Διείσδυση ΑΠΕ στο Ηλεκτρικό Σύστημα της Ισπανίας με τη λειτουργία ΑΤΣ

Transcript

1 Διείσδυση ΑΠΕ στο Ηλεκτρικό Σύστημα της Ισπανίας με τη λειτουργία ΑΤΣ Miriam Rodríguez-Ruiz Κωνσταντίνος Μπέκας Αθήνα 29 η Νοεμβρίου 2013

2 Πρόγραμμα 1 Εισαγωγή 2 Αιολική Ενέργεια 3 Διείσδυση ΑΠΕ 4 Παραδείγματα 5 Συμπεράσματα 6 ΑΤΣ: «Κόρτες Λα Μουέλα» 2

4 Εισαγωγή Μίγμα Παραγωγής στην Ισπανία μέχρι το Σεπ 2013 Αιολικά 22% Ηλιακά 6% Άλλα 10% CCGT 25% Υδροηλεκτρικά 17% Πυρηνικά 8% Ανθρακικά 11% Καύσιμο-Αέριο 1% Τεχνολογία Σύνολο GW % Υδροηλεκτρικά Πυρηνικά Ανθρακικά Καύσιμο-Αέριο CCGT Σύνολο (συμβατικά) Αιολικά Ηλιακά Άλλα Σύνολο (Ειδικό καθεστώς) Σύνολο GW * REE. Σεπ 2013 Τα εγκατεστημένα Αιολικά ισοδυναμούν με 24 Πυρηνικά 38% της εγκατεστημένης ισχύος είναι ΑΠΕ (55% με ΥΗΣ) 4

5 Εισαγωγή ΑΠΕ στην Ισπανία Ειδικό καθεστώς GW 7% 6% 57% Αιολικά Χρήση Αποβλ. Απόβλητα Βιομάζα Μικρά ΥΗΕ Αιολικά Ηλιακά Θερμικά Φωτοβολταϊκά Συμπαραγωγή Σεπ 2013 * REE. Νοε2012/Σεπ2013 5

6 Εισαγωγή Παραγωγή της Ισπανίας Έτος Σεπ2012/Σεπ2013 Κατανάλωση άντλησης Consumo Exportaciones Εξαγωγές Bombeo netas TWh 110 Demanda Ζήτηση ΑΠΕ-Ειδικό καθεστώς Υδροηλεκτρικά CCGT Καύσιμα Ανθρακικά Πυρηνικά

7 Εισαγωγή - Ορίζοντα στην Ισπανία Σχέδιο ΑΠΕ Στόχος της Ισπανίας: 20,8% ΑΠΕ στην τελική κατανάλωση ενέργειας και Ηλεκτρική Ενέργεια από ΑΠΕ: 38,1% 7

8 Εισαγωγή Ισπανικό Ηλεκτρικό Σύστημα ΑΠΕ Διασυνδέσεις Συμβατικές μονάδες Βοηθητικές Λειτουργίες Μεταφορά 400 kv 220 kv Descargos Διαχειριστής Συστήματος REE Λειτουργός Αγοράς OMIE Προσφορές της Ζήτησης Εταιρείες Δικτύου Δίκτυο Διανομής < k V Καταναλωτές Οικιακοί Βιομηχανικοί Καταναλωτές Προσφορές της Ζήτησης Πληροφορία Ηλεκτρική Ενέργεια 8

9 Διαφάνεια και Αντικειμενικότητα Συγκεντρωτική πληροφορία δημοσιεύεται μέσα σε λίγα λεπτά μετά την Ημερήσια Αγορά 90 ημέρες μετά την Ημερήσια Αγορά δημοσιεύεται η πλήρης πληροφορία που περιλαμβάνει ονόματα μονάδων κάθε προσφοράς 9

10 Προσφορές τεχνολογιών σε διαγράμματα αγοράς Οι Εντασσόμενες Μονάδες αποζημιώνονται τουλάχιστον με τις τιμές που ζήτησαν Οι οριακές τεχνολογίες καθορίζουν τις τιμές αγοράς κάθε περιόδου 10

11 Αιολική Ενέργεια στην ενεργειακή αγορά Λειτουργός Αγοράς Διαχειριστής Συστήματος Αγορά Επόμενης Ημέρας Ενδοημερήσιες αγορές 1 έως 6 Προηγούμενες πληροφορίες Ορισμός προγράμματος Ανάλυση περιορισμών Δευτερογενής εφεδρεία Διαχείριση τεχνικών περιορισμών (IM) Διαχείριση αποκλίσεων < 9.00 h < h < h h h h h h PBC PBF PVP PHF Τριτογενής εφεδρεία 15 min antes h Περιορισμοί (real time) Real Time P48 Αιολική Συμμετοχή Το Ισπανικό Σύστημα έχει διάφορες διαδικασίες επικουρικών υπηρεσιών για να ενοποιεί την ανανεώσιμη ενέργεια και να λειτουργεί το Σύστημα με τα σωστά περιθώρια ασφαλείας. 11

13 Αιολική Ισχύς Κυριότερα Στοιχεία Αιολική παραγωγή και μέγιστες τιμές κάλυψης 06/02/2013 Εγκατεστημένα Αιολικά: MW Μέγιστη Συμμετοχή: MW Ημερήσια Παραγωγή: MWh (18/04/2012) Load Factor Κάλυψη Ζήτησης Μέγιστη Κάλυψη Ζήτησης: 64% (στην 24 Σεπτεμβρίου 2012) 23-27/09/ GWh 7GWh 24GWh 13

14 Μεταβλητότητα της Αιολικής ισχύος 04/ MW +13 GW σε 27 h MW 200 h -9 GW σε 16 h +13GW σε 33 h -13GW σε 17 h Μέγιστη παραγωγή: Ελάχιστη κάλυψη: Πυρηνικά Καύσ.-Αέριο Ανθρακικά Συνδυασμένος Κύκλος Η διαχειρίσιμη παραγωγή πρέπει να αντισταθμίσει αυτή τη μεταβλητότητα για να διατηρήσει την ισορροπία μεταξύ παραγωγής και ζήτησης Αιολικά Υδροηλεκτρικά Άλλα ειδικό καθεστώς Διασυνδέσεις (-) 14

15 Συχνότητα (ώρες) Αιολική Ενέργεια Στατιστική ωριαία αλλαγή φορτίου από έως Αλλαγή Φορτίου (MW) Υπάρχουν συχνά μεταβολές μεγαλύτερες των 500MW. Υψηλές αυξήσεις ισχύος συμβαίνουν συχνότερα από υψηλές μειώσεις ισχύος Μεγάλη σημασία των «backup» τεχνολογιών 15

17 Διείσδυση ΑΠΕ X Παραγωγή-Ζήτηση Ο στόχος είναι να ενσωματωθούν στο μέγιστο δυνατό βαθμό οι ΑΠΕ. Δίκτυο Ευελιξία Διασυνδέσεις Ενίσχυση τελευταίων ετών Διεσπαρμένη Αιολική Παραγωγή Οι ΥΗΣ, η Αντλησιοταμίευση και τα CCGT είναι οι βασικές τεχνολογίες ταχείας εφεδρείας που βοηθούν τη διείσδυση Χαμηλή εξαγωγική ικανότητα Fuente: REE Κυριότερα ζητήματα της διείσδυσης Αιολική Ισχύς Λειτουργία Συστήματος ΥΗΣ Λειτουργική προτεραιότητα Λειτουργική προτεραιότητα των ΑΠΕ χωρίς διακινδύνευση της ασφαλούς λειτουργίας του συστήματος Ευκαιρίες με μεταβλητότητα των τιμών και ευκαιρίες σε βοηθητικές υπηρεσίες, βοηθώντας το σύστημα Υψηλή επιρροή στην δευτερογενή, τριτογενή και στρεφόμενη εφεδρεία 17

18 Διείσδυση ΑΠΕ Η Αιολική Παραγωγή είναι δυνατόν να ελαττωθεί από το Διαχειριστή του Συστήματος Ο ΔΣ μπορεί να εκδώσει περικοπές της αιολικής παραγωγής στους αιολικούς παραγωγούς για την αποκατάσταση των «προς τα κάτω» εφεδρειών: Το Σύστημα ξεμένει από «προς τα κάτω» εφεδρείες. Απαιτούνται θερμικά συγκροτήματα για να καλύψουν τις αιχμές ζήτησης. Συμβατική παραγωγή για εφεδρείες LFC (έλεγχο φορτίου-συχνότητας). Έσχατη λύση για ανάκτηση εφεδρικών μονάδων: Περικοπές της αιολικής παραγωγής Γίνεται μέσα σε 15 λεπτά, χάρη στη δομή του κέντρου ελέγχου. Περικοπές Αιολικής Παραγωγής (GWh) 18

19 Διείσδυση ΑΠΕ Η ευελιξία της υδροηλεκτρικής παραγωγής είναι αποδεκτή ως η καλύτερη τεχνολογία (χωρίς εκπομπές) για την διείσδυση της παραγωγής ΑΠΕ στο σύστημα Περίσσεια ενέργειας: ρόλος της αντλησιοταμίευσης 18 GW < 1 TWh Η Αντλιο-κατανάλωση από Οκτ 2011 έως Σεπ 2012 ήταν 4,7 TWh 3 0 Φορτίο Αντλησιοταμίευσης ~ 5-6 TWh h Όταν εμφανίζεται περίσσεια ενέργειας, η αντλησιοταμίευση αξιοποιεί την ευκαιρία καθώς αυτή η περίσσεια ενέργειας είναι δυνατόν να αποθηκευτεί 19

20 Διείσδυση ΑΠΕ Μεικτή Αντλησιοταμίευση Με χαμηλή παροχή ποταμού είναι δυνατή πολύωρη άντληση. Με βροχόπτωση δεν είναι δυνατή η άντληση επειδή πρέπει να υπάρχει παραγωγική υδροστροβιλική λειτουργία Καθαρή Αντλησιοταμίευση Είναι διαθέσιμη και με βροχοπτώσεις Δεν έχει πολλούς περιορισμούς του ποταμού Επικεντρώνεται μόνο στις οικονομικές πτυχές. Είναι σημαντική η ισχύς της Αντλ., αλλά επίσης η σχέση της ισχύος και των συνεχών ωρών που οι αντλίες μπορούν να καταναλώνουν 20

21 Διείσδυση ΑΠΕ Παράδειγμα Ευελιξίας: 26/04/2012 Αιολικά(MW) Ευέλικτες τεχνολογίες βοηθούν το σύστημα να μεγιστοποιεί τη διείσδυση ΑΠΕ Υδροηλεκτρικά(MW) 21

22 Μεταβλητότητα προγράμματος MW MWh 24/01/09: Απόκλιση Αιολικού προγραμματισμού λόγω υψηλής ταχύτητας ανέμου κατά τη διάρκεια καταιγίδας Άντληση βάσει ευκαιριών τιμών Υψηλή απόκριση Υδροηλεκτρικών 24 Ιανουάριου /01/ /01/ /01/2009 REAL (EÓLICA) CICLO COMBINADO CARBÓN HIDRÁULICA VENTA DE BOMBEO VARIACIÓN DEMANDA CASADO (EÓLICA) REAL (EÓLICA) ΑΤΣ: υψηλή ευελιξία, αν και λόγω περιορισμένης δυναμικότητας ο πόρος αυτός εξαντλείται γρήγορα 22

23 Ισπανία: Ζήτηση vs ΑΠΕ Ζήτηση παραγωγή ΑΠΕ ΑΠΕ - Αιολικά Μειώσεις ζήτησης Αύξηση παραγωγής -2,0% 3,1% - 1,4% TWh ΑΠΕ και Αιολικά TWh Ζήτηση Ειδικό Καθεστώς % ΑΠΕ vs Ζήτησης Ειδικό Καθεστώς Αιολικά 25% 26% 24% 25% Αιολικό Load factor Βρισκόμαστε σε ένα stress test του συστήματος λόγω υψηλής διείσδυσης ΑΠΕ. Ευελιξία και Αξιοπιστία του μίγματος: κύριοι παράγοντες διείσδυσης 23

25 MW (Demanda-Hueco) Παράδειγμα: Πρόβλεψη. Ζήτηση vs Αιολική Σεπτεμβρίου 2012 Ζήτηση Αιολική Πρόβλεψη Ζήτηση Αιολική Πρόβλεψη Demanda-hueco-viento (España) Η πρόβλεψη άλλαξε ξαφνικά λόγω Nadine (τροπική καταιγίδα που άλλαξε πορεία) jue vie sáb dom lun mar mié jue vie sáb dom lun mar mié jue PRECIO Prevision Demanda REE Diferencia( Prevision Demanda REE-Prevision Produccion Eolica p.50) Prevision Produccion Eolica p.50 Promedio Prevision Demanda REE PromedioDiferencia( Prevision Demanda REE-Prevision Produccion Eolica p.50) Promedio Prevision Produccion Eolica p.50 25

26 Αιολική Πρόβλεψη vs πραγματική παραγωγή MW Αιολικά Previsión D - 5, D - 1, observación Αιολική πρόβλεψη διαφορές D-5 vs D MWh D - 1 D - 5 Observacion Πραγματικά Μεγέθη 26

27 Παράδειγμα: Χαμηλή ζήτηση και υψηλό αέρα Χαμηλή ζήτηση: Σαββατοκ. Χαμηλή ζήτηση: βράδυ Αιολικές Περικοπές Υψηλή Κάλυψη από Αιολικά Υψηλό αέρα: 4 Ημέρες Fuente: REE 27

28 Παράδειγμα: Παραγωγή Ισπανίας 80 Day ahead PMD hourly ( /MWh) price( /MWh) Ορισμένοι μικροί ΑΤΣ πρέπει να παράγουν ώστε να μπορούν να ξανά αντλήσουν. Ορισμένοι μεγάλοι ΑΤΣ μπορούν να αντλούν συνεχώς για περισσότερες από 30 ώρες. Όταν πέφτει η αιολική παραγωγή, οι ΥΗΣ αυξάνουν την παραγωγή ώστε να διατηρηθεί ο αρχικός προγραμματισμός 60 hydro and PS (MWh) /09 23/09 24/09 25/09 26/09 27/ Οι ΑΤΣ προγραμματίζουν κάτω από 35 /MWh αν θέλουν να παράγουν πάνω από 50 /MWh στην ΗΑ Οι ΑΤΣ έχουν επίσης ευκαιρίες στην ενδοημερήσια αγορά και στην αγορά επικουρικών υπηρεσιών /09/ :00 23/09/ :00 24/09/ :00 25/09/ :00 Hydro PS (Generation) PS (Comsumption) 26/09/ :00 27/09/ :00 28

29 Παράδειγμα: Iberdrola παραγωγή και τιμές Άντληση/ΥΗΣ (IB) GWh Άντλησης GWh ΥΗΣ /MWh Άντλησης /MWh ΥΗΣ Υπάρχουν ευκαιρίες στην ΗΑ χαμηλών τιμών άντλησης, ακόμη και 0 /MWh σε μερικές περιπτώσεις. Υπάρχει περίπτωση για υψηλότερη κατανάλωση άντλησης από παραγωγή ΥΗΣ ορισμένες συνεχόμενες ημέρες (3). Το κόστος άντλησης μπορεί να μειωθεί 30% από τις τιμές ΗΑ μέσω εμπορικών συναλλαγών και ευκαιριών επικουρικών υπηρεσιών. Οι συνδυαστικές δυνατότητες ΥΗΣ και ΑΤΣ επιτρέπουν ορισμένες ημέρες η κατανάλωση άντλησης να υπερβαίνει την υδροηλεκτρική παραγωγή 29

30 MWh /MWh MWh στάθμη Παράδειγμα: Καθαρή Αντλησιοταμίευση Παραγωγή vs στάθμη φράγματος παραγωγή άντληση level PMD vs Αιολικά Αιολικά PMD 30

32 Συμπεράσματα: Η μακροπρόθεσμη αιολική παραγωγή είναι απρόβλεπτη. Τα Υδροηλεκτρικά παίζουν κύριο ρόλο στη διείσδυση της αιολικής παραγωγής λόγω της δυνατότητάς τους για εξισορρόπηση της ισχύος Το μεγαλύτερο μέρος των ΑΠΕ είναι μη διαχειρίσιμες πηγές ισχύος, ως εκ τούτου, το ηλεκτρικό σύστημα χρειάζεται τεχνολογίες υποστήριξης για την διείσδυση της ισχύος. Η Υδροηλεκτρική ενέργεια είναι αποδεκτή ως η καλύτερη τεχνολογία (ευέλικτη και αξιόπιστη) για την διείσδυση παραγωγής ΑΠΕ στο σύστημα. Η ευελιξία υδροηλεκτρικών και αντλησιοταμιευτικών σταθμών επιτρέπει την αξιοποίηση των καλύτερων ευκαιριών σε κάθε αγορά, και επιπλέον εγγυάται ασφάλεια στη λειτουργία του συστήματος Η αντλησιοταμίευση ελαχιστοποιεί το κόστος της διείσδυσης ΑΠΕ μειώνοντας τις τιμές της αιχμής. Οι Υδροηλεκτρικοί σταθμοί χρειάζονται μια εύλογη απόδοση για την τεράστια επένδυση που απαιτείται για την κατασκευή τους. Σήμερα, τα Υδροηλεκτρικά πληρώνονται μόνο για την ενέργεια. 32

34 ΑΤΣ «Κόρτες Λα Μουέλα» Video Εγκαινιάστηκε τον Οκτώβριο του Αντλησιοταμιευτικός σταθμός: 1.722MW συνολικής εγκατεστημένης ισχύος με ικανότητα παραγωγής 5.000GWh/έτος

35 Διείσδυση ΑΠΕ στο Ηλεκτρικό Σύστημα της Ισπανίας με τη λειτουργία ΑΤΣ Miriam Rodríguez-Ruiz, Κωνσταντίνος Μπέκας, Αθήνα 29 η Νοεμβρίου 2013