impacto de los sistemas de almacenamiento de energía en la
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www.coordinador.clwww.coordinador.cl
Impacto de los Sistemas de Almacenamiento de
Energía en la Operación del Sistema Eléctrico
Nacional
Ernesto Huber
Coordinador Eléctrico Nacional
www.coordinador.cl
Agenda
❑ Sistema Eléctrico Chileno
❑ Sistemas de Almacenamiento de Energía: Hidro, BESS
❑ Condiciones de Operación del Sistema
❑ Desafíos “futuros”
❑ Comentarios finales
3www.coordinador.cl Coordinamos la Energía de Chile@coord_electrico YouTube Linkedin
NATIONAL ELECTRIC COORDINATOR: CHILEAN ISO
Chile has a long
electric grid
4www.coordinador.cl Coordinamos la Energía de Chile@coord_electrico YouTube Linkedin
Chile in comparison
5www.coordinador.cl Coordinamos la Energía de Chile@coord_electrico YouTube Linkedin
Electric Systems – TotalNational System (2018)
• Installed Capacity: 24,487 MW (+3.2%)
• Energy Generated: 76,526 GWh (+3.1%)
• Peak Demand: 10,570 MW (+3.6%)
• ISO: Coordinador Eléctrico Nacional
11
SEN
3.100 km
Capacity & energy by fuel type
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Thermal Hydro Solar Wind Geothermal
Installed capacity MW Energy generated GWh
www.coordinador.cl
Agenda
❑ Sistema Eléctrico Chileno
❑ Sistemas de Almacenamiento de Energía: Hidro,
BESS
❑ Condiciones de Operación del Sistema
❑ Desafíos “futuros”
❑ Comentarios finales
7www.coordinador.cl Coordinamos la Energía de Chile@coord_electrico YouTube Linkedin
Sistemas de Almacenamiento de Energía
Embalse
Volante de inercia
Bancos de baterías
Concentrador Solar
Almacenamiento mediante
Centrales de bombeo
8www.coordinador.cl Coordinamos la Energía de Chile@coord_electrico YouTube Linkedin
(*)
• Laja: considera la energíagenerada por la serie El Toro,Antuco, Rucúe y Quilleco.
• La Invernada: considera laenergía generada por la serieCipreses, Isla, Curillinque yLoma Alta.
• Colbún: considera la energíagenerada por la serie Colbún,Machicura y San Ignacio.
0
1000
2000
3000
4000
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7000
8000
9000
10000
(GW
h)
ENERGÍA EMBALSADA EN EL SEN 1994-2018 (*)
LAJA (*)
LA INVERNADA (*)
COLBUN (*)
RAPEL
CHAPO
RALCO
EMBALSE MELADO
EMBALSE PANGUE
Embalses - Almacenamiento de Energía
9www.coordinador.cl Coordinamos la Energía de Chile@coord_electrico YouTube Linkedin
Energía Afluente - Almacenamiento de Energía
Escasez hídrica
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
35.000
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5
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8
[GWh]
AÑO HIDROLÓGICO
Energía afluente anual al Sistema
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
35.000
40.000
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0
87-8
8
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6
61-6
2
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2
94-9
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0
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2
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4
74-7
5
83-8
4
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5
60-6
1
03-0
4
85-8
6
70-7
1
67-6
8
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0
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2
14-1
5
15-1
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90-9
1
64-6
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17-1
8
10-1
1
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4
07-0
8
12-1
3
62-6
3
16-1
7
96-9
7
68-6
9
98-9
9
[GWh]
AÑO HIDROLÓGICO
Energía afluente anual al Sistema
18-19
82%
Pbb.Exc
1 0www.coordinador.cl Coordinamos la Energía de Chile@coord_electrico YouTube Linkedin
Necesidad de BESS en el SEN (previos a la interconexión – año 2007)
Nace como una necesidad particular en el Sistema Interconectado del Norte Grande considerando
• Baja capacidad de aporte de las unidades carboneras al CPF (entre 1 y 3 MW/min)
• Tasas de variación de demanda de hasta 12 MW/min
Sistemas de Almacenamiento de Energía en Baterías - BESS
1 1www.coordinador.cl Coordinamos la Energía de Chile@coord_electrico YouTube Linkedin
Uso de BESS en el SEN
Sistemas de Almacenamiento de Energía en Baterías - BESS
Requerimientos SING al año 2007
➢ Todas las unidades deben asegurar su
aporte al CPF, comprometido según
tecnología.
➢ Para eso las unidades generadores deben
operar a una capacidad máxima menor a
la capacidad nominal.
➢ Estudio establece que para garantizar el
aporte de CPF:
▪ Unidades térmicas a carbón deben
mantener al menos un 7% de reserva
en giro.
▪ Ciclos Combinados deben mantener
entre un 10 a 15% de reserva en giro
para evitar restricción por activación
del control de temperatura.
Res_Primaria
Res_Giro_Util
Capacidad utilizada Mín. Técnico
Despacho actual
Potencia Máxima de Despacho
Potencia Máxima (Nominal)
Reserva Total
Res_Pronta
Res_Detenida_CP
Reserva pronta disponible en tiempos de 0 a 15 minutos
Reserva fría disponible en tiempos de 15 a 120 minutos
Reserva F/S
RG para CSF
RG para garantizar CPF
(7 al 15 % )
Nivel 0
Rango regulación
Oportunidad para reemplazar el aporte al CPF, a través del BESS, logrando subir el
despacho máximo desde el 93% al 96% para el caso de unidades carboneras.
1 2www.coordinador.cl Coordinamos la Energía de Chile@coord_electrico YouTube Linkedin
Sistemas de Almacenamiento de Energía en Baterías - BESS
B E S S e n e l S E N
BESS Cochrane 20
MW(octubre 2016)
BESS Angamos 20
MW(febrero 2012)
BESS Andes 12,8
MW(marzo 2009)
BESS Arica 2
MW(en pruebas)
1 3www.coordinador.cl Coordinamos la Energía de Chile@coord_electrico YouTube Linkedin 13
Principales características de los BESS instalados
BESS COCHRANE
Ajuste S/E Angamos S/E Andes S/E Cochrane
Frec. Activación UF [Hz] 49,8 49,8 49,6
Frec. Desactivación UF [Hz] 49,9 49,9 49,7
Frec. Activación OF [Hz] 50,3 50,3 50,4
Frec. Desactivación OF [Hz] 50,1 50,1 50,3
Estado de Carga SOC 75% (5MWh) 75% (3,2MWh) 75% (5MWh)
Etapas y capacidad 10 eq., 2 MW c/u 8 eq., 1,6 MW c/u 10 eq. 2 MW c/u
Inyección de potencia 20 MW@15 min 12,8 MW@15 min 20 MW @ 15 min
Absorción de potencia 20 MW@ 3 min 12,8 MW@3 min 20 MW@ 3 min
1 4www.coordinador.cl Coordinamos la Energía de Chile@coord_electrico YouTube Linkedin 14
Respuesta de los BESS – Casos reales 1
49,30
49,50
49,70
49,90
50,10
50,30
50,50
50,70
-25,00
-20,00
-15,00
-10,00
-5,00
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
17:2
1:0
0
17:2
1:3
0
17:2
2:0
0
17:2
2:3
0
17:2
3:0
0
17:2
3:3
0
17:2
4:0
0
17:2
4:3
0
17:2
5:0
0
17:2
5:3
0
17:2
6:0
0
17:2
6:3
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17:2
7:0
0
17:2
7:3
0
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8:0
0
17:2
8:3
0
17:2
9:0
0
17:2
9:3
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17:3
0:0
0
17:3
0:3
0
17:3
1:0
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1:3
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2:0
0
17:3
2:3
0
17:3
3:0
0
17:3
3:3
0
17:3
4:0
0
Fre
cu
en
cia
[H
z]
Po
ten
cia
Acti
va [
MW
]
Aporte BESS vs Tiempo
BESS ANGAMOS
BESS ANDES
BESS COCHRANE
Frecuencia
Salida intempestiva CTA 140 MW
09/08/2016 17:22:00 (pre-interconexión)
1 5www.coordinador.cl Coordinamos la Energía de Chile@coord_electrico YouTube Linkedin 15
Respuesta de los BESS – Casos reales 2
Salida intempestiva Central Cochrane 200
MW
12/08/2016 16:10:00 (pre-interconexión)
49,30
49,50
49,70
49,90
50,10
50,30
50,50
50,70
-25,00
-20,00
-15,00
-10,00
-5,00
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
16:0
9:0
0
16:0
9:3
0
16:1
0:0
0
16:1
0:3
0
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0
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0
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0
16:1
2:3
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3:0
0
16:1
3:3
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4:0
0
16:1
4:3
0
16:1
5:0
0
16:1
5:3
0
16:1
6:0
0
16:1
6:3
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7:3
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8:0
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16:1
8:3
0
16:1
9:0
0
16:1
9:3
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16:2
0:0
0
16:2
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16:2
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16:2
1:3
0
16:2
2:0
0
Fre
cu
en
cia
[H
z]
Po
ten
cia
Acti
va [
MW
]
Aporte BESS vs Tiempo
BESS ANGAMOS
BESS ANDES
BESS COCHRANE
Frecuencia
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Respuesta de los BESS – Casos reales 3
Sobrefrecuencia pérdida de 800 MW aprox
07/11/2018 17:21:00
49,1
49,3
49,5
49,7
49,9
50,1
50,3
50,5
50,7
50,9
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
17:20:00 17:27:12 17:34:24 17:41:36 17:48:48 17:56:00
Fre
cuen
cia [
Hz[
Po
ten
cia
Acti
va [
MW
]
Aporte BESS vs Tiempo
BESS ANGAMOS
BESS ANDES
BESS COCHRANE
Frecuencia
1 7www.coordinador.cl Coordinamos la Energía de Chile@coord_electrico YouTube Linkedin 17
Respuesta de los BESS – Casos reales 4
Salida intempestiva Central IEM 381 MW
03/12/2018 05:40:00
49,3
49,5
49,7
49,9
50,1
50,3
50,5
50,7
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
5:37:00 5:38:26 5:39:53 5:41:19 5:42:46 5:44:12 5:45:38
Fre
cu
en
cia
[H
z[
Po
ten
cia
Acti
va [
MW
]
Aporte BESS vs Tiempo
BESS ANGAMOS
BESS ANDES
BESS COCHRANE
Frecuencia
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Agenda
❑ Sistema Eléctrico Chileno
❑ Sistemas de Almacenamiento de Energía: Hidro, BESS
❑ Condiciones de Operación del Sistema
❑ Desafíos “futuros”
❑ Comentarios Finales
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Interconexión en 500 kVhasta S/E N. Cardones
Tx.max (sist.500kV)=200 MW
Tx.max (sist.220kV)=200 MW
Noviembre-Diciembre 2017
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Interconexión en 500 kVhasta S/E N. Maitencillo
Tx.max (sist.500kV)=750 MW
Tx.max (sist.220kV)=300 MW
Enero - Abril 2018
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Interconexión en 500 kVhasta S/E Pan de Azúcar
Tx.max (sist.500kV)=900 MW
Tx.max (sist.220kV)=400 MW
Mayo 2018
2 2www.coordinador.cl Coordinamos la Energía de Chile@coord_electrico YouTube Linkedin
Restricciones de Transmisión
Fuente: Resumen Ejecutivo Operación, 5 de septiembre de 2018
Zona Norte
Chico:
D.Almagro -
Los Vilos
Dda: 900 MW
-1.000
-800
-600
-400
-200
0
200
400
LosChangos500->Cumbres500 PAzucar220->Sur
0
500
1.000
1.500
2.000
Norte de P. de Azúcar
Pasadas Térmico Eólicas Solar
Zona Norte
Grande: Arica
– CumbresDda: 2500 MW
900 MW
400 MW
Nuevos
Mínimos
Técnicos
Reducción
Z.Norte:
700 MW
aprox.
SEN:
>1200
MW
Automatismo
Zona Norte
2 3www.coordinador.cl Coordinamos la Energía de Chile@coord_electrico YouTube Linkedin
Los desafíos continúan
Fuente: Resumen Ejecutivo Operación, 5 de septiembre de 2018
- Aún falta capacidad
de Tx para integración
de ER-V
- GNL inflexible
- Escenarios de baja
demanda
- Restricciones de
seguridad: reserva,
inercia, control de
potencia reactiva
2 4www.coordinador.cl Coordinamos la Energía de Chile@coord_electrico YouTube Linkedin
Power System Transformation: VRE
CHILE
~ 12%
North SEN
~ 30 - 40%
2 5www.coordinador.cl Coordinamos la Energía de Chile@coord_electrico YouTube Linkedin
Eclipse Solar Total – La Serena, Chile 02.07.2019
0:00 2:24 4:48 7:12 9:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 0:00
Gen
era
ció
n [
MW
]
Efectos Previstos del Eclipse en Generación PV
PV 02-07-2019
Efecto Eclipse
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❑ Condiciones de Operación del Sistema
❑ Desafíos “futuros”
❑ Comentarios finales
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Capacidad Instalada: ER-V
2 8www.coordinador.cl Coordinamos la Energía de Chile@coord_electrico YouTube Linkedin
Demanda Prevista 2021
5000
6000
7000
8000
9000
10000
11000
12000
13000
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
Pote
nci
a [M
W]
Tiempo[h]
NCRE Law+30%. NCRE Law Demand Net demand Net demand +30%
3600 MW
En 2 horas la demanda netadecrece:800 MW (NCRE según Ley)y 1.200 MW (NCRE Ley+30%)
En 4 horas la demanda netaaumenta:1.600 MW (NCRE según Ley)y 2.400 MW (NCRE Ley+30%)
2 9www.coordinador.cl Coordinamos la Energía de Chile@coord_electrico YouTube Linkedin
SISTEMAS DE
ALMACENAMIENTOFLEXIBILIDAD
Desafíos para la Integración de ERV
3 0www.coordinador.cl Coordinamos la Energía de Chile@coord_electrico YouTube Linkedin
ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA
Potencia
generada
Tiempo
Tiempo
Generación Consumo
Perfil de generación con bajo factor de planta
Disminución de potencia máxima e
incremento del factor de planta
Generación inyectada por el
generador al consumo
Almacenamiento
(+) descarga
(–) carga
Potencia neta
-
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❑ Sistemas de Almacenamiento de Energía: Hidro, BESS
❑ Condiciones de Operación del Sistema
❑ Desafíos “futuros”
❑ Comentarios finales
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Oportunidad para Sist.Almacenamiento:
Resiliencia del Sistema Eléctrico Terremoto: 27 de
febrero de 2010 • Richter 8.8; 03:34 hrs.
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Demanda [MW] 27/02/2010
Incendios: verano 2016-2017
Sequía: desde 2010-2018…hasta...
PRS
Operación IslaMicroredes
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En el Futuro Cercano…
• Mercado de SSCC: Oportunidad para ER.
• Primeras Pruebas de SSCC con una Planta
FV 141 MW, construido sobre la experiencia
de California (CAISO, NREL, First Solar).
• Generación Distribuida: Micro redes
• Sistemas de Almacenamiento: BESS, PSH
• HVDC
• Resonancia Subsíncrona
• Descarbonización de la Red Eléctrica
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