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DESARROLLO Y APLICACIÓN DE DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOSSERVICIOS COMPLEMENTARIOS

CREG-ALURE: Seguridad y Suficiencia en el Suministro de la Demanda

25, 26 y 27 de Marzo de 2002.

Mauricio Canal [email protected]

DESARROLLO Y APLICACIÓN DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS

•Objetivo de la Presentación

•Consideraciones del mercado

•Consideraciones Técnicas

•Servicios de Generación

•Servicios de Transmisión

•Regulación Colombiana actual

AGENDAAGENDA

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OBJETIVO DE LA PRESENTACIÓNOBJETIVO DE LA PRESENTACIÓN

Presentar las bases teóricas de la prestación de los Servicios Complementarios en cuanto a sus aspectos técnicos y remuneratorios, los Servicios Complementarios potenciales de los Generadores y Transportadores; y la experiencia Colombiana en esta materia.


Consideraciones de Mercado

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“Para buscar la eficiencia y bajar el costo de la energía a los usuarios”

Como se espera conseguir lo anterior ?

1-) La separación de funciones y responsabilidades

2-) Introduciendo la competencia en todas las actividades

3-) Dejando a las fuerzas del mercado la determinación de la racionalidad económica

POR QUÉ LA DESREGULACIÓN ?POR QUÉ LA DESREGULACIÓN ?


ISO

SC PX

AS TO

G PM R D

SECTOR DE LA GENERACIÓN

SECTOR DE LA TRANSMISIÓN SECTOR DE LA DISTRIBUCIÓN

G: Generadores

PM: Comercializadores en bloque

SC: Coordinadores de programaPX: BolsaAS: Proveedores de servicios complementariosTO: Propietarios de la transmisiónISO: Operador independiente del sistema

R: Proveedores de servicios a usuarios finales

D: Proveedores de servicios de distribución

ESTRUCTURA DEL MERCADOESTRUCTURA DEL MERCADO

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ââEL SISTEMA FÍSICO ELÉCTRICO

ââEL SISTEMA INFORMÁTICO DE MERCADO

HH PROBLEMAS EN UNO, NECESARIAMENTE CREARÁ PROBLEMAS EN EL OTRO

HH LAS SOLUCIONES DEBERÁN CONSIDERAR LAS COMPLEJAS INTERACCIONES ENTRE LOS ELEMENTOS DE LOS DOS SISTEMAS

CAMBIO TECNOLÓGICOCAMBIO TECNOLÓGICOAcople Estrecho entre dos Sistemas


Consideraciones Técnicas

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ATRIBUTOS

22 REGULACIÓN DE LA TENSIÓN 5 % (1)

22 REGULACIÓN DE LA FRECUENCIA ± 2% (2)

22 DISTORSIÓN ARMÓNICA TOTAL < 1.5 % (1)

(1) DEPENDE DE LA GENERACIÓN, LA TRANSMISIÓN, LA DISTRIBUCIÓN Y LA DEMANDA

(2) DEPENDE DE LA GENERACIÓN Y LA DEMANDA

CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICACALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA


ES LA ELECTRICIDAD UNA MERCANCIA “COMMODITY” ?

• NO ES ALMACENABLE !

POR LO TANTO :

• SE PRODUCE EN EL MISMO INSTANTE QUE SE CONSUME Y

• CUALQUIER VALOR AGREGADO DEBERÁ HACERSE EN EL MISMO INSTANTE

CARACTERÍSTICAS DE LA CARACTERÍSTICAS DE LA ELECTRICIDADELECTRICIDAD

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ALTAS CAPACIDADES DE TRANSPORTE (>>>MW/$)

xx MAXIMIZACIÓN DE LA UTILIZACIÓN DEL SISTEMA

xx OPERACIÓN DEL SISTEMA CERCA DE SUS LÍMITES TÉRMICOS

RETO :

uu MANTENER LA ESTABILIDAD Y LA SEGURIDAD DEL SISTEMA OPERANDO CADA VEZ MÁS CERCA DE LOS LÍMITES DE ESTABILIDAD

NECESARIAMENTE :

ææ SE DEBERÁ AUMENTAR LA CONTROLABILIDAD DEL SISTEMA

ææ QUE A SU VEZ IMPLICA AUMENTAR LA OBSERVABILIDAD CON TIEMPOS DE RESPUESTA ADECUADOS

QUE IMPLICA LA EFICIENCIA ?QUE IMPLICA LA EFICIENCIA ?


REQUIERE :

pp MINIMIZAR LOS FLUJOS DE POTENCIA REACTIVA

pp PROVEER SOPORTE DINÁMICO DE LA TENSIÓN

pp LA PROVISIÓN DE AMORTIGUAMIENTO AL SISTEMA

pp CONTROLAR LA DISTRIBUCIÓN DE FLUJOS DE POTENCIA

pp MONITOREAR EN TIEMPO REAL LA TEMPERATURA DE LOS CONDUCTORES

A CADA UNA DE ESTAS FUNCIONES ES POSIBLE ASOCIAR UNO O MÁS SERVICIOS COMPLEMENTARIOS DE TRANSMISIÓN

AUMENTO DE LA CONTROLABILIDADAUMENTO DE LA CONTROLABILIDAD

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DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL PRESTADOR DEL SERVICIO :

1. DE GENERACIÓN

2. DE TRANSMISIÓN

3. DE DISTRIBUCIÓN

DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA OBLIGACIÓN :

1. OBLIGATORIOS

a. NO REMUNERADOS POR SEPARADO

b. REMUNERADOS POR SEPARADO

2. NO OBLIGATORIOS

DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA RESPONSABILIDAD :

1. TRANSFERIBLES

2. INTRANSFERIBLES

SERVICIOS COMPLEMENTARIOSSERVICIOS COMPLEMENTARIOSPosibles Clasificaciones


22 ASOCIACIÓN CON DESPACHO DE POTENCIA ACTIVA

1-) CARACTERÍSTICAS DEL PRODUCTO TRANSADO

(Kw-h REGULADO O NO REGULADO)

2-)YA ESTÁ REMUNERADO O SE REMUNERA POR APARTE

22 NO ASOCIADOS CON DESPACHO DE POTENCIA ACTIVA

DEBERÁN REMUNERARSE POR APARTE

CRITERIOS DE OBLIGATORIEDADCRITERIOS DE OBLIGATORIEDADEN LA PRESTACIÓN DEL SERVICIOEN LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO

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22 LA POTENCIA Y ENERGÍA DE OPORTUNIDAD ASOCIADOS A LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO

22 LA INVERSIÓN EN EQUIPOS ADICIONALES REQUERIDOS PARA LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO

22 El DESGASTE DE EQUIPOS DERIVADOS DE LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO

22 EL MAYOR COSTO DE OPERACIÓN DERIVADO DE LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO

22 EL PERJUICIO EVITADO AL SISTEMA POR LA PRESTACIÓN DEL SERVICIO

COMPENSACIÓNCOMPENSACIÓNPRINCIPIOS BÁSICOSPRINCIPIOS BÁSICOS


Serviciosde Generación

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1. REGULACIÓN PRIMARIA DE FRECUENCIA (DISTRIBUIDO)

2. REGULACIÓN SECUNDARIA DE FRECUENCIA (CENTRALIZADO)

3. CONTROL DE LA TENSIÓN (DISTRIBUIDO)

4. SUMINISTRO DE REACTIVOS (DISTRIBUIDO)

4. PROVISIÓN DE AMORTIGUAMIENTO (DISTRIBUIDO)

5. GENERACIÓN REVERSIBLE (COND SINCRO A GENERADOR) (DISTRIBUIDO O CENTRALIZADO)

6. ARRANQUE CALIENTE (CENTRALIZADO)

7. ARRANQUE FRIO (CENTRALIZADO)

GENERACIÓNGENERACIÓNSERVICIOS COMPLEMENTARIOSSERVICIOS COMPLEMENTARIOS

Servicios Potenciales


REGULACIÓNREGULACIÓNPRIMARIA DE FRECUENCIAPRIMARIA DE FRECUENCIA

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P = INTERCAMBIO Po = SET DE INTERCAMBIO

∆∆P = DESVIACIÓN DE INTERCAMBIO f = FRECUENCIA

fo = SET DE FRECUENCIA ACE = ERROR DE CONTROL DE ÁREA

Kr = POTENCIA REGULANTE ∆∆Pe = SEÑAL DE CONTROL

Dx = FACTORES DE PARTICIPACIÓN

D 1

D 2

D 3

CONTROL P I

fo f

ACE

+

+

++ G Pe

BIAS

∑

Po

P

REGULACIÓNREGULACIÓNSECUNDARIA DE FRECUENCIASECUNDARIA DE FRECUENCIA


P

p.f nomlag

p.f nomlag

1.0 p.u

Q

POTENCIA REACTIVA YPOTENCIA REACTIVA YCONTROL DE TENSIÓNCONTROL DE TENSIÓN

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PROVISIÓN DE PROVISIÓN DE AMORTIGUAMIENTOAMORTIGUAMIENTO


Servicios de Transmisión

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� MEJORAR LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA� INCREMENTAR LA CAPACIDAD DE TRANSPORTE� MEJORAR LA CONFIABILIDAD DEL SISTEMA

LA EXPANSIÓN DE LA TRANSMISIÓN Y LOS SERVICIOS COMPLEMENTARIOS DE TRANSMISIÓN NO SON FÁCILMENTE SEPARABLES. ...........POR QUÉ ?

PORQUE LOS SERVICIOS COMPLEMENTARIOS ESTÁN ASOCIADOS A LA MAXIMIZACIÓN DE LA UTILIZACIÓN DEL SISTEMA Y PUEDEN REMPLAZAR O DESPLAZAR OTRAS INVERSIONES. .........................(MAYOR EFICIENCIA)

POR QUÉ SON DESEABLES ?POR QUÉ SON DESEABLES ?


1. CONTROL DE TENSIÓN Y REACTIVOS (DISTRIBUIDO)

2. SUMINISTRO Y/O CONSUMO DE POTENCIA REACTIVA (DISTRIBUIDO)

3. SOPORTE DINÁMICO DE LA TENSIÓN (DISTRIBUIDO)

4. PROVISIÓN DE AMORTIGUAMIENTO AL SISTEMA (DISTRIBUIDO)

5. CONTROL DE LA DISTRIBUCIÓN DE FLUJOS DE POTENCIA (DISTRIBUIDO)

6. RATEO TÉRMICO DINÁMICO DE CONDUCTORES (CENTRALIZADO)

SERVICIOS POTENCIALES DE SERVICIOS POTENCIALES DE TRANSMISIÓNTRANSMISIÓN

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EL MAYOR CONTROL DE LOS SISTEMAS DE POTENCIA ESTÁ DISPONIBLE HOY

“FACTS” SISTEMAS DE TRANSMISIÓN FLEXIBLES DE CORRIENTE ALTERNA

SVC : COMPENSADOR ESTÁTICO DE REACTIVOS

VSC : COMPENSACIÓN SERIE VARIABLE

UPFC : CONTROLADOR UNIFICADO DE FLUJO DE POTENCIA

“HVDC” TRANSMISIÓN A ALTA TENSIÓN CON CORRIENTE DIRECTA

â TRANSPORTE DE GRANDES BLOQUES DE POTENCIA A TRAVÉS DE GRANDES DISTANCIAS

â ACOPLE DE SISTEMAS QUE OPERAN A DIFERENTE FRECUENCIA O PARA AISLAR LAS INTERACCIONES ELECTROMECÁNICAS DE LOS SISTEMAS (HVDC BACK TO BACK)

POSIBILIDADESPOSIBILIDADESELECTRÓNICA DE POTENCIAELECTRÓNICA DE POTENCIA


V1 500 kV

V2 230 kV

LINE

R1 R 2

T A P

C1 C 2 C3 C4

VOLTAGE / REACTIVEPOWER CONTROL

INPUT

PROCESS

OUTPUT

V1

V2

S1

S2

S3

S4

CB1ONCB1OFFRISETAPLOWERTAP

CONTROL AUTOMÁTICO DE LA TENSIÓN Y LOS REACTIVOS DEL SISTEMA :BASADO EN EL CONOCIMIENTO Y LAS MEJORES PRÁCTICAS OPERATIVAS PARA DECIDIR LA CONEXIÓN Y DESCONEXIÓN DE ELEMENTOS SHUNT Y EL MOVIMIENTO DE LOS CAMBIA TAP DE TRANSFORMADORES

CONTROL DISTRIBUIDO CON CONTROLADORES LOCALES INTELIGENTES Y AUTÓNOMOS Y CON LA POSIBILIDAD DE SER COORDINADOS CENTRALMENTE

CONTROL CONTROL DE TENSIÓN Y REACTIVOSDE TENSIÓN Y REACTIVOS

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Vact (p.u)

Qsvc (p.u)

1+TvS

1

Bmin

S L O P EP O D

1+TfS

1

+-

-

+

Vref

1+TiSK p

TiS-TdSe

Bmax

TSC/TCRV A L V E S

Bsvc

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

-300 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

Q Mvar

VO

LTA

GE

p.u

SOPORTE DINÁMICO DE LA SOPORTE DINÁMICO DE LA TENSIÓNTENSIÓN


750

800

850

900

950

1000

1050

1100

1150

1200

1250

1300

1350

1400

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Time (s)

Pe

(M

W)

P E

GAIN

LM

11+Tf2S

FILTER 3

(1+T1S)

(1+T2S)

L E A D / L A G 1 LEAD/LAG 3

(1+T1S)

(1+T2S)

L E A D / L A G 2

(1+T3S)

(1+T4S)

WASHOUT 2

1 + T W S 1 + T W S

W A S H O U T 1

T W S T W S

1+Tf1S 1+Tf2S

1

FILTER 1 FILTER 2

1

A C T / D E A C T

K X

L H

1 + T W S

W A S H O U T 3

T W S

PROVISIÓN DE PROVISIÓN DE AMORTIGUAMIENTOAMORTIGUAMIENTO

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“VSC” COMPENSACIÓN SERIE VARIABLE :

CONTROL DINÁMICO DE LA REACTANCIA DEL SISTEMA, CONTROL DEL ÁNGULO DE TRANSMISIÓN.

AUMENTO EN CAPACIDAD DE TRANSPORTE, CONTROL DE LOS FLUJOS DE POTENCIA Y APORTE AL AMORTIGUAMIENTO DEL SISTEMA.

PROVISIÓN DE AMORTIGUAMIENTOPROVISIÓN DE AMORTIGUAMIENTOY DISTRIBUCIÓN DE FLUJOSY DISTRIBUCIÓN DE FLUJOS


“UPFC” CONTROLADOR UNIFICADO DE FLUJO DE POTENCIA :

CONTROL SIMULTÁNEO DEL ÁNGULO DE TRANSMISIÓN Y EL SUMINISTRO DE POTENCIA REACTIVA; APORTE AL AMORTIGUAMIENTO DEL SISTEMA

AUMENTO EN LA CAPACIDAD DE TRANSPORTE, CONTROL DE LOS FLUJOS DE POTENCIA Y APORTE AL AMORTIGUAMIENTO DEL SISTEMA.

SOPORTE DINÁMICO, DISTRIBUCIÓN SOPORTE DINÁMICO, DISTRIBUCIÓN DE FLUJOS Y AMORTIGUAMIENTODE FLUJOS Y AMORTIGUAMIENTO

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LOS SERVICIOS COMPLEMENTARIOS DEBERÁN PODERSE MEDIR Y/O EVALUAR SU DESEMPEÑO

� EL DESEMPEÑO DE UN ELEMENTO PASIVO DEPENDE EXCLUSIVAMENTE DE SU DISPONIBILIDAD

� MIENTRAS QUE EL DESEMPEÑO DE UN ELEMENTO ACTIVO DEPENDE DE SU DISPONIBILIDAD Y DESEMPEÑO DINÁMICO

POR QUÉ TRATARLO COMO POR QUÉ TRATARLO COMO SERVICIO COMPLEMENTARIO ?SERVICIO COMPLEMENTARIO ?


Regulación ColombianaActual

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REGULACIÓNREGULACIÓNPRIMARIA DE FRECUENCIAPRIMARIA DE FRECUENCIA

• Servicio obligatorio para los generadores despachados

• CND hace seguimiento al desempeño de las plantas durante los eventos de variación de la frecuencia para determinar la prestación efectiva del servicio.

• El Agente Generador puede demostrar la prestación efectiva de su servicio mediante la presentación de registros ante el CND.

• Si se demuestra incumplimiento se informa al ASIC para su penalización hasta que demuestre que está en capacidad de prestar el Servicio.



• Servicio obligatorio para los generadores despachados

• Aporte de Holgura Obligatoria (H%) proporcional a la potencia despachada, porcentaje definido por el CND para cada hora.

• El servicio efectivo sólo podrá ser prestado por las plantas elegibles.

• Las plantas elegibles podrán ofertar para cada hora el servicio, capacidad y costo.

• Podrán existir contratos de traspaso de Holgura entre los agentes generadores

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• CND Asigna con criterio de mínimo costo las reservas entre las plantas oferentes para cada hora.

• El costo del servicio es distribuido en proporción a la Holgura asignada para cada hora entre los generadores despachados teniendo en cuenta los contratos de traspaso de Holguras.


COSTO MENSUAL AGCCOSTO MENSUAL AGCEnero 2001 Enero 2001 -- Enero 2002Enero 2002

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

01-E

ne-0

1

01-F

eb-0

1

01-M

ar-0

1

01-A

br-0

1

01-M

ay-0

1

01-J

un-0

1

01-J

ul-0

1

01-A

go-0

1

01-S

ep-0

1

01-O

ct-0

1

01-N

ov-0

1

01-D

ic-0

1

01-E

ne-0

2

$ M

illo

ne

s

Valor AGC Mensual* No incluye reconciliaciones negativas por AGC

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POTENCIA REACTIVAPOTENCIA REACTIVA

• Servicio bajo estudio por parte de la CREG

Resultados Preliminares indican :

• Porción obligatoria para los generadores y de este punto en adelante servicio opcional remunerado.

• Factores de potencia exigibles a distribuidores y comercializadores en puntos de Conexión al STN.

• Se reconoce la necesidad de suministro permanente y suministro dinámico.

• Posibilidad de convocatorias para ofertar el servicio por parte de Generadores, Transportadores y Distribuidores.

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