¿Qué papel jugará el almacenamiento de Energía en la operación futura del Sistema Interconectado Nacional-SIN? Marco A. Caro Camargo Asesor técnico CNO Primer Jornada de Almacenamiento del CNO Mayo 15 de 2017
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Tecnologías de Almacenamiento. Cambio estructural en el Sistema Interconectado Nacional-SIN en el MP y LP ? Posibles aplicaciones. Necesidades ya identificadas en el SIN. Almacenamiento “No Convencional” y su integración en el SIN.
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Tecnologías de Almacenamiento. Cambio estructural en el Sistema Interconectado Nacional-SIN en el MP y LP ? Posibles aplicaciones. Necesidades ya identificadas en el SIN. Almacenamiento “No Convencional” y su integración en el SIN.
Tecnologías de Almacenamiento
Almacenamiento a embalses y bombeo
través
de
Baterías CAES P2G
Volantes de Inercia
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Tecnologías de Almacenamiento. Cambio estructural en el Sistema Interconectado Nacional-SIN en el MP y LP ? Posibles aplicaciones. Necesidades ya identificadas en el SIN. Almacenamiento “No Convencional” y su integración en el SIN.
Cambio estructural en el Sistema Interconectado Nacional-SIN en el MP y LP ? EÓLICO Aprobado: 1050 MW
EÓLICO Aprobado: 232 MW
EÓLICO En análisis: 1827 MW
EÓLICO Pendientes: 330 MW SOLAR Aprobado: 29.2 MW
SOLAR Pendiente: 220.4 MW SOLAR Aprobado: 29.8 MW Pendiente: 40 MW
SOLAR Aprobado: 9.9 MW SOLAR Pendiente: 38.9 MW
SOLAR Aprobado: 220 MW
Fuente: UPME
Cambio estructural en el Sistema Interconectado Nacional-SIN en el MP y LP ?
Fuente: UPME
Cambio estructural en el Sistema Interconectado Nacional-SIN en el MP y LP ?
Fuente: UPME
Cambio estructural en el Sistema Interconectado Nacional-SIN en el MP y LP ?
Fuente: UPME
50.0 0%
88.3 0%
Cambio estructural en el Sistema Interconectado Nacional-SIN en el MP y LP ? Escenario UPME 0
234.2 1%
402.1 2% 1456.0 6% 1538.6 7%
50.0 0%
88.3 0%
Hidráulica Gas Carbón Hidráulica Gas
Menores Carbón
2564.0 11%
Menores Cogeneración
13517.1 57%
Cogeneración
13517.1 57%
Eólica Eólica Solar
3656.0 16%
SolarGeotérmica Otros
Geotérmica Otros Escenario UPME 4.1 65.2 0%
0.0 0%
88.3 0%
402.1 2%
90.5 0%
0.0 0%
88.3 0%
1538.6 7%
3131.0 13%
402.1 2%
Escenario UPME 1.1 362.0 2%
Hidráulica
1538.6 7% 1594.0 7% 3656.0 15%
Hidráulica
2674.0 Gas 12% 13517.1 56%
Gas
Carbón
Carbón
Menores
Menores
Cogeneración
Cogeneración
Eólica 3656.0 Solar 16%
13913.9 61%
Eólica Solar
Geotérmica
Geotérmica
Otros
Otros
Fuente: UPME
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Tecnologías de Almacenamiento. Cambio estructural en el Sistema Interconectado Nacional-SIN en el MP y LP ? Posibles aplicaciones. Necesidades ya identificadas en el SIN. Almacenamiento “No Convencional” y su integración en el SIN.
Posibles aplicaciones
Fuente: Economics of Energy Storage Technologies - Implications for policy makers and deployment support. Benedikt Battke, Tobias S. Schmidt, Volker H. Hoffmann. Frontiers in Energy Research Seminar, ETH Zürich.
Posibles aplicaciones
Fuente: Economics of Energy Storage Technologies - Implications for policy makers and deployment support. Benedikt Battke, Tobias S. Schmidt, Volker H. Hoffmann. Frontiers in Energy Research Seminar, ETH Zürich.
Posibles aplicaciones C C
Fuente: Economics of Energy Storage Technologies - Implications for policy makers and deployment support. Benedikt Battke, Tobias S. Schmidt, Volker H. Hoffmann. Frontiers in Energy Research Seminar, ETH Zürich.
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Tecnologías de Almacenamiento. Cambio estructural en el Sistema Interconectado Nacional-SIN en el MP y LP ? Posibles aplicaciones. Necesidades ya identificadas en el SIN. Almacenamiento “No Convencional” y su integración en el SIN.
Necesidades ya identificadas en el SIN Regulación primaria y secundaria de frecuencia
Fuente: ENTSO-E
Necesidades ya identificadas en el SIN Regulación primaria y secundaria de frecuencia Comportamiento BESS de 1MW ante la desconexión de 1220 MW asociados a la planta nuclear Leibstadt
H=2 CtBESS=1 S
H=2 Ctpr=10 S
H=6 Ctpr=10 S
Fuente: Impact of Demand and Storage Control on Power System Operation and Dynamics. Theodor Sebastian Borsche. Phd Diss. ETH NO. 23274.
Necesidades ya identificadas en el SIN Reducción de programación de generación de seguridad para evitar sobrecargas en la red del STR Número Contingencias Críticas - DMax - Sin Baterías 14 Número Contingencias - DMax - Sinsin Baterías Número de Críticas contingencias criticas y con baterías en demandaCríticas máxima (Unión 20 MW y R Mar34.5 35 MW) - 35 MW y Unión 34.5 - 20 MW - Riomar - DMax Número Contingencias 14
12
100 100
50 40
50 40 30
30
20
Despacho Flores IV [MW]
60
60
20
10 10
0 0
300
300 150
200
ranquilla [MW]
100
100
10 10
80
70
10
70
Generación Flores IV (MW)
Despacho Flores IV [MW]
Despacho Flores IV [MW]
Generación Flores IV (MW)
70
12
90
80
80
12
100
90
90
14
8 8
60
8
50
6 40
6
6
30
4 20
4
4
10
2
0 300 200
2
200 100
100 50 0 0 Despacho Tebsa + Barranquilla [MW] 0 0 Flores I [MW][MW] Tebsa+Barranquilla DespachoDespacho
2
150 100 50 0 0
150 100
0
50 Despacho Flores I [MW]
0
0 Despacho Flores I [MW]
Fuente: UPME
Necesidades ya identificadas en el SIN Firmeza de Energía Sistema con (42) Power Nodes, (5) demandas, (13) plantas de generación intermitente influenciadas por procesos externos (viento y sol), (21) plantas convencionales y controlables (unidades térmicas), (2) elementos BESS y una planta de generación hidroeléctrica con embalse (Urra).
Power Node
Ecuación característica
Variables importantes
Demanda convencional
0 = 𝑛𝑙𝑜𝑎𝑑 ,𝑖 𝑢𝑙𝑜𝑎𝑑 ,𝑖 + 𝜉𝑖 − 𝑤𝑖
𝑢𝑙𝑜𝑎𝑑 ,𝑖 , 𝑤𝑖
0 = −𝑛𝑔𝑒𝑛 ,𝑖 −1 𝑢𝑔𝑒𝑛 ,𝑖 + 𝜉𝑖
𝑢𝑔𝑒𝑛 ,𝑖
𝐶𝑖 𝑥 = −𝑛𝑔𝑒𝑛 ,𝑖 −1 𝑢𝑔𝑒𝑛 ,𝑖 + 𝜉𝑖 − 𝑤𝑖
𝑢𝑔𝑒𝑛 ,𝑖 , 𝑤𝑖
𝐶𝑖 𝑥 = −𝑛𝑔𝑒𝑛 ,𝑖 −1 𝑢𝑔𝑒𝑛 ,𝑖 + 𝑛𝑙𝑜𝑎𝑑 ,𝑖 𝑢𝑙𝑜𝑎𝑑 ,𝑖
𝑢𝑔𝑒𝑛 ,𝑖 , 𝑢𝑙𝑜𝑎𝑑 ,𝑖
0 = −𝑛𝑔𝑒𝑛 ,𝑖 −1 𝑢𝑔𝑒𝑛 ,𝑖 + 𝜉𝑖 − 𝑤𝑖
𝑢𝑔𝑒𝑛 ,𝑖 , 𝑤𝑖
Plantas térmicas (Gas, Carbón, Líquidos y Biomasa) Plantas hidroeléctrica con embalse Elementos BESS (Baterías) Generación intermitente (Eólicas y Solar)
GUAJIRA
Lado de Demanda/Suministro
Power Node
1.ATLANTICO
Lado de la Red
(Almacenamiento de energía)
2.BOLIVAR Energía producida
ATLANTICO
3.GCM
MAGDALENA
Recurso eólico + BESS
Capacidad C
CESAR
(Agua, viento, combustible, …)
ξ>0
nivel 0 < x < 1
Energía demandada (Calefacción, iluminación, …)
nload uload
ξ
ngen-1 ugen
ξ0
w>0 Energía no atendida w
