la eólica a la cobertura de la demanda:

26 Ene 2005 27 Ene 2005

MW/ MW(x 10)

Producción eólica estimada (MW)

Demanda del sistema eléctrico peninsular español (MW x 10)



Desconexiones de generación debidas a perturbaciones en la red:

• 19:00 h: Desconexión del Autotransformador 1 400/220 kV de Magallón

• Pérdida de generación eólica: 600 MW

• 20:36 h: Corriente de conexión del Autotransformador1 400/220 kV de Magallón

• Pérdida de generación eólica: 1.150MW

Tiempo (h)

Gen

erac

ión

Eólic

a (M

W)

01-01-2005 / el 21-05-2006

0

200

400

600

800

1000

1200

Perturbación

MW

Perd_eolica_reg



Medidas topológicas para reducir el impacto:

Objetivo: Reducir potencial pérdida de generación eólica tras cortocircuito y evitar en lo posible reducción preventiva de producción (1.300 MW con ocupación total de la interconexión España-Francia)

Desventajas: aplicable sólo en algunos casos y afecta a fiabilidad

Apertura de línea (L-400 kV Mudarra-Grijota) reduce riesgo:2.386 MW → 1.451 MW (situación con producción nacional de 5.000 MW )



La generación eólica en la programación de la generación:

La generación debe satisfacer de manera continua una demanda variable: Eólica ~ +/- 1.000 MW/h

16.00018.000

20.00022.000

24.00026.000

28.00030.000

32.00034.000

Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo

Po

ten

cia

(MW

)

Demanda. Perfil semana invierno Rampas ~ +/- 4.500 MW/h

Rampas de demanda + viento: ~ 5.500 MW/h (con 10.000 MW de eólica instalada) + errores de previsión



Monótona del factor de utilización de potencia eólica(1/3/2004 – 4/01/2006):

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%Frecuencia (%)

Fact

or h

orar

io d

e ut

iliza

ción

(%)

Factor de utilización medio



Previsión de producción eólica: «SIPREOLICO».

previsión horaria, 24 48 h

actualización en tiempo real

REEProgramaciónMercados de OperaciónOperación Tiempo Real

Distribuidor (información zonal)

Día NDía N-1 Día N+1

Previsión de velocidad del viento (modelo HIRLAM & Centro Europeo)

Información de características de parques eólicos Curvas de Potencia / Velocidad de vientoDatos históricos

Error medio Enero 2006

0

200

400

600

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46

Horizonte de predicción [h]

Error absoluto [MW]

-2

3

8

13

18

23

28

Error relativo (%)

Contenidos

Introducción


Algunos Problemas

Algunas Soluciones:


CECRE

Conclusiones



Requisitos técnicos (P.O. 12.3):Permanecer conectados ante faltas correctamente despejadas en la red (cortocircuitos tri-

bi-mono-fásicos)

Límite en consumo de potencia (P,Q) durante la falta y la recuperación de la falta:

Se permiten consumos de potencia activa puntuales 150 ms después de la falta y 150 ms después del despeje (periodo de excepción de ≈150 ms). En el caso de faltas desequilibradas los requisitos son menos exigentes.

Curva de tensión-tiempo especificada:

Requisitos:

Diseño:

Generadores y equipos deben ser capaces de soportar las corrientes generadas durante la falta

Operación:Ajuste apropiado de las protecciones

Tensión (pu)

1

0,2

0,5 1 Tiempo (seg)

comienzo de la perturbación

0,80,95 pu

0 15

Despeje de la faltaduración del defecto

Zona en la que el generador debe permanecer conectado

0,6Falta 2fas.



CECRE: Centro de Control del Régimen Especial.

El elevado número de GRE y nudos afectados, en un contexto de avanzado desarrollo de centros de control de empresas, justifica el desarrollo de un centro de control dedicado al régimen especial por parte de REE:

Integrado en la estructura de control de REEFunción: Interlocución en tiempo real con generadores¿para qué?:Monitorizar variables requeridasEmitir instrucciones de control

¿cómo?Situación Permanente: Interlocución CECRE / Centros de Control de Generación (CCG), que tienen telemando sobre los generadoresSituación Transitoria: Posible actuación de CECRE como CCG de último recurso para los generadores

Medidas relativas a los criterios de control establecidos en el P.O. 3.7



Control de la Generación: características.El control de la generación por REE implica :

GE ⇒ REE: capacidad de REE de recibir información en tiempo real de los parques (producción, tensión, conexión, velocidad del viento, …)REE ⇒ GE: capacidad de los parques eólicos de ejecutar las instrucciones de REE:

Control de producción.provisión de servicios al sistema.

Por motivos de seguridad y eficiencia, esta interlocución entre REE y los parques no se hace de manera individualizada, sino a través de Centros de Control de Generación que integran varios parques:

Recursos técnicos y humanos (24 h)Centro de control seguro y redundante.Conexión al Centro de Control <> Parques - generadores

Estos aspectos son especialmente relevantes en el caso de los parques eólicos, debido a su elevado número, cantidad de agentes implicados, así como requisitos técnicos específicos : CECRE.



CECRE: Control de la Generación de Rég. Especial.

CECOEL / CECORE

CECRE

CCGesp1CCGCON …

Enlace y mando sobre instalaciones


EEEE + M

…

E+M

CCGespn


CCG: Centros de Control de Generación (convencional-con- o Régimen especial –esp-E: Enlace (Iccp)E+M: enlace y mando



Aplicación de cálculo de consignas: “GEMAS” (Generación Eólica Máxima Admisible en el Sistema)

CECRE

GEMAS

CCGesp1 CCGesp1

CCGespn CCGespn

......

Consignas

Medidas en tiempo real Consignas calculadas

Cálculo cada 10 minutos



Esquema de GEMAS

GEMAS(Generación Eólica Máxima Admisible en el Sistema)

(PSS/E + EXCEL)

Información Estructural de Los parques

Escenario (PSS/E) tiempo real

Consignas a nivel de parque y nudo de la RdT, C.C. y tipo

CECRE

Generación eólica en

Maximización de la produccióneólica integrable en el sistemagarantizando la seguridad



Fundamentos de GEMAS: Condiciones de cálculo de GEMAS.

1. Identificación de la pérdida máxima de generación eólica que se pueda presentar en tiempo real.

2. Calcular, en su caso, las limitaciones de producción –consignas-3. Dotar de robustez y estabilidad dinámica al proceso de emisión de

consignas. Transformar la solución matemática en solución física con sentido.

4. Agregar las consignas acorde al P.O.3.7 (consignas a nivel de parque y además a nivel de centro de control, nudo de la RdT y tipo de parque)

1. Parque – consigna2. Centro de control, nudo de la RdT, tipo tecnologia - consigna


RED ELÉCTRICA DE ESPAÑAParque 1 Parque 2

Parque 3Pruebas reales de envío de consignas:

Consigna

Producción

Contenidos

Introducción


Algunos Problemas

Algunas Soluciones:


CECRE

Conclusiones



Contestaciónsolicitudes de acceso

a la redCalculo la máxima penetración eólica

Requisitos técnicos

Desarrollo de la RdTConexión a la RdT

Herramientas parala previsión

«SIPREOLICO»

Diálogo con Agentes,

Administraciones, Asociaciones

Conclusiones:Medidas adoptadas por REE para la integración eólica.

Creación del CECRE


RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA¡Gracias por su atención!y CONTINUARÁ…

www.ree.es

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