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Complementación híbrida entre el Corredor Eólico del Istmo y el Complejo Hidroeléctrico
del Río Grijalva
Dr. Ricardo O. Mota Palomino
INSTITUTO POLITECNICO NACIONALCuarto Coloquio Internacional
Corredor Eólico del Istmo
Huatulco,Oaxaca,Septiembre 2004
Consultado en: http://planeolico.iie.org.mx/4tocol/7-RicardoIPN.pps
Fecha de consulta: 20/09/2009.
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Antecedentes
CFE ha determinado la viabilidad física de producir energía eoloeléctrica en el Istmo de Tehuentepec
Se ha establecido el “Corredor Eólico del Istmo de Tehuantepec” estimado en 2000 MW
Al considerar la eoloelectricidad como un recurso “comercial”, requiere demostrarse su viabilidad técnico-económica
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Estudios Desarrollados
Desarrollo de modelos de simulación de aprovechamientoseoloeléctricos e hidroeléctricos para evaluar el beneficio deintegrarlos al Sistema Eléctrico Nacional
Cálculo de índices de confiabilidad del sistema generador paradimensionar el “mercado” que puede ser suministrado por el sistema
Comparación del comportamiento del sistema eolo-hidroeléctrico para compararlo con uno hidro-termoeléctrico
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Criterios de evaluación de beneficios deun parque generador
Se desea comparar los beneficios derivados de un proyecto degeneración eléctrica de acuerdo a los parámetros siguientes:
1. Energía generada en un período de tiempo determinado
2. Capacidad (en MW) agregada al sistema con el proyecto
3. Mejoramiento de la calidad entendida como confiabilidad ogarantía de suministro
En México se utilizan explícitamente los conceptos 1 y 2
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Criterios de evaluación de beneficios deun parque generador
Las centrales eoloeléctricas y las hidroeléctricas son recursosrenovables de naturaleza aleatoria
Las centrales hidroeléctricas con capacidad de almacenamientoson “programables”, por lo que pueden “reclamar” unaaportación en capacidad para el período de tiempo en quepueden predecir esta “programación”
En este contexto se evaluó la aportación del desarrollo degranjas eoloeléctricas al coordinar su operación con el complejohidroeléctrico del Río Grijalva
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Modelaje de los sistemas
Generalmente los sistemas eoloeléctricos se desarrollan comouna opción “ahorradora” de energía de otra naturaleza:
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Modelaje de los sistemas
Debido a la naturaleza aleatoria de la hidrología, para evaluar losbeneficios que introduce el Complejo hidroeléctrico a unsistema, se requiere desarrollar metodologías probabilísticas desimulación del parque generador
Adicionalmente aplicar criterios probabilísticos para evaluar sucontribución a la confiabilidad ó garantía de suministro
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Modelaje de los sistemas
Generator of wind series
Wind power simulator
Generator of hydrologic series
Market with uncertainity
Dispatch priorities
Hydropower simulator
Procedure to assign load to hydro plants
Updating water levels and availabity of hydro
power plants
Assesment of deficits and changes in state
of thermal units
Availability of thermal power plant
Generator of timefor failure luse and
repairment
WIND
HYDRO
THERMAL
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Coordinación Hidro-Eólica
Objetivo del Estudio:
CoordinaciónHidro-Térmica
Evaluar el Beneficio de lageneración eólica en laCoordinación Hidrotérmicade largo plazo del SIN
Descripción del Estudio Realizado
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Criterio probabilístico de suministro de potencia
Mediante el método de Monte-Carlo se tratan de calcularíndices de confiabilidad del sistema generador. Estosíndices son principalmente:
LOLE (Índice de pérdida de carga esperada)
LOEE (Índice de pérdida de energía esperada)
Permiten cuantificar la continuidad y magnitud de losracionamientos de energía
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Criterio probabilístico de suministro de potencia
(i) La pérdida de carga esperada (LOLE hr/año): Es elpromedio de número de días u horas en un período dado(comúnmente un año) en el que la demanda pico diaria ola demanda horaria se espera que exceda la capacidaddisponible de generación; y
(i) La Pérdida de energía esperada (LOEE MWh/año): Esla energía que se espera no poder abastecer durante unperíodo dado (comúnmente un año) por el sistemagenerador dado que la demanda excede la capacidaddisponible de generación
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Criterio probabilístico de suministro de Potencia (Complejo hidroeléctrico)
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Criterio probabilístico de suministro de Potencia (Complejo hidroeléctrico)
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Criterio probabilístico de suministro de Potencia (Central eoloeléctrica)
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Criterio probabilístico de suministro de Potencia (Central eoloeléctrica)
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Criterio probabilístico de suministro de Potencia (Sistema híbrido)
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Criterio probabilístico de suministro de Potencia (Sistema híbrido)
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Criterio probabilístico de suministro de Potencia (Sistema híbrido)
CAPACIDAD EN VIENTO
(MW)
LOLE (hrs/año)
DEMANDA MEDIA SIN
VIENTO (MW)
DEMANDA MEDIA CON
VIENTO(MW)
BENEFICIO (MW)
PORCIENTO DE LA
CAPACIDAD INSTALADA
(%)
200 22.0 1764.6 1842.9 78.3 39.15
9.0 1750.7 1829.3 78.6 39.3
500 22.0 1764.6 1958.0 193.4 38.68
9.0 1750.7 1944.6 193.9 38.78
750 22.0 1764.6 2052.5 287.9 38.38
9.0 1750.7 2039.1 288.4 38.45
1000 22.0 1764.6 2147.8 383.2 38.32
9.0 1750.7 2133.4 382.7 38.27
2000 22.0 1764.6 2519.1 754.5 37.725
9.0 1750.7 2504.8 754.1 37.705
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Criterio probabilístico de suministro de Potencia (Sistema híbrido)
CAPACIDADEN VIENTO(MW)
DEMANDA MEDIA SIN
VIENTO(MW)
LOEESIN
VIENTO (GWh/año)
DEMANDA MEDIA CON
VIENTO(MW)
LOEECON
VIENTO (GWh/año)
BENEFICIO EN LA
REDUCCIÓN DE LOEE
(GWh/año)
200 1829.3 364.6 1829.3 12.5 352.1
500 1945.0 1709.3 1945.0 12.5 1696.8
750 2040.2 3025.0 2040.2 12.5 3012.5
1000 2135.5 3961.5 2135.5 12.5 3949.0
2000 2510.5 7441.2 2510.5 12.5 7428.7
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Criterio probabilístico de suministro de Potencia (Sistema híbrido)
CAPACIDADEN VIENTO(MW)
DEMANDA MEDIA SIN
VIENTO(MW)
LOEESIN
VIENTO (GWh/año)
DEMANDA MEDIA CON
VIENTO(MW)
LOEECON
VIENTO (GWh/año
)
BENEFICIO EN LA
REDUCCIÓN DE LOEE
(GWh/año)
200 1842.6 528.2 1842.6 30.0 498.2
500 1958.0 1882.9 1958.0 30.0 1852.9
750 2053.1 3156.4 2053.1 30.0 3126.4
1000 2149.6 4091.8 2149.6 30.0 4061.8
2000 2522.1 7551.3 2522.1 30.0 7521.3
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Criterio probabilístico de suministro de Potencia (Sistema hidrotérmico)
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Criterio probabilístico de suministro de Potencia (Sistema hidrotérmico)
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Criterio probabilístico de suministro de Potencia (Sistema hidroeléctrico)
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Criterio probabilístico de suministro de Potencia (Sistema hidroeléctrico)
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Criterio probabilístico de suministro de Potencia (Sistema híbrido)
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Criterio probabilístico de suministro de Potencia (Sistema híbrido)
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Criterio probabilístico de suministro de Potencia (Sistema híbrido)CAPACIDAD ENVIENTO(MW)
LOLE (hrs/año)
DEMANDA PICO SIN VIENTO
(MW)
DEMANDA PICO CON
VIENTO (MW)
BENEFICIO (MW)
PORCIENTO DE LA CAPACIDAD
INSTALADA (%)
200 22.0 2859.5 2986.7 127.2 63.6
9.0 2835.6 2964.9 129.3 64.65
500 22.0 2859.5 3175.8 316.3 63.26
9.0 2835.6 3154.1 318.5 63.7
750 22.0 2859.5 3330.3 470.8 62.77
9.0 2835.6 3309.3 473.7 63.16
1000 22.0 2859.5 3485.0 625.5 62.55
9.0 2835.6 3463.0 627.4 62.74
2000 22.0 2859.5 4087.4 1227.9 61.395
9.0 2835.6 4057.8 1222.2 61.11
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Criterio probabilístico de suministro de Potencia (Sistema híbrido)
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Criterio probabilístico de suministro de Potencia (Sistema híbrido)
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Criterio probabilístico de suministro de Potencia (Sistema híbrido)
CAPACIDAD ADICIONAL
(MW)
LOLE (hrs/año
)
DEMANDA PICO SIN
CAPACIDAD ADICIONAL
(MW)
DEMANDA PICO CON
CAPACIDAD ADICIONAL
(MW)
BENEFICIO(MW)
PORCIENTO DE LA
CAPACIDAD INSTALADA
%
200 22.0 2859.5 2986.7 127.2 63.6
VIENTO 9.0 2835.6 2964.9 129.3 64.65
200 22.0 2859.5 3166.4 306.9 153.45
TERMO 9.0 2835.6 3144.7 309.1 154.55
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Conclusiones Principales
1. Las evaluaciones actuales de CFE de proyectos candidatos aconsiderarse en su plan de expansión de generación consideransolamente criterios determinísticos de producción
2. El uso de métodos y criterios probabilísticos para el manejo derecursos renovables permite evaluar su contribución al mejoramientode la garantia de suministro
3. Mediante el empleo de métodos y criterios probabilísticos es posiblecuantificar la equivalencia entre centrales termoeléctricas y centralesde recursos renovables
4. Mediante su contribución a la confiabilidad en sistemas compuestos,es posible asignar crédito adicional a las centrales eoloeléctricas
5. Se desarrollaron métodos y modelos para hacer estas evaluaciones.