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IMPACTO DE LA INTEGRACIÓN DE RECURSOS ENERGÉTICOS DISTRIBUIDOS EN LA
CONTINUIDAD DEL SUMINISTRO ELÉCTRICO DE LAS SMART GRIDS
Alberto Escalera Blasco
Investigador Predoctoral
IMDEA Energía
1. ¿Qué es la continuidad del suministro?
2. Generación Distribuida e impacto en la continuidad
3. Metodología propuesta
4. Caso de estudio
5. Resultados: Generación Distribuida y Almacenamiento
6. Conclusiones
2
CONTENIDO
• Interrupciones en redes de distribución
• Impacto (€) en consumidores y compañías distribuidoras?
• Nivel de continuidad en el suministro RD1955/2000 – Individual: número y duración interrupciones año
– Zonal: NIEPI y TIEPI
3
CONTINUIDAD DEL SUMINISTRO
Límites continuidad individual (Media tensión) Límites continuidad zonal
• Mejorar continuidad suministro?
Número interrupciones
Número de horas
Urbana 3,5 7 Semiurbana 7 11
Rural concentrada 11 14 Rural Dispersa 15 19
TIEPI (horas)
Percentil 80 TIEPI (horas)
NIEPI (número)
Urbana 1,5 2,5 3 Semiurbana 3,5 5 5
Rural concentrada 6 10 8 Rural Dispersa 9 15 12
– Mantenimiento
– Automatización
– Generación Distribuida
– Almacenamiento
– Gestión de la Demanda
1. Fallo en la red
2. Actuación protecciones
3. Puntos suministro interrumpido
4
CONTINUIDAD Y GENERACIÓN DISTRIBUIDA
CT1 CT2 CT3
AT
MT
Punto seccionamiento Normalmente Abierto
Interruptor
Transf. AT/MT
Seccionador
Línea
Carga (Centro Transf.)
Sobrecarga!!
CT4
CT5
CT6
CT7
CT8
CT9
CT10
Suministro interrumpido!!
- +
1. Fallo en la red
2. Actuación protecciones
3. Puntos suministro interrumpido
4. Restaurar servicio: GD a) Isla
b) Aliviar congestiones
5
CONTINUIDAD Y GENERACIÓN DISTRIBUIDA
CT1 CT2 CT3
AT
MT
Punto seccionamiento Normalmente Abierto
Interruptor
Transf. AT/MT
Seccionador
Línea
Carga (Centro Transf.)
+ -
GD Congestión aliviada
CT4
CT5
CT6
CT7
CT8
CT9
CT10
GD
Suministro restaurado!!
Isla
6
HERRAMIENTA Y METODOLOGÍA
RETOS TÉCNICA
ANALÍTICA:
• GD y carga variable
• Modelar
almacenamiento
Metodología general Metodología propuesta
Identificar fallos en la red
Simular fallo
Actuación protecciones
(despejar falta, restaurar
servicio)
Identificar puntos de
consumo interrumpidos
Restauración por GD?
Evaluar puntos que se
pueden restaurar
Actualizar índices
continuidad suministro
Si
No
Algún fallo pendiente de
evaluar?
FIN
No
Si
Datos red
Herramienta Probabilística • Analítica (fórmulas)
• Simulación (muchos casos)
Índices continuidad: • Individual
• zonal
Fallo
componentes
Necesidades y retos
NECESIDADES: • Tiempo computación ↓ • Exactitud adecuada
Técnica Analítica
Restauración suministro
GD: operación modo isla
• Red de distribución MT real ubicada en España
7
CASO DE ESTUDIO
Modelo red equivalente: • Puntos de consumo agregados: 24 • Secciones: 47
Índices red actual: • NIEPIeq: 1,5 inter. • TIEPIeq: 7,4 h
Mejora – Casos de estudio: 1. Generación Distribuida (5 Generadores)
Tecnologías: Gestionable, Fotovoltaica, Eólica Diferentes potencias nominales (% demanda pico anual)
2. GD renovable + Almacenamiento Diferentes capacidades y potencias de almacenamiento
Limites TIEPI=3,5h, Perc.80 TIEPI=5h
8
RESULTADOS: GENERACIÓN DISTRIBUIDA (GD)
Reducción interrupciones • GD gestionable y eólica:
significativa (umbrales) • Fotovoltaica: limitada
0
2
4
6
8
10
12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
ho
ras/
año
de
inte
rru
pci
ón
Punto de consumo
Sin GD GD Gestionable GD Fotovoltaica GD Eólica
Continuidad individual para potencia GD = 50% de la demanda pico anual
Puntos de consumo por debajo de 7 horas/año (color verde) cuando se introduce GD . Límite MT= 7 horas/año
Umbral consumidor BT
Umbral consumidor MT
012345678
Sin GD GD=25% GD=50% GD=75% GD=100%
TIEP
I (h
ora
s/añ
o)
Potencia nominal GD (% demanda pico zonal)
Gestionable Fotovoltaica EólicaTecnología Potencia Puntos de consumo interrupción > 7 horas año
11 12 13 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Gestionable 25% 50%
75-100%
Fotovoltaica 25-50%
75-100%
Eólica
25% 50% 75%
100%
Umbral P80 TIEPI Umbral TIEPI
9
RESULTADOS: GD + ALMACENAMIENTO Diferentes potencias almacenamiento (capacidad cte=2 veces potencia GD)
Eólic
a
Diferentes capacidades almacenamiento (Potencia cte=2MW )
Foto
volt
aica
0
2
4
6
8
25% 50% 75% 100%
TIEP
I (h
ora
s/añ
o)
Potencia GD (% carga pico)
Sin Almac 1 MW 2 MW 3 MW
0
2
4
6
8
25% 50% 75% 100%TIEP
I (h
ora
s/añ
o)
Potencia GD (% carga pico)
Sin Almac FC=0,5 FC=1 FC=1,5
0
2
4
6
8
25% 50% 75% 100%
TIEP
I (h
ora
s/añ
o)
Potencia GD (% carga pico)
Sin Almac FC=0,5 FC=1 FC=1,5
0
2
4
6
8
25% 50% 75% 100%
TIEP
I (h
ora
s/añ
o)
Potencia GD (% carga pico)
Sin Almac 1 MW 2 MW 3 MW
Umbral P80 TIEPI Umbral TIEPI
FC=Factor de Capacidad = Capacidad almacenamiento / Potencia nominal GD
• Nueva herramienta analítica para evaluar continuidad con GD variable y almacenamiento
• GD para restaurar suministro: – Relevancia GD gestionable y eólica. Fotovoltaica limitada
– Capacidad reducción horas interrupción por debajo límites normativa (potencia gestionable=50%, eólica=75%)
• Generación renovable con almacenamiento:
– Capacidad vs Potencia mayor impacto potencia en continuidad
– Añadir almacenamiento a GD de determinada potencia puede contribuir a cumplir los límites de continuidad
• Futuro: otras estrategias restauración, Gestión Demanda, análisis continuidad suministro en BT
10
CONCLUSIONES
DATOS DE CONTACTO:
Alberto Escalera Blasco
Instituto IMDEA Energía
11
Ministerio de Economía y Competitividad Proyecto RESmart (ENE2013-48690-C2-2-R)