AlmacenamientodeEnergíaParte4.AspectosdeintegracióndeEnergías

Variables

GabrielOlguin,Ph.D.SocioDirectorPowerBusiness,ProfesorUniversidaddeSantiago

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Alcanceyobjetivo•  Estemódulopresentaalgunosaspectosdelavariabilidaddefuentesrenovablesvariables

•  Serevisalageneraciónconvencionalylosmecanismosdecontroldelasvariableseléctricas

•  SeexplicanlosdesaLíosquelavariabilidadimponenalsistemaentérminosdeplaniLicaciónyoperación,enparticularsediscutecontroldefrecuenciayvoltaje

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Turbina

Proceso de Conversión Mecánico - Eléctrico

Generador Sincrónico

Alternativa de accionamiento de la turbina

Vapor Agua Gases

ü SIC es hidro-térmico, aproximadamente 50/50 ü SING es térmico, aproximadamente 99.9% térmico.

GeneracióndeElectricidad

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SEPtorque

ControldevariablesdelSEP

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Energíaprimaria

GeneradorSincrónico SEP

50HzTorque

Excitación

Vdc

iext

Torque&conversiónElectromagnética Energíaeléctrica

Controldefrecuenciaytensión•  Lafrecuenciaseregulamedianteelcontroldeltorqueaplicadoala

máquinamotriz(turbina)•  Elvoltajeseregulamedianteelcontroldelacorrientedeexcitacióndela

máquina

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Conversiónelectromecánica

Variables controladas: •  Frecuencia

•  Magnitud del Voltaje

•  Potencia activa

•  Potencia reactiva

Variables de control: •  Torque de la

máquina motriz

•  Corriente de excitación

GeneraciónHidráulica

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GeneraciónTérmicaVapor

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Combustible

GeneraciónTérmicaaVapor:variabilidaddelacarga•  Sistemadecontroldelacombustión

–  Usualmenteutilizalapresióndevapor•  Silapresióncae,seactivaunprocesoderecuperación

–  Elgeneradordevapornecesitaperderpresiónparaactivarelaumentodecombustible

–  Controladorautomáticodecombustiónaumentacombustible,aireyaguaencantidadnecesaria

–  Estoafectalaoperacióndetodoslossistemasauxiliares

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GeneraciónTérmicaaVapor:variabilidaddelacarga•  Lacargavariable(eventualresultadodelavariabilidaddelageneraciónvariable)resultaendemandavariabledevaporloquediLicultaunacombustióneLicientedebidoalanecesidadderegulaciónycontroldevariasvariables(aire,agua,combustible)

•  CombustióneLicienteseobtieneconcondicionesdedemandadevaporconstante–  Ungrupodieselsólorequieremáscombustible–  Unamáquinahidráulicasólorequieremástorque(caudal)

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GeneraciónEólica

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La potencia es proporcional al cubo de la velocidad del viento

FuentedeGeneraciónSolar

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GeneraciónSICportecnología

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Seguimientodelacarga

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Tresdimensioneslavariabilidaddeunrecurso

PlaniLicacióndelSEP,Seguridaddesuministro

-Años¿Querecursos?¿Cuando?¿Dónde?Obj.:disponerdeenergíasegura,económicaysostenible.

Balancegeneración/demanda

-Algunashoras-GeneracióndisponiblePronosticodecargaPronósticodelageneraciónObj.:entregarunsuministrocontinuoyalmínimocosto

Estabilidadycalidaddelapotencia

-Milisegundosaminutos-SoportedepotreactivaDistorsióndelaondaContinuidaddelsuministroObj.:entregarunsuministrocontinuo,sinperturbaciones

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EstabilidadyCalidaddelapotencia•  Preocupación:

–  Lageneraciónintermitentepodríadesestabilizarelsistemacausandoproblemasdevoltajeocalidaddelproductoquepodríangatillarunapagóngeneralizado

•  Aspectosdemuycortoplazo,milisegundosaminutos,relacionadoscon:–  Soportedevoltaje(potenciareactiva)–  Capacidaddeaceptarhundimientosdevoltaje–  Inercia(energíaalmacenadaenmasasrotando)–  Ondadevoltajesinperturbaciones

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BalanceGeneración/Demanda•  Preocupación

–  Generacióneólica/solar/hidro-pasadanosoncompletamentepredecible

–  Nosabemosconcuantaenergíacontamosparamañana–  Nosabemosconcuantopotenciaparalapróximahora

•  Aspectosdemedianoplazo–algunashoras–  Setratadebalanceardemandayofertaparamantenerlafrecuenciadelsistema

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PlaniLicacióndelSEP–Seguridaddesuministro•  Preocupación

–  Incertezarespectodeladisponibilidaddelrecursoenellargoplazo

•  Aspectodelargoplazoquerequiereunavisiónholísticasobrelaseguridaddelsuministro.–  NecesidaddecontarconmayorLlexibilidadenlaredymáslíneasdetransmisiónparatransportarenergíasrenovablesenzonasremotas

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Flexibilidaddelared

Mercados• Precioentiemporeal(f)• RespuestadeDda• SSCC

GeneraciónLlexible• Turbinadegas• Ciclocombinado• Hidrodeembalse

Storage• Bombeo• Gas• Hidrodeembalse• Baterías

Vertimiento•  1a2%

Storage• Baterías• Volantesdeinercia• Airecomprimido• Vehículoseléctricos

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GradodeLlexibilidadcreciente

Costodelassolucionescreciente