Cómo Preparar un Sistema de Energía Para de Participación del 12% de Energía Eólica:

Caso de Estudio Portugués

RESUMEN — Según la Directiva 2001/77/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 27 de septiembre de 2001, [1] referente a la promoción de la electricidad generada a partir de fuentes de energía renovables, así como la ratificación del Protocolo de Kyoto y apoyado por una visión Gobierno de Portugal que tiene como objetivo la reducción de la dependencia del petróleo importado por este país, se traza como objetivo aumentar la participación de la energía eólica dentro de los siguientes diez años. En el presente documento se presenta un resumen de los enfoques, técnicas y metodologías Portuguesas seguidas con el fin de planear y dar cabida a ambiciosos proyectos de energía eólica entre los años 2010 y 2013, buscando la conservación de la calidad global del sistema de potencia

PALABRAS CLAVES

Eólica, Sistema, participación, Operación, Planeación, Control, producción.

ABSTRACT — According to Directive 2001/77 / EC of the European Parliament and of the Council of 27 September 2001, [1] on the promotion of electricity produced from renewable energy, and the ratification of the Kyoto Protocol and supported by a Government of Portugal vision that aims to reduce dependence on oil imported to this country, is plotted as a target to increase the share of wind energy in the next ten years. A summary of the approaches, techniques and methodologies followed Portuguese to plan and accommodate ambitious wind energy projects between 2010 and 2013, seeking the conservation of overall quality of the power system is presented in this article

KEYWORDS

System, participation, operation, Wind, Planning, Control, production.

I. INTRODUCCIÓN

Uno de los temas más tratados en la actualidad es lo correspondiente a la conservación del medio ambiente, por tal motivo se debe buscar el mayor aprovechamiento de las diferentes energías renovables, dentro de las que encontramos el viento el cual nos permite pensar en la instalación de plantas generadoras de energía eléctrica atreves de plantas de generación eólica. En la última década se ha notado una gran expansión de este tipo de sistemas lo que ha generado que estos grandes parques eólicos sean vistos como “centrales eléctricas normales” que deben comportarse como cualquier otra unidad de generación, pero esto ha requerido de una gran dedicación, estudios y tecnologías que permitan lograr la madurez de estos sistemas eólicos pues una de las grandes preocupaciones de los operadores de la red de distribución es su integración a esta, teniendo en cuenta los problemas de regulación de voltaje y la posibilidad de inyectar energía de mala calidad a la red.[2] De acuerdo a esto se requiere de una gran responsabilidad en la planeación y diseño de estos nuevos sistemas buscando la integración de estos de forma segura confiable con el fin de garantizar al consumidor la recepción de las cargas requeridas y sin contratiempos en la prestación del servicio.El desarrollo de herramientas que permitan hacer frente a la variabilidad del tiempo y en especial a la producción de viento se hacen necesarias y esto debe incluir modelos que permitan realizar una predicción del comportamiento del viento con el fin de poder realizar los ajustes necesarios y en el momento oportuno, evitando fallos en el sistema.En Portugal, el objetivo de potencia eólica prevista para 2010 fue establecido 3750 MW (RCM 63/2003) y que constituyen el 25% de la capacidad total instalada en 2010. Este valor se elevó recientemente a 5.100 MW (año 2013), de acuerdo con los objetivos del Gobierno destacados para este sector (RCM 169/2005). Esa capacidad constituirá una relación de aproximadamente 33% de la capacidad total instalada en 2013. A partir de 2015 -con toda la capacidad eólica instalada y atendiendo el "ritmo" industrial - se espera que supere el 12%, Siendo así uno de los tres o cuatro países en el mundo, con una mayor penetración de la energía eólica en el sistema.

II. REVISIÓN DE LAS NORMAS ADMINISTRATIVAS Y TECNICAS PARA EL

ACCESO A LA GEENRACIÓN

La preparación de la red de transmisión (TX) y la Red de Distribución (DN) para la conexión de la gran cantidad de energía eólica planteó una serie de importantes desafíos para la TSO, Red Eléctrica Nacional SA (REN, SA) y también a la DSO, EDP Distribución Energía, SA (una parte importante de los parques eólicos se conectará a la DN). Este proceso tuvo que ser gestionado en estrecha cooperación con el Ministerio de Economía e Innovación (MEI) y su Dirección General de Geología y Energía (DGGE).Como consecuencia de la liberalización del anterior sector de la energía, incluso antes de la Directiva 2001/77 / CE, una limitada número de promotores ya había presentado solicitudes de conexión de los parques eólicos, principalmente, a la DN. Para el año 2001, con la perspectiva de un rápido e importante aumento del número de proyectos de energía eólica, se hizo evidente que el paradigma anterior de la planificación TN basado en un pequeño número de grandes nuevas centrales conocidas ya no era aplicable porque no era posible dar más soluciones de conexión individuales para cada proyecto, coherente con todos los demás y con el fin de asegurar un futuro seguro y un funcionamiento adecuado de la TN. Las nuevas reglas y procedimientos para administrar y procesar la solicitud de TN y DN para permitir la conexión de los nuevos proyectos fueron revisados y redefinidos en 2001 en el Decreto- Ley 312 de diciembre de 2001. Las principales directrices son los siguientes: • El TSO calcula y anuncia los valores de futuros de capacidades simultáneas en las diferentes redes TN de las áreas y subestaciones, según TN los planes de desarrollo, los cuales deben tener en cuenta y ser Coherentes con los objetivos nacionales y globales RES • Los desarrolladores deben presentar las solicitudes para los nuevos proyectos de generación a DGGE. • DGGE envía las solicitudes a la TSO (si es superior a 50 MVA) y DSO (si está por debajo de 50 MVA) que preparará la "información preliminar" (PI). En este nivel, cada aplicación se observa independientemente de las otras solicitudes recibidas pero teniendo en cuenta la capacidad ya mencionada antes. Para las grandes centrales eléctricas, la TSO en general estudia la posibilidad específica de refuerzos a la red previstos, si es necesario; • Las respuestas de los proyectos emitidos por el TSO y DSO se envían a los promotores por DGGE. En caso de que los promotores quieran, se ponen en contacto de nuevo DGGE pidiendo reserva de capacidad. En esta etapa los promotores presentan

los proyectos técnicos preliminares y estudios de viabilidad ambiental; • DGGE entonces asignara una reserva de capacidad para el proyecto. ¿Debería haber un exceso de capacidad de demanda para una determinada área de red, DGGE clasificará los proyectos de acuerdo con los criterios específicos definidos en DL 312/2001 y / o la capacidad de producción en proporción con el fin de respetar la capacidad máxima de la red.• A partir de 2005, MEI y DGGE también pueden promover subastas de capacidad de la red. La mayor parte de la capacidad de generación eólica reservados hasta ahora (en torno a 3500 MVA) se ha asignado en forma proporcional debido a la gran demanda de nuevos proyectos en todas las áreas. TN con importantes recursos eólicos. En el segundo semestre de 2005, DGGE hizo una convocatoria de propuestas de dos bloques de 800 y 400 MW de energía eólica. Los concursantes tendrán que cumplir una serie de requisitos técnicos mínimos y serán evaluados por su desempeño económico incluyendo la creación de una asociación de la industria eólica en Portugal, también por la oferta de las especificaciones técnicas de los equipos que permitirán al sistema de energía hacer frente a la alta penetración previsto para un futuro próximo.

III. ESTUDIOS DEL SISTEMA DE ALIMENTACIÓN

A. Estabilidad TransitoriaCon el fin de asegurar que la capacidad de energía eólica prevista para 2010/2013 se puede conectar de forma segura a las redes de transmisión y distribución, REN, de los portugueses el titular de la concesión de la Red de Transmisión portugués (PTN) ha desarrollado un estudio sobre el impacto de la capacidad eólica comprometida en la estabilidad transitoria de la PTN [3].

B. Seguridad de Suministro (Power Reserve)En un escenario caracterizado por lacantidad de viento y la gran integración energética, los planificadores del sistema están bajo una enorme presión para presentar soluciones que determinen de la cantidad requerida que complemente la capacidad del sistema para garantizar una suministro adecuado. con respecto a este tema el sistema portugués no es una excepción. Para este propósito, los estudios de naturaleza probabilística están bajo desarrollo para evaluar el rendimiento de la potencia del sistema.

IV. PREPARACIÓN DE LA RED DE TRANSMISIÓN PARA LA NUEVA GENERACIÓN

RENOVABLE

A. La red existente y la capacidad prevista Sobre la base de las hipótesis con respecto a las necesidades de viento se han echo estudios previos para identificar el valor y la ubicación de recursos y teniendo en cuenta la energía eólica ya en servicio, se han trazado objetivos para cada área del país.

B. El Plan "Ampliación Red de Transmisión de Las energías renovables "

A lo largo de un período de 6 años 2006-2011, está prevista una inversión de 190 millones de €, directamente relacionada con la recepción y transmisión de generación RES para un objetivo de hasta 4500 MW de energía eólica para el año 2010. Este valor representa una quinta parte del total de REN, la inversión en el SA TN (ver fig. 1). [6]

Figura 1 costos totales de inversión

V. DISEÑO Y GESTIÓN DE UN SISTEMA DE ALIMENTACIÓN CON GRANDES

CANTIDADES DE ENERGÍA EÓLICA

A. Características innovadoras de los sistemas de viento.

De acuerdo a las características de los sistemas de viento y la nueva capacidad de la red se debe cumplir con una serie de requisitos técnicos mínimos [5]

B: Características innovadoras del sistema de potencia La sustitución de grandes plantas de energía convencionales y los cientos de unidades de generación eólica, repartidas en el sistema de transmisión y distribución requiere el desarrollo de

nuevos conceptos para la vigilancia, el control y la gestión de estos recursos de generación.

C. Mejorar el comportamiento dinámico con HECHOSLa pérdida de grandes cantidades de generación eólica puede conducir a inestabilidad del sistema y problemas o sobrecarga de las líneas de interconexión.

VI. CONCLUSION

Según el estudio realizado y los proyectos que se encuentran en marcha demuestran que el ingreso de grandes cantidades de energía eólica al sistema si es posible. Y que está dentro de las posibilidades el garantizar la calidad de la energía global y el suministro de la misma de acuerdo con la demanda actual.

VII. REFERENCIAS:

[1]Legislación europea de energía http://europa.eu/legislation_summaries/energy/renewable_energy/l27035_es.htm

[2] Planning of the grid integration of wind energy in Germany onshore and offshore up to the year 2020 (DENA Grid study). Deutsche Energie-Agentur, 2005.

[3] Sucena Paiva, J.P.; J.M. Ferreira de Jesus; Rui Castro; Pedro Correia; João Ricardo; A. Reis Rodrigues; João Moreira and Bruno Nunes, “Transient stability study of the Portuguese transmission network with a high share of wind power”, XI ERIAC CIGRÉ – Undécimo Encuentro Regional Iberoamericano de Cigré, Paraguay, May

[4] Plano de Investimentos da Rede Nacional de Transporte 2006-2011,REN, S.A., Lisbon, Novembro de 2005 (in Portuguese). Available: http://www.ren.pt (URL)005.

[5] Concurso para Atribuição de Pontos de Recepção de Energia Eléctrica para Ligação à Rede do SEP de Parques Eólicos - Programa de Concurso, DGGE – Direcção Geral de Geologia e Energia, Lisbon, July 2005 (in Portuguese).