GENERACIÓN DISTRIBUIDA Características de la generación distribuida en un mercado competitivo.

GENERACIÓN DISTRIBUIDACaracterísticas de la generación distribuida en un mercado competitivo. “UTILIZACION DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES NO CONVENCIONALES PARA GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD” ING. MARIO VIGNOLO

Generación distribuidaCaracterísticas • Es la generación conectada directamente en las redes de distribución • Potencias relativas pequeñas ( 5 MW) • Tecnologías: • Renovables (ej. eólica, solar, etc.) • No renovables (ej. gas, diesel, etc.) • Cogeneración

GENERADORES CENTRALES CONVENCIONALES SISTEMA INTERCONECTADO DE TRANSMISIÓN RED DE DISTRIBUCIÓN Generador Distribuido Demanda Demanda Generación distribuida

La generación distribuida en el mundo

REINO UNIDO ARGENTINA CHILE Generación central Generación central Generación central  30 mils / kWh (3)  30 mils / kWh (5)  30 mils / kWh (1) Transmisión Transmisión Transmisión Distribución en AT Distribución en AT Distribución en AT Distribución MT Distribución MT Distribución MT Distribución BT Distribución BT Distribución BT  100 mils / kWh (4)  95 mils / kWh (6)  100 mils / kWh (2) Ventajas competitivas

Ventajas competitivas (II) • Precios a nivel de generación convencional central vs. precios para el consumidor final (p  70 mils / kWh) • La generación distribuida es competitiva con costos medios en el rango de 40 - 50 mils/kWh • El costo que imponen las redes de transporte de energía mide directamente el grado de competitividad de la generación distribuida

Ventajascompetitivas (III) • La generación distribuida reduce la utilización de las redes de transporte de energía y las pérdidas globales del sistema por kWh consumido efectivamente •  Reduce la necesidad de inversión en activos fijos en las redes de transporte de energía

Valor adicional de la generación distribuida • Reduce las pérdidas en las redes de distribución de energía • Incrementa la confiabilidad en el suministro de energía eléctrica • Puede utilizarse para la regulación de tensión en distribución • Permite generar energía limpia utilizando fuentes renovables en un muy amplio segmento de inversión

D2 / 200 kW T A C B D1 / 200 kW G / 400 kW Fig. 4. Red de distribución radial. Pérdidas en la red de distribución EJEMPLO: Red radial simple de Distribución Potencia base: 100 kW r = 0.001 p.u.

D2 / 200 kW T 0 kW 400 kW 200 kW A C B D1 / 200 kW G / 400 kW Fig. 5. Flujos de potencia con el generador entregando 400 kW. Pérdidas en la red de distribución (I) Caso 1: Generador entregando 400 kW Perdidas = l = r.p2 l = 0.001(22 + 42) = 0.02 p.u. (2 kW)

D2 / 200 kW T 400 kW 200 kW A C B D1 / 200 kW Fig. 6. Flujos de potencia desconectando el generador G. Pérdidas en la red de distribución (III) Caso 2: Sin generador Perdidas = l = r.p2 l = (2x0.001)(42) + (0.001)x22 = 0.02 p.u. (3.6 kW)

Pérdidas en la red de distribución (IV) • Para el ejemplo particular visto la presencia de Gproduce una reducción de pérdidas del 44 % • Existe un valor de potencia inyectada para el cual las pérdidas son mínimas (250 kW con pérdidas de 1 kW) • También hay disminución en las pérdidas de la red de transmisión

EJEMPLO: Confiabilidad en el suministro (sin GD) Alimentador 1 Alimentador 2 Alimentador FOR (Indisponibilidad) 1 0.02 2 0.02 Capacidad 100 MW Capacidad 100 MW B Carga 100 MW Fig. 7. Ejemplo: Confiabilidad en el suministro de energía eléctrica (sin GD). Confiabilidad en el suministro

LOLP = 0.0004 (Probabilidad de no satisfacer la carga) Cap. no disp. Cap. disp. Prob. (MW) (MW) del estado 0 200 0.98x0.98 = 0.9604 100 100 2x0.98x0.02 = 0.0392 200 0 0.02x0.02 = 0.0004 Número esperado de días en el año en los cuales la carga puede experimentar problemas: LOLP x 365 = 0.146 dias / año (3.50 horas /año) Confiabilidad en el suministro

EJEMPLO: Confiabilidad en el suministro (con GD) Alimentador 1 Alimentador 2 Elemento FOR (Indisponibilidad) Alimentador 1 0.02 Alimentador 2 0.02 GDR 0.5 Capacidad 100 MW Capacidad 100 MW B Carga 100 MW GDR 100 MW Fig. 8. Ejemplo: Confiabilidad en el suministro de energía eléctrica (con GD). Confiabilidad en el suministro

Confiabilidad en el suministro LOLP = 0.0002 (Probabilidad de no satisfacer la carga) Número esperado de días en el año en los cuales la carga puede experimentar problemas: LOLP x 365 = 0.073 dias / año (1.75 horas /año)

Confiabilidad en el suministroConclusiones • La presencia de GD en la red de distribución puede proporcionar seguridad adicional en el suministro de energía eléctrica

EJEMPLO: Red de distribución radial simple sin GD T1 T B A T2 Fig. 9. Red de distribución radial simple sin GD. Energía reactiva y regulación de tensión

EJEMPLO: Red de distribución radial simple con GD T1 T B G A GD T2 Fig. 10. Red de distribución radial simple con GD. Energía reactiva y regulación de tensión (II)

Energía reactiva y regulación de tensión (III) EJEMPLO: Red de distribución radial simple con GD

Controlador DMS P , Q P , Q PV P , Q P , -Q P+/-Q P+/-Q CHP Fig. 12. DG integrada. Control dinámico de la red. S A Energía reactiva y regulación de tensión (IV)

Externalidades ambientales (*) Fuente: Pace University Centre for Environmental Legal Studies (1990)

Gen - Tras - Dis - Consumidor ANTECEDENTES: Reino Unido, Argentina y Chile Concepción de las regulaciones sin GD • Generación localizada en el sistema de transmisión • Usuarios que solo consumen

Gen -Tras - Dis - Consumidor - Dis - Gen AutoGen Concepción de las regulaciones con GD • Generación localizada en el sistema de transmisión y el de distribución • Usuarios que no solo consumen

Eficiencia en el mercado eléctrico • El desarrollo de un mercado eléctrico competitivo implica obtener eficiencia económica mediante estructuras tarifarias (señales) que reconozcan precisamente costos y beneficios reales • Ventaja competitiva de la GD respecto a la generación central convencional: NO USO DE LA RED DE TRASMISIÓN

Conclusiones • La viabilidad de la GD depende fuertemente del tratamiento regulatorio, en particular, de la asignación de los costos de trasmisión • Por los montos de inversión requeridos, la GD puede ser una fuente de competencia adicional en el mercado eléctrico nacional • La internalización de las externalidades ambientales de la GD renovable es una decisión de política energética y ambiental

GENERACIÓN DISTRIBUIDA Características de la generación distribuida en un mercado competitivo.