Dr. Rodrigo Moreno, Dr. Alejandro Navarro, Andrés Inzunza, Dr. Ricardo Álvarez, Felipe Riquelme

CIGRE, 17 de Octubre 2017

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Tendencias Internacionales de la Regulación de la Distribución Eléctrica

Sistema eléctrico de potencia convencional

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Generación

Transmisión

Distribución

3

Control TSO

Control DSO

Redes inteligentes

• Reducción de emisiones:• Tecnologías bajas en carbono en distribución tales como paneles

solares, vehículos eléctricos, bombas de calor, micro-cogeneración

• Conexión de generación renovable en transmisión

• Confiabilidad y eficiencia económica:• Incorporar estas tecnologías a las redes, solucionando los potenciales

problemas requiere de nuevas practicas de operación y diseño.

• Mantener (o aumentar) los niveles de confiabilidad de manera económicamente eficiente.

Drivers para la evolución del sistema eléctrico

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• Práctica convencional: confiabilidad y mayor capacidad de conexión de generación (renovable) se realiza mediante:

mayor inversión en redundancia y activos tradicionales (líneas y transformadores)

• Tendencia internacional: confiabilidad y mayor capacidad de conexión de generación renovable se realiza mediante:

un portafolio de soluciones convencionales e innovadoras/inteligentes, que incluyen:

Más control, monitoreo y comunicacionesEsquemas avanzados de protecciones Infraestructura innovadora (baterías, soft-open points),

incluyendo la participación del consumidor (demand side response)

Innovación comercial 5

¿Cómo mantener confiabilidad?

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Ejemplo 1: OLTC comunicado con último nodo

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1100

10

20

30

40

50

60

PV Penetration [%]

Volta

ge P

robl

ems

[%]

Feeder 1Feeder 2Feeder 3

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1100

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

PV Penetration [%]

Volta

ge P

robl

ems

[%]

Feeder 1Feeder 2Feeder 3

Sin OLTCSin OLTC Con OLTCCon OLTC

30-40% 90-100%

7

Ejemplo 2: Baterías en puntos de distribución

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1100

10

20

30

40

50

60

70

80

PV Penetration [%]

Cust

omer

s [%

]

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1100

2

4

6

8

10

PV Penetration [%]

Cus

tom

ers

[%]

70-80%

Sin bateríasSin baterías Con bateríasCon baterías

30-40%

8

Ejemplo 3: Carga de vehículos eléctricos

Sin control inteligente de carga

Sin control inteligente de carga

Con control inteligente de carga

Con control inteligente de carga

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Lavaplatos inteligenteTermos eléctricos

Lavadora y secadora inteligente

Aire acondicionado

Flexibilidad de la matriz de generación

Alta Baja

Ahorro en costo £/LP 3-15 100+

Ahorro en CO2 kg/LP/año <30 100-250

Ejemplo 4: Control de aplicaciones inteligentes (1)

10

Ejemplo 4: Control de aplicaciones inteligentes (2)

Re-conexión de refrigeradores

¿Cómo viabilizar un futuro eficiente y no fracasar en el

intento?

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Visión proactiva de la regulación

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Revisión de estándares de seguridad

Key findings:• Costo efectividad de la practica

actual• Inversión de red para GD• Valor de la automatización• DER para seguridad• Co-optimización de desconexión

de carga “no critica” y sobrecorrientes

• Aumentar utilización de activos• Mantención y reemplazo• Planificación óptima bajo

incertidumbre• Resiliencia (CVaR)

Remuneración (1)

• Reconocimiento del éxito de esquemas convencionales (que fijan un cap al ingreso, precio y/o tasa de retorno) en términos de la reducción de costos (-60%, 1990-2006), lo que –en países desarrollados– se ha complementado progresivamente con esquemas de incentivos a la calidad y seguridad, y recientemente con mecanismos de financiamiento para la innovación (investigación, desarrollo y proyectos pilotos).

• Evolución de la regulación hacia el reconocimiento de inversiones reales y outputs (e.g. RIIO UK), que representan métricas de desempeño del servicio entregado por la distribución:• Incentivos a la innovación (tecnológica y comercial) y premios por ahorro.

• Incentivo/penalización a la calidad de servicio (outputs: confiabilidad, tiempos de entrega), a la sustentabilidad (outputs: undergrounding, reporte de CO2 y SF6), etc.

• Mayor compromiso con clientes/stakeholders y su satisfacción, y otras obligaciones sociales (que se pueden medir en outputs/índices de desempeño).

• Posibilidad de delegar la entrega de servicios (complementarios) a terceros (crítico en control de demanda y eficiencia energética). Énfasis en la posibilidad de competir por distintos servicios.

• Mecanismos de incertidumbre durante el periodo tarifario.

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Remuneración (2)

Office of Gas and Electricity Markets, “Handbook for implementing the RIIO model”, 2010.Office of Gas and Electricity Markets, “Handbook for implementing the RIIO model”, 2010. 15

Calidad de suministro

• Estándar de calidad de servicio garantizado (con penalizaciones sino)

• Remuneración: Incentivos y penalidades simétricas contra los targets propios (% de la remuneración)

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Innovación

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SSCC innovadores

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Tarifas: objetivos

• Balance entre componentes: fijo, por potencia(s), por energía• Recolectar la remuneración permitida de la empresa de distribución

• Dar señales de eficiencia a los usuarios de la red: Costo-reflectiva (localizacional) Variante en el tiempo (temporal)

• Tarificación basada en conceptos de costos marginales/incrementales en lugar de costos medios. Es reconocido que costo marginal/incremental da mejores señales de eficiencia, aunque presenta una mayor complejidad en su implementación.

• Un diseño tarifario inadecuado puede originar problemas como energy death spiral (caso PV)

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Tarifas en Europa - Uniformidad geográfica de precios

• En Europa, 40% de los países (de un total de 28) tiene uniformidad geográfica en las tarifas.

• Ejemplo uniformidad geográfica “parcial”: • Uniformidad de precios sólo para clientes AT (Austria).

• Uniformidad de precios sólo para clientes pequeños (Holanda).

39.29%

39.29%

7.14%

14.29%

Uniformidad regional en las tarifas

sinoparcialS/I

European Commission, “Study on tariff design for distribution systems”, 2015.European Commission, “Study on tariff design for distribution systems”, 2015.20

Tarifas en Europa - Tarifas dinámicas (tipo “time of use”)

• Tarifas dinámicas están siendo cada vez más implementadas en los últimos años .

• En Europa, 64% de los países tiene algún grado de dinamismo en la tarifa.

• Diferenciación de grado de dinamismo:• Día/noche/periodos (Irlanda, Portugal: 4 periodos; UK: 3 periodos - en prueba).

• Peak/off-peak (Croacia, Austria, Chipre, República Checa, Francia, etc.).

• Invierno/verano (Eslovenia, Austria).

• Horaria (España).

• Días laborales/no laborales (Eslovenia).

• Diferenciación por tipo de consumo:• Sólo grandes consumos (Austria, Dinamarca, España).

• Todos, excepto consumos residenciales (Malta).

• Implementación depende de empresa de distribución (Suecia, Eslovaquia) .

• A nivel europeo, no existe un sistema tarifario que entregue señales de precio de corto plazo.

European Commission, “Study on tariff design for distribution systems”, 2015.European Commission, “Study on tariff design for distribution systems”, 2015. 21

Resultados tarifas dinámicas (1)

• Proyecto de innovación/investigación “Low Carbon London” desarrollado para determinar si alerta de precios diarios permite un mejor uso de la energía eólica.

• Para desarrollar las pruebas se reclutaron 5.600 consumos pequeños (residenciales) con smart-meter.

• Respuesta positiva de consumidores en horarios de precios altos y bajos.

• Mayor respuesta se da frente a precios altos.

UK Power Networks, “DNO guide to future smart management of distribution networks summary report“, UK Power Networks, 2014.

UK Power Networks, “DNO guide to future smart management of distribution networks summary report“, UK Power Networks, 2014. 22

Resultados tarifas dinámicas (2)

• Impacto en cuenta de luz muestra respuesta activa de consumidores a señales de precios.

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• Falta de énfasis en la confiabilidad y sus conceptos más modernos como la resiliencia, flexibilidad, etc.

• No existe consistencia entre el esquema de remuneración y la expectativa por confiabilidad

• El nivel de “promedios” en nuestro mecanismo de remuneración es ineficiente y no crea los incentivos adecuados para el desarrollo de la red del futuro

• Dificultad de innovarFunción objetivo está limitada al ámbito de la distribuciónNo hay premios claros para la implementación de soluciones

económicamente eficientes a nivel sistémicoNo hay premios claros para la implementación de soluciones

económicamente eficientes en el largo plazo24

Algunos problemas fundamentales con el marco regulatorio actual de la distribución

1. Reconocer el rol de la demanda y la innovación tecnológica en distribución para alcanzar los objetivos de penetración de energías renovables sin comprometer la seguridad y economía del sistema completo

2. Contar con un esquema de remuneración adecuado, que entregue premios/penalidades claros asociado a la confiabilidad e innovación (y, tal vez, otros outputs deseables), remunerando la infraestructura de la empresa real si ésta es eficiente

3. Contar con tarifas costo-reflectivas (con granularidad localizacional y temporal) que permitan la remuneración adecuada de las redes y el uso eficiente de los recursos distribuidos tanto para el beneficio de la distribución como de todo el sistema eléctrico

4. Contar con un mercado competitivo de servicios complementarios apoyado por proyectos pilotos

5. Varios de estos ingredientes podría significar un cambio profundo en elementos clave de la actual regulación (benchmark de empresa modelo)

6. No hay peligro de re-inventar la rueda! 25

Ingredientes claves de un cambio regulatorio