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8/8/2019 Charla Magistral "La Generación distribuida en el país"
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GENERACION DISTRIBUIDA
César Montero
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AGENDA
1. Definición de GD
2. Tecnologías de GD
3. Capacidad máxima de generación en redes de distribución
4. Análisis de la GD en redes de distribución
5. Costos referenciales
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1. DEFINICION DE GD
La generación distribuida (GD) debe ser considerada como una fuente deenergía eléctrica conectada a la red de distribución o al lado del cliente y quees suficientemente pequeña en comparación con las plantas generadoras queoperan centralizadamente.
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2. TECNOLOGÍAS DE GENERACION
M.T. : Media TensiónB.T. : Baja Tensión
G.D.: Pequeñas centrales de generación que se conectan a las redes de MT yBT de la distribución que utilizan diversas tecnologías y fuentes de energía
para la producción de la electricidad.
Tecnologías de generación: Pequeñas centrales hidroeléctricas; pequeñascentrales termoeléctricas; Tecnologías que se utilizan con las fuentes deenergía renovable: Viento, Solar, Biomasa, Plantas de tratamiento de residuos
sólidos, otros; Tecnología para cogeneración que utilizan gas natural ú otrocombustible para producir electricidad y calor.
Microgeneración: Centrales pequeñas escalas de electricidad que seconectan en las redes de baja tensión; por ejemplo unidades fotovoltaicas en
las azoteas de los edificios o casas, celdas de energía u otros. 4
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3. CAPACIDAD MAXIMA DE GD EN REDES DEDISTRIBUCIÓN
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País Conexión de GD en las redes de media tensión Conexión de GD en las redes
de baja tensión
Chile
PMGD: Medios de generación cuyos excedentes de potencia son menores o iguales
a 9000 kW. Su conexión se realiza por medio de las instalaciones de una empresa
que posea líneas de distribución que utilicen bienes nacionales de uso público
(Concesiones).
Criterio para seleccionar punto de conexión
La conexión de un PMGD es a la red de media tensión (1 ± 23 kV) de un sistema de
distribución
Se establece preliminarmente que si la relación cortocircuito ± potencia es mayor a
20 (cociente entre la potencia aparente de cortocircuito de la red en el punto de
repercusión y la potencia aparente máxima de un PMGD) la conexión de un PMGD a
un alimentador de distribución no requiere de obras adicionales. Sin embargo, este
cálculo debe ser sustentado adjuntando las correspondientes simulaciones en
estado estacionario y dinámico del sistema.
No está permitido
Reino Unido
Fotovoltaico, Eólico, micro plantas de cogeneración (< 2 kW), Hidros, Planta de
Digestión Anaeróbica (Anaeorobic Digestion). Capacidad entre 50 kW y 5 MW
Fotovoltaico, Ce ldas de
energía, Eólico, micro plantas
de cogeneración, Hidros,Tamaño de la GD:
Es trifásica y 11 kW: conexión
en 400 V.
Es monofásica y 3.66 kW:
conexión en 230 V, 1 fase.
Dinamarca
Fotovoltaico, Eólico, micro plantas de cogeneración, Hidros. Capacidad entre 11 kW
y 1.55 MW
Tensión de la red : 0.40 a 20 kV.
Idem Reino Unido
Alemania 30 kW
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3 CAPACIDAD MAXIMA DE GD EN REDES DEDISTRIBUCIÓN
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País Conexión de GD en las redes de media tensión Conexión de GD en las redes de baja
tensión
México
Hidráulico, Geotérmica, Eólica, Solar, Biomasa, Maremotriz.
Tamaño de la Mediana GD:
500 kW en niveles de tensión de 1 a 34.5 kV.
Hidráulico, Geotérmica, Eólica, Solar,
Biomasa, Maremotriz.
Tamaño de la Pequeña GD:
Uso residencial 10 kWUso general 30 kW.
Irlanda
EirGrid (Operador del Sistema de Transmisión Irlandés) recomienda
que un generador con una capacidad inferior a 20 MW considere la
posibilidad de conexión con el sistema de distribución.
El operador del sistema de Distribución (ESB) Networks identifica a
través de estudios de flujo de potencia y cortocircuito los refuerzos
necesarios que son asignables a cada solicitud. Las solicitudes son
estudiadas por lotes.
Conexión de micro-generadores en paralelo
con la distribución pública de bajo voltaje y
define micro generación como una fuente de
energía eléctrica y todos los equipos
diseñados para operar en paralelo con el
sistema de baja tensión, nominal hasta e
incluyendo:
25A en baja tensión 230 V, cuando la
conexión de red es monofásica o
16A en baja tensión [230/400V], cuando la
conexión de red es trifásica
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3 CAPACIDAD MAXIMA DE GD EN REDES DEDISTRIBUCIÓN
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País Conexión de GD en las redes de media tensión Conexión de GD en las redes de bajatensión
España
Instalaciones de cogeneración (< 1000 kW), se conectarán a la red de media
tensión de hasta 36 kV.
Instalaciones de producción de energía
eléctrica a partir de energías renovables,
cogeneración, y residuos, de potencia no
superior a 100 kW, se conectarán a la
red de baja tensión.
y El estudio de la interconexión no supondrá, en ningún caso, un coste para el solicitante de la GD.
y Si la potencia nominal de la GD a conectar a la red de distribución es superior a 5 kW, la conexión de la GD a la redserá trifásica.
y La GD se clasifican en cuatro tipos en función de su punto y esquema de interconexión:
d) Instalaciones de conexión tipo D: instalaciones conectadas mediante
línea dedicada a un punto de un centro de distribución de tensión hasta
25 kV.
a) Instalaciones de conexión tipo A:
instalaciones conectadas en la red
interior de un titular.
Este tipo queda limitado a
instalaciones de potencia no superior a
10 kW.
b) Instalaciones de conexión tipo B:
instalaciones conectadas a un punto
de la red de baja tensión de la
empresa distribuidora.c) Instalaciones de conexión tipo C:
instalaciones conectadas a un centro
de transformación de baja tensión con
línea dedicada.
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3 CAPACIDAD MAXIMA DE GD EN REDES DEDISTRIBUCIÓN
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CONCLUSIONES
Conexión de GD en las redes de media tensión Conexión de GD en las redes de baja
tensión
Observando la Regulación internacional, podemos apreciar que la
máxima GD estaría en el orden entre 9 MW (Chile) y 20 MW (Irlanda).
En el Perú las tensiones de distribución son normalmente de 10 y 22.9
kV, y un alimentador óptimo de MT de un Sistema de Distribución
puede ser de:
En 10 kV. Red aérea de 120 mm2 Aluminio, la que puede llevar una
carga de 5 MVA.
En 22.9 kV. Idem, pero puede llevar una carga de 11 MVA.
Por lo tanto, los valores de 5 y 11 MVA serían la máxima
capacidad de una GD a instalarse en las redes de MT de 10 y 22.9
kV, respectivamente.
Se establece preliminarmente que si la relación cortocircuito ±
potencia es mayor a 20 (cociente entre la potencia aparente de
cortocircuito de la red en el punto de repercusión y la potenciaaparente máxima de una GD) la conexión de una GD a un
alimentador de distribución no requiere de obras adicionales. Sin
embargo, este cálculo debe ser sustentado adjuntando las
correspondientes simulaciones en estado estacionario y
dinámico del sistema.
Va desde 0 kW- no estaría
permitido- hasta la máxima
capacidad de un alimentador de BT
de 30- 100 kW (a similitud de México
y España, respectivamente).
Puede optarse por las siguientes
posibilidades:
1. Por el momento no sería
permitido, o
2. Se permite la conexión hasta
los 30 kW.
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4. ANALISIS DE LA GD EN REDES DE DISTRIBUCIÓN
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Criterios generales para la promoción de las GD con energíasrenovables:
Seguridad energética del país Reducción de volatilidad de los costos de combustibles fósiles
Reducción de costos de operación al generar cerca de consumidores Fomento del desarrollo social en comunidades con recursos Promoción de la participación social Aprovechamiento de la biomasa mediante tecnologías limpias Impulso del desarrollo regional, industrial y tecnológico y creación de
empleos Reducción del impacto ambiental y en la salud pública Reducción neta en emisiones de Gases de Efecto Invernadero.
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4ANALISIS DE LA GD EN REDES DE DISTRIBUCIÓN
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Sean: La SE de T 60/MT kV Área de densidad decarga uniforme 6 Alimentadores de MT
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4ANALISIS DE LA GD EN REDES DE DISTRIBUCIÓN
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Ubiquemos la GD en el centro de carga del alimentador.A medida que se inyecta más energíaGD, las pérdidas disminuyen en la red de MT.
Pueden llegar a ser nulas.
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4ANALISIS DE LA GD EN REDES DE DISTRIBUCIÓN
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Pero, si se continua inyectando la GD, tal GD > C, la corriente se invierte y laspérdidas empiezan a aumentar MT.
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4ANALISIS DE LA GD EN REDES DE DISTRIBUCIÓN
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Y si mas adelante, se alimenta una carga C2Las pérdidas aumentan
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No se puede garantizar que siempre la GD tenga un impacto positivo en la
red.El impacto sobre pérdidas y tensiones depende de la GD, de su ubicación,carga del alimentador en MT o BT, futuras cargas, etc.
En el caso de que la potencia nominal máxima disponible de conexión sea
inferior a la potencia de la GD, la distribuidora podrá denegar la solicitud deconexión debiendo, en ese caso, se puede determinar los elementosconcretos de la red que precisa modificar para permitir la inyección de laGD.
4 ANALISIS DE LA GD EN REDES DE DISTRIBUCIÓN
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Recomendaciones Generales
L
os operadores de red estarán obligados a transportar y distribuir preferentementey sin demora toda la electricidad generada a partir de fuentes de energía renovablesque ofrezcan las centrales GD.
El propietario u operador de la GD debe contar con dispositivos de protección,sincronización y medida ( Medidor de exportación: Bidireccional).
Si la empresa distribuidora cuenta con un sistema SCADA para la operación del
sistema de distribución puede convenir con el propietario de la GD que incorporesus instalaciones a este sistema SCADA.
Las maniobras de conexión de la GD sólo pueden ser efectuadas por la empresadistribuidora o por un tercero competente a este efecto.En Alemania : Los operadores de una GD están obligados a equipar las centrales cuya potencia sobrepase los 100 kW con undispositivo técnico u operativo al que pueda acceder el operador de red y que le permita a éste
± Reducir la potencia de alimentación por control remoto en casos de sobrecarga de la red, ± Detectar la potencia real de alimentación en cada momento.
El propietario de una GD deberá informar a la distribuidora el plan demantenimiento del siguiente año
El propietario u operador de la GD debe realizar el control de tensión y maniobrasde conexión y desconexión de equipos de compensación reactiva en forma
coordinada con la distribuidora.
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El propietario u operador de la GD deberá en todo momento acatar las instruccionesde la distribuidora que estén destinadas a resguardar la calidad y seguridad delservicio de la red de distribución
Costos de Conexión. Los puede pagar el propietario de la GD o la Distribuidora, laque puede correr con los gastos que implique optimizar, reforzar y ampliar la red. Serequiere conocer los costos adicionales de las redes de MT adyacentes a la GD y losahorros por la operación de dicha GD ( Menores pagos de peajes aguas arribay deMD).
El estudio de conexión debe incluir el impacto de la GD en los Costo Fijos porconcepto de gastos de administración, facturación y atención del usuario,independientemente de su consumo.
Despacho.
Toda GD operará con auto-despacho.
Esto quiere decir que, habiendo informado al COES sobre las características técnicasde inyección de potencia al sistema, el propietario será responsable de determinarla potencia y energía a inyectar a la red de distribución, puesto que se considera quelas GD no disponen de capacidad de regulación de sus excedentes.
Se debe coordinar la operación de auto-despacho con la empresa de distribución ycon el COES
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4 ANALISIS DE LA GD EN REDES DE DISTRIBUCIÓN
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Ingresos de una GD.
El propietario u operador de la GD:a. Puede vender su energía a CMgi (calculado por el COES en la barra BRG ). La GD
que participen de las transferencia de energía y potencia del COES, deberánparticipar del pago de costos de transmisión asociados al uso que sus GD hacende los SST garantizados, secundarios y complementarios, o
b. Con precio convenido con la distribuidora, que efectúan por ejemplo los pagos
a las casas y comunidades que generan su propia electricidad con energíasrenovables o fuentes con bajo contenido de carbón.
Falta precisar modelos de contratos.
Ejemplo de posible facturación para el caso b:
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4 ANALISIS DE LA GD EN REDES DE DISTRIBUCIÓN
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Dinamarca. Los tres sistemas de servicios públicos (electricidad, calefaccióny gas natural) están reguladas por la misma legislación compleja. Establecenf ondos de garantía que f inancien investigaciones preliminares de lasasociaciones de propietarios de turbinas eólicas.
Se precisa investigar para avanzar.
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4 ANALISIS DE LA GD EN REDES DE DISTRIBUCIÓN
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Licitación de Osinergmin. Generación con energías renovables.
El proceso de licitación se efectuó en febrero de 2010 y los máximos preciosde adjudicación, para las energías renovables fueron:
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5. COSTOS REFERENCIALES
Tecnología Precio máximo
adjudicado
(US$/MWh)
Precio máximo aprobado por
Osinergmin
(US$/MWh)
Biomasa 110 120
Solar 225 269
Eólica 87 110
Hidroeléctrica 70 74
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