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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
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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
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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
