ESTRATEGIAS OPERATIVAS EN EL SEN POR LA

INTEGRACIÓN DE GENERACIÓN EÓLICA Y SOLAR

2

SECTOR ELÉCTRICO MEXICANO

Excluye Exportación e Importación

Fuente: Comisión Federal de Electricidad y Comisión Reguladora de Energía

(sector privado)

3 1

Red Troncal del Sistema Eléctrico Nacional

2012

PTC

KAB

TUM

PLYCHS

COZ CHB

LAC

CTSMID

CBDREC

CHD

SYC/SYD

VJZ

PKP

(U.S.A.)C.PL

(U.S.A.)

PCN

TZMKOP

CEK

KBL

TIU

NCM

SURMDA

IZLVDD

PTE

NTEPJU

BNP

HAA

HBK

MPSMMT

ANG

KNP

VAD

TIC

NRI

NVL

PAP

U.S.A.(MIGUEL)

(IMPERIAL V.)U.S.A.

EDO

ALT

DOG

ANP

GUE

DAÑ

LNT

CNI

HRC

SLD

AGS

TCL

JAL

TMU

PPC

ZMN

ALD

JEP

CGD

APC

HYM

RBC

MTP

LVI

C.PL(U.S.A.)

ENO

CRP

CEY

ABA

SIP

TPX

INF

RUM

CEL

RAP REY

CUF

TMO

EBR

CHM

YTP

CBR

IGN

BLM

ITP

CPY

PAE

PZA

CENTRAL GENERADORA

SUBESTACIÓN

LÍNEA DE 400 KV

LÍNEA DE 230 KV

LÍNEA DE 115 KVLÍNEA DE 138 KV

SIMBOLOGÍA

RIB

ATC

EAA

HCP

FVL

AVL

MCZ

TERREA

CUN

NCG

AMI

AUA

C.PL

NAV

PKP

(U.S.A.)

PNG

AZCARATE(U.S.A.)DIABLO

CDDKLV

ESA

CNR

CTE

LRA

CNC

PYU

XULINS

CRE

CMO

SBY

MAX

PEA

NIZ

SAM

KAL

VHN

LCF

CNN

COT

PGD

HLI

HLT

SCNSTA

LCD

ICA

TJICRO

CPUPJZ

CIP

CCM

CPD

APD

OZA

CTYTEKSTB

RZC

HGO

CHQ

TOY

WIS

SVE

SAF

SQN

KON

TRI

SMN

PLD

SSA

HLC

JUI

OJP

PBD

APT

AGM

LAJ

CAL

SAU

SPAVDR

CHR

SLPZCD

JOM

TMDTMT

LAV

PRD

TUV

ZAP

CRL

QMD

MZL

LAT

JUD

OXP

ZOC

VRD

JDN

DBC

ATD

MZT

ELC

PRI

MIA

TPC

MAN

LRP

AGT

ALD

TAMSA

MZD

HUI

LAM

MON

FRO

ESCVDG

CED

GPL

LED

SGD

PEL

HBL

DGD

TRS SAL

NIC

NUR

AER

CPR

OJC

NUL

MTM

INV

TEC

CCL

FAM

CUT

GMD

LMD

HTS

C.PL(U.S.A.)

SCP

CID

MDPATN

TED

ATQ

SLM

TSN

QRP

MTA

ATE

CGM

OCN

MRP

QRO

IRA

VTPGDO

GDU

APR

GUNALS

ZPA

UPT

MAM

MND

LCP

SID

COL

CMD

VIL

NKS

CPT

CBNAPZ

FTM

LNC

LPI

THP

MCD

KDA

HAE

FEH

MEP

DDN

MMP

TTE

YCP

BAJ

CZA

GUD

BELICE

PIC

PMY

EFR

EPS

SLC

LMI

COC

TPO

PNO

LRO

VIOGAO

DOM

INS

PES

LOU

OLA

LPZ

PUP

ETR

CADTCB

PAA

CRE

SNT

PMLSJC

CAB

PNR

RBT

SEN

SAB

MPT

SMD

POS

LNU CYA

FSO

09-03-12

HECH

NAZ

AND

STF

COZUMEL

LRS

LOS

PID

CPC

TIA

HLM

HCL

JUZ

RYC

CABLE DE 230 KV

CUM

CAS

BLE

OBS

EAT

ETS

NGA

ZPO

EFU

BRT

HYA

CMR

ATP

MXI

ROA

HRA

NCT

YAX KUKBNI

CEL

CIG

PUU

ATV

FET

VLT

CBL

CJN

CCP

MES

QPM

TMH

STM

LFR

ALO

HOL

ITECNO

MTO

SYU

ORE

UMA

PRG

CENTRAL DISTRIBUIDA AAC

LEE

SJD

CHU

QVD

AOD

CZM

CYR

AGZNHE

ELP

COR

VFT

DETALLE DEL AREA METROPOLITANA

PRM

SOX

HEC

PRD

LRP

ZOC

QRP

TUV

TEX

CMU

LAP

REM

TTH

TTE

NOP

AYO

YTP

TUL

APA

DOG

ZAP

SAO

VAEVIC

BRN

MAN

CRU

TOP

TIZ

EST

ATE

NOC

JRB FNL

ECR

EVD

CRG

AGU

MPT

AML

AMP

TIA

ATI

AZC

BOS

CTD

CJM

CRSODB

TYA

SNG

COY

CEY VAJ

ECAKCR

CMC

PEN

MER

ESRPEV

ATK

MAD

CPM

XAL

JAM

VER

IRO

KMC

CPG

AUR

OCE

OLI

MAGXOC

COA

IZT

ETR

TEH

TOL

MZL

PMX

ESO

JLC

ARXPYG

TKM

LFG

CCZ

POO

PNN

CFD

CFI

HQL

TLU

ZONA METROPOLITANA DE LA CIUDAD DE MEXICO

(AREA DE COBERTURA)

ARA

CYO

CTT

VDF

ADC

GOR

SYS

MES

SLR

PNQ

LBRGUATEMALA

DVA

MDO

VOG

LTR

TEC

FED

BAC

DVA

MDO

VOG

TSP

JAS

LVDEURPQM

MSP

IPO

MFA

LGS

EOT

PMI

HGA

CHO

CTG

LYE

ITC

RED TRONCAL DEL SEN

4

Capacidad Generación

Efectiva Instalada

CFE: 40,612.5 MW

PIE: 12,212.9 MW

TOTAL: 52,825.4 MW

Miles de Kilómetros

de Líneas

400 kV 22.375

230 kV 26.643

161-115 kV 45.749

TOTAL 94.767

Usuarios

35.9

Millones

Demanda Máxima

Integrada del SEN

no Coincidente

43,919 MWh/h

Demanda Máxima

Integrada del SEN

Coincidente

40,224 MWh/h

Energía

Bruta

Producida

(2011)

254,680

GWh

CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA ELÉCTRICO

NACIONAL AL 21 DE SEPTIEMBRE DE 2012

5

PROPÓSITO DEL CENACE.

6

TOTAL

EUR

EOT

EVM

PQM

LVD

BNS

FEI

CARACTERÍSTICAS DE LA GENERACIÓN EÓLICA DEL 1 AL

27 DE OCTUBRE DE 2011. INTERMITENTE, FLUCTUANTE Y

COHERENTE.

CAPACIDAD

INSTALADA,

659 MW.

7

TOTAL

EUR

EOT

EVM

PQM

LVD

BNS

FEI

INTERMITENTE,

COHERENTE FLUCTUACIÓN,

APROX. 30 MW

CARACTERÍSTICAS DE LA GENERACIÓN EÓLICA EL 20 DE

OCTUBRE DE 2011. INTERMITENTE, FLUCTUANTE Y

COHERENTE.

8

TOTAL

EUR

EOT

EVM

PQM

LVD

BNS

FEI

FLUCTUACIÓN,

APROX. 35 MW

INTERMITENTE,

COHERENTE

CARACTERÍSTICAS DE LA GENERACIÓN EÓLICA EL 26/27

DE OCTUBRE DE 2011. INTERMITENTE, FLUCTUANTE Y

COHERENTE.

9

CAPACIDAD DE GENERACIÓN INSTALADA EN EL

SISTEMA INTERCONECTADO NACIONAL 49 ,761 MW.

GENERACIÓN

EÓLICA

2012 - 1290

2013 - 2555

GENERACIÓN

HIDRÁULICA

2011 - 4800

2013 - 4800

2016-

1260 MW

2010 F. P. 31 %

2011 F. P. 31 %

2012 F. P. 35 % (Ene-Ago)

10

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

GENERACION EÓLICA PROMEDIO

11

CARGA DE HORNOS DE ARCO ELÉCTRICO, MW

FRECUENCIA, HZ

COMPORTAMIENTO DINÁMICO DE LA FRECUENCIA Y

DE HORNOS DE ARCO ELÉCTRICO EL 24/10/2011

12

SUMINISTRO DE LA DEMANDA CON GENERACIÓN

AL MÍNIMO COSTO DE PRODUCCIÓN (DESPACHO

ECONÓMICO), CUMPLIENDO REQUISITOS DE

CALIDAD DE LA ENERGÍA Y SEGURIDAD

OPERATIVA DEL SISTEMA.

ANCHO DE BANDA DE LA FRECUENCIA

PRODUCCIÓN

59.80 60.2060.00

CONSUMO

ACTUAL. BALANCE CARGA - GENERACIÓN, MARGEN

DE RESERVA OPERATIVO, CONTROL DE FRECUENCIA.

DE 5:00 A 7:00 HRS. LA DEMANDA SE

INCREMENTA 2800 MW Y LA

GENERACIÓN EÓLICA SE REDUCE 750

MW.

EL OPERADOR DEBERA MANTENER

SUFICIENTE MARGEN DE RESERVA

OPERATIVA Y EN “AGC”.

GENERACIÓN

EÓLICA

DEMANDA

2013. BALANCE CARGA - GENERACIÓN, MARGEN DE

RESERVA OPERATIVO Y CONTROL DE FRECUENCIA.

ANCHO DE BANDA DE LA FRECUENCIA

PRODUCCIÓN

59.80 60.2060.00

CONSUMO

14

Generación en la C. E. LVD el 12 de Septiembre de 2007.

-15.00

-5.00

5.00

15.00

25.00

35.00

45.00

55.00

65.00

75.00

85.00

12-Sep-07 00:00:00 12-Sep-07 04:48:00 12-Sep-07 09:36:00 12-Sep-07 14:24:00 12-Sep-07 19:12:00 13-Sep-07 00:00:00

Tiempo (24 horas)

Po

ten

cia

(M

W/M

VA

R)

MW

MVAR

05:52 HS

05:00 HS

REDUCCIÓN DE GENERACIÓN 50 MW

AÑO 2013

REDUCCIÓN

DE1550 MW

EN 1 HR

COMPORTAMIENTO DE LA

GEN EÓLICA DE LAS 06:30

A 07:30 HS, SIMULADO EN

EL “DTS” CON OPERADOR.

ESTRATEGIA PARA EL CONTROL DE LA FRECUENCIA Y

MARGEN DE RESERVA OPERATIVO GEN. LA VENTA DOS

EL 12/09/2007. 83 MW DE C. INSTALADA . PATRÓN A 2013

FLUCTUACIÓN DE 5 MW,

CAP. INST. 83 MW.

15

SIN GENERACIÓN EÓLICA CON GENERACIÓN EÓLICA

60.0 HZ

25 MIN. 25 MIN.

CONTROL DE LA FRECUENCIA Y MARGEN DE RESERVA

OPERATIVO EN SIMULADOR “DTS” CON OPERADOR . CON

/SIN GENERACIÓN EÓLICA.

16

LÍMITE =3000 MW

EL FLUJO POR ENCIMA DE 3000 MW SE

TENDRÁ QUE CONTROLAR COORDINANDO LA

GENERACIÓN EÓLICA E HIDROELÉCTRICA

PARA MANTENER LA SEGURIDAD OPERATIVA

DEL SISTEMA.

CONTROL DEL FLUJO DE TEMASCAL AL CENTRO.

COMPORTAMIENTO DEL 11 AL 14 DE OCTUBRE DE 2010.

ESCALAMIENTO DE GENERACIÓN EÓLICA AL 2013.

FLUJO CON GEN.

EÓLICA PARA 2013

FLUJO OCT. 2010

17

RESONANCIA ARMÓNICA EN

PARQUES EÓLICOS

18

RETOS EN LA PLANEACIÓN DE LA OPERACIÓN DEL

MEDIANO PLAZO CON LA GENERACIÓN EÓLICA A

2013.

FREQUENCY CONTROL AND QUALITY FOR END USERS.

REACTIVE POWER AND VOLTAGE CONTROL.

POWER FLOW CONTROL AT TEMASCAL MEXICO CITY

TRANSMISSION CORRIDOR.

OPERATING RESERVE MARGIN.

RELIABILITY AND SECURITY OF THE POWER SYSTEM.

PRONÓSTICO DEL VIENTO Y PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA

A CORTO - MEDIANO PLAZO.

ADMINISTRACIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA HIDRÁULICA

DEL GRIJALVA Y DE LA ENERGÍA EÓLICA DE OAXACA.

ASIGNACIÓN DE UNIDADES EN EL DESPACHO DE GENERACIÓN UN

DÍA EN ADELANTE CONSIDERANDO LOS PRONÓSTICOS EÓLICOS.

CAMBIOS EN EL PROGRAMA ANUAL DE MANTENIMIENTOS DE LOS

GENERADORES POR EL IMPACTO DE LA GENERACIÓN EÓLICA.

MODERNIZACIÓN Y DISEÑO DE ESQUEMAS REMEDIALES DE ALIVIO

DE LA RED DE TRANSMISIÓN DEL SURESTE DEL PAÍS.

CAMBIOS EN EL PROGRAMA ANUAL DE MANTENIMIENTOS DE LA

RED DE TRANSMISIÓN DE 400 KV DEL SURESTE Y RED ASOCIADA

A LOS PARQUES DE GENERACIÓN EÓLICOS.

19

RETOS DE LA OPERACIÓN Y DESPACHO EN TIEMPO

REAL CON LA GENERACIÓN EÓLICA PREVISTA A 2013

FREQUENCY CONTROL AND QUALITY FOR END USERS.

REACTIVE POWER AND VOLTAGE CONTROL.

POWER FLOW CONTROL AT TEMASCAL MEXICO CITY

TRANSMISSION CORRIDOR.

OPERATING RESERVE MARGIN.

RELIABILITY AND SECURITY OF THE POWER SYSTEM.

PRONÓSTICO DEL VIENTO 2 HRS EN ADELANTE CADA 15 MINUTOS

CONTROL DE LA FRECUENCIA.

MARGEN DE RESERVA OPERATIVO.

CONTROL DE VOLTAJE Y POTENCIA REACTIVA.

CONTROL DEL FLUJO DE TEMASCAL HACIA LA CD. DE MÉXICO.

PROGRAMA SEMANAL Y DIARIO DE MANTENIMIENTOS DE LA RED

DE TRANSMISIÓN DE 400 KV DEL SURESTE Y DE LA GEN. EÓLICA.

CONFIABILIDAD Y SEGURIDAD DEL SISTEMA ELÉCTRICO DE

POTENCIA.

FACTIBILIDAD DEL DESARROLLO DE UN CENTRO CONCENTRADOR

DE LAS GRANJAS DE GEN. EÓLICAS CON FUNCIONES MANUALES Y

TELECONTROLADAS PARA LA GENERACIÓN Y DEL VOLTAJE.

20

1. Pronóstico del viento y equivalente a

potencia eólica generada. 2 horas en

adelante evaluadas cada 15 minutos y de 1

día a 1 año en adelante.

2. Función para la coordinación de la

generación ante variaciones de la

generación eólica en la operación en tiempo

real del Sistema Interconectado Nacional.

Proyectos desarrollados por el IIE.

Descripción del Proyecto:

Predespacho de la generación, calidad de

la frecuencia del SIN, Control de enlaces y

Suficiencia de margen de reserva operativa.

Problema a resolver:

Año 2012

Fecha de Solución

PROYECTOS EN PROCESO: PRONÓSTICOS DE VIENTO

Y COORDINACIÓN DE LA GENERACIÓN EÓLICA.

21

PRONÓSTICO DE LA GENERACIÓN EOLICA, 2 HORAS EN

ADELANTE CONTRA EL REAL EVALUADA CADA 15

MINUTOS. DATOS DEL 09 OCT. 2011

GENERACIÓN

REAL.

GENERACIÓN

PRONOSTICADA.

0

200

400

600

800

1000

1200

0:00 6:00 12:00 18:00 0:00 6:00 12:00 18:00 0:00 6:00 12:00 18:00 0:00

GE

NE

RA

CIO

N (

MW

)

HORA

COMPARATIVO DE GENERACION EOLICA REAL VS PRONOSTICODEL 19/10/2012 AL 21/10/2012

GENERACION REAL PRONOSTICO

23

PROYECTO EN PROCESO: COORDINACIÓN DE LA

GENERACIÓN EÓLICA EN LÍNEA (TIEMPO REAL).

OPERADOR

24

PROYECTO EN PROCESO: COORDINACIÓN DE LA

GENERACIÓN EÓLICA EN LÍNEA (TIEMPO REAL).

25

EXPECTATIVAS OPERATIVAS CON LA INTEGRACIÓN DE GENERACIÓN SOLAR

EN CUANTO AL RECURSO SOLAR, LA RADIACIÓN GLOBAL MEDIA ES APROXIMADAMENTE 5.5 kWh/m2/d,

SITUANDO AL PAÍS EN LOS PRIMEROS LUGARES A NIVEL MUNDIAL. LA RADIACIÓN PROMEDIO CAMBIA A

LO LARGO DE LA REPUBLICA Y TAMBIEN DEPENDE DE LA ÉPOCA DEL AÑO, CAYENDO LIGERAMENTE POR

DEBAJO DE 3 kWh/m2/d Y PUEDE ALCANZAR POR ENCIMA DE 8.5 kWh/m2/d

Fuente: Instituto de Investigaciones Eléctricas

RADIACIÓN SOLAR EN MÉXICO

27

TECNOLOGÍA SOLAR

SI-PV- silicio en obleas mono y policristalino

Thin Film – silicio amorfo

PV SANTA

ROSALIA 1 MW (2011)

PV MEXICALI

5 MW (2012)

WIND OAXACA 1290.7

MW (2012)

CSP SONORA 14 MW (2013)

PV JALISCO 29.8 MW (CONST.)

PV AGUASCALI

ENTES 3.8 MW

(CONST.)

SITUACIÓN ACTUAL

PV - PHOTOVOLTAIC CSP – CONCENTRATED SOLAR POWER

THERMAL SYSTEMS CONCENTRATION

PARABOLIC TROUGH SOLAR FIELD

WIND

OAXACA

2500 MW

(2013)

PV

SONORA

1040 MW

(2014)

FACTIBILIDAD DE GENERACIÓN SOLAR

WIND

RUMOROSA

960 MW

(2016)

FACTIBILIDAD

GEN. SOLAR

2012 132 MW

2013 1018 MW

2014 1331 MW

2015 90 MW

TOTAL 2571 MW

PV

DURANGO

416 MW

(2014)

PV

LPZ-CABOS

794 MW

(2014)

30

RETOS OPERATIVOS POR LA INTEGRACIÓN DE LA GENERACIÓN SOLAR

PRONOSTICOS DE LA GENERACIÓN SOLAR.

CONTROL DE LA CALIDAD DE LA FRECUENCIA.

CONTROL DE LA REGULACIÓN DEL VOLTAJE.

GENERACIÓN EN RESERVA FRÍA RÁPIDA PARA LAS 9-10 HS DE CERO

GENERACIÓN.

MARGEN DE RESERVA RODANTE Y FRÍA DE 10 MIN. PARA MANTENER

MARGEN DE RESERVA OPERATIVO.

RAMPAS DE LA GENERACIÓN EN RESERVA RODANTE Y FRÍA.

CONTROL AUTOMÁTICO DE GENERACIÓN CON GENERACIÓN

INTERMITENTE (AGC).

CÁLCULO DINÁMICO DE LÍMITES DE TRANSMISIÓN EN TIEMPO REAL.

REDESPACHOS DE GENERACIÓN EN TIEMPO REAL.

CONTROL DE FLUJOS DE POTENCIA.

EVALUACIONES DINÁMICAS DEL COMPORTAMIENTO DE LA FRECUENCIA

ANTE PÉRDIDA SÚBITA DE GENERACIÓN SOLAR.

COORDINACIÓN DE LA GENERACIÓN EÓLICA Y SOLAR.

DIA SOLEADO DIA MAYORMENTE NUBLADO