Protocolo 5. Capacidad Efectiva Neta de Parques E´olicos Universidad de los Andes - Consejo Nacional de Operaci´on (CN O) Rv.4

19 de diciembre de 2018

1.

Definici´ on Capacidad Efectiva Neta (CEN)

De acuerdo con la resoluci´ on CREG 116 de 1996 [1], la adici´on realizada a la misma en la resoluci´on CREG 074 de 1999 [2] y las modificaciones subsecuentes CREG 059 de 1999 [3], CREG 081 del 2000 [4] y CREG 074 de 2002 [5], la Capacidad Efectiva Neta - CEN est´a definida como la: “M´ axima capacidad de potencia neta (expresada en valor entero en MW) que puede suministrar una planta y/o unidad de generaci´ on en condiciones normales de operaci´ on medida en la frontera comercial. Se calcula como la capacidad nominal menos el consumo propio de la planta y/o unidad de generaci´ on.”

1.1. 1.1.1.

Plantas nuevas Con informaci´ on medida en sitio

En l´ınea con lo establecido en la resoluci´on CREG 071 de 2006 [6] y en el acuerdo CNO 512 de 2010 [7], la capacidad efectiva neta (CEN) para plantas e´olicas que no hayan entrado en operaci´ on ser´a el m´ınimo entre la capacidad declarada en el contrato de conexi´ on (P otCC ) y el valor en potencia equivalente a 0.01 % PSS1 (P otCEN ), establecido a partir de la curva de excedencia de generaci´ on te´ orica para los u ´ltimos 10 a˜ nos en resoluci´on horaria, ecuaci´on 1. CEN = min(P otCEN , P otCC )

(1)

Metodolog´ıa de c´ alculo Para la definici´ on proporcionada y entendiendo ”condiciones normales” como la correcta operaci´on de la planta y la operaci´ on de la red de transmisi´on sin restricciones, se calcula la potencia m´axima entregada por la planta a partir de la generaci´on hist´orica calculada como parte del procedimiento de c´ alculo de energ´ıa en firme, ENFICC. Como se ha comentado en los anteriores protocolos, la reconstrucci´on hist´orica por un periodo igual o superior a 10 a˜ nos busca establecer el comportamiento t´ıpico del recurso y la generaci´ on de un proyecto, asociado a las caracter´ısticas clim´aticas espec´ıficas de la zona (ver Protocolo 4). 1

0.01 % PSS, corresponde al valor asociado al 0.01 % de Probabilidad de Ser Superado calculado a partir de la curva de excedencia de generaci´ on de la planta. Esta se ubicar´ a cercana a la m´ axima potencia de generaci´ on hist´ orica reportada durante el periodo de an´ alisis.

1

La disponibilidad de informaci´ on y el modelo de parque utilizado por cada uno de los agentes2 , permite adem´ as, establecer razonablemente la generaci´on m´axima entregada por la planta durante el periodo de an´ alisis requerido. La generaci´on m´axima puede ser establecida como el cuantil 99.99 %, equivalente al valor 0.01 %PSS, de la curva de excedencia elaborada a partir de la generaci´on hist´orica en resoluci´ on horaria y seg´ un la ecuaci´on 2. Es importante recordar que la Resoluci´on CREG 167 de 2017 establece que los valores para el c´alculo de la energ´ıa en firme deben ser expresados en MWh/d´ıa a partir del promedio mensual de generaci´on obtenido seg´ un el modelo de parque. Para el c´alculo de la CEN se establece el uso del modelo de generaci´ on, esta vez en resoluci´on horaria, para calcular la energ´ıa generada durante los 10 a˜ nos de informaci´ on. En consecuencia, la serie deber´a contener 87600 datos horarios, si no se incluyen d´ıas bisiestos, o superior si se incluyen. A partir de esta serie de datos se tomar´ a el valor correspondiente al 0.01 % PSS. Para facilitar el c´ alculo de la CEN el aplicativo desarrollado en esta serie de protocolos permite descargar la generaci´ on del parque en resoluci´on horaria para los 10 a˜ nos de informaci´ on reconstruida, seg´ un imagen 1. Sin embargo, esta opci´on no restringe el uso de otros modelos de parque comerciales, u ´nicamente exige aportar la serie de datos de generaci´on en resoluci´on horaria por el periodo de referencia. El procedimiento matem´ atico consiste en calcular a partir de la serie de generaci´on en (MWh) para los u ´ltimos 10 a˜ nos de informaci´ on el valor con un 0.01 % PSS. Sobre este valor num´erico se calcula la capacidad en unidades de potencia enteras seg´ un la ecuaci´on 2. Adicionalmente, se debe comparar el valor obtenido contra la capacidad reportada en el contrato de conexi´on (P otCC ) y seleccionar el menor de estos seg´ un la ecuaci´on 1. P otCEN =

0.01 %P SS(M W h) 1h

(2)

A manera de ejemplo, se presentar´ an los resultados obtenidos para el parque de prueba con el que se evalu´ o el desempe˜ no del protocolo 2, modelo de parque y funci´on de conversi´on. El parque est´a localizado al norte de la Guajira, con una capacidad instalada de 117.5 MW. Para el caso utilizado como ejemplo, figura 2, el valor 0.01 % PSS corresponde a 112 MWh que a su vez representa una potencia de 112 MW, (ver ecuaci´on 3) CEN = 1.1.2.

111.89M W h = 111.89(M W ) ≈ 112(M W ) 1h

(3)

Sin informaci´ on medida en sitio

Para plantas nuevas sin informaci´ on, la capacidad efectiva neta CEN se tomar´a como el m´ınimo entre la potencia reportada en el contrato de conexi´ on (P otCC ) y la potencia nominal del proyecto descontada por el m´ aximo consumo propio de las plantas que hayan reportado informaci´ on (P otN k ), seg´ un al ecuaci´on 4 3 . El par´ametro de penalizaci´ on 2 La correcta estimaci´ on de la energ´ıa generada a partir de un modelo de parque, ya sea comercial o el desarrollado en el Protocolo 2, deber´ a ser avalada por un dictaminador t´ecnico aceptado por el CNO 3 Esta definici´ on ser´ a revisada y evaluada por el regulador en el momento en que se cuente con mayor informaci´ on.

2

Figura 1: Informaci´ on de generaci´ on horaria, aplicable al c´alculo de Capacidad Efectiva Neta (CEN).

Figura 2: Curva de excedencia para el parque base de validaci´on, Protocolo 2. Duraci´ on hace referencia al n´ umero de horas que cierto nivel de generaci´ on es excedido durante la ventana de tiempo considerada, en este caso 10 a˜ nos. asociado al autoconsumo m´ aximo ser´ a calculado por el CNO (Consejo Nacional de Operaciones) seg´ un las ecuaciones 6 y 7. CEN = min(P otCC , P otN k )

(4)

Metodolog´ıa de c´ alculo En la ecuaci´ on 4, el t´ermino P otN k hace referencia a la potencia nominal de la planta, afectada por un porcentaje de consumo propio kp . Dicho par´ametro ser´a calculado por el CNO seg´ un la ecuaci´on 5, como la m´ınima relaci´ on entre la CEN y la P otN de las plantas que hayan reportado su CEN con base en datos medidos. P otN k = n × PN × kp D´onde: 3

(5)

P otN k , es la potencia de la planta descontando un valor de consumo propio n, es el n´ umero de turbinas de la planta PN , es la potencia nominal de cada turbina kp , es el valor m´ınimo del coeficiente ki calculado para las plantas registradas con informaci´ on medida en sitio, seg´ un las ecuaciones 6 y 7. kp = min(k1 , k2 , ..., ki , ..., kN ) ki =

CENi P otN,i

(6)

! (7)

Donde: ki , representa la relaci´ on entre la CEN y la P otN de la planta i. El auto consumo de la planta i es entonces equivalente a 1 − ki CENi , corresponde a la capacidad efectiva neta de la planta i P otN,i , es la potencia nominal de la planta i. Es decir, la capacidad de cada aerogenerador multiplicada por el n´ umero de aerogeneradores que componen la planta i N , es la cantidad de plantas que hayan registrado CEN calculada a partir de informaci´on medida en sitio para la fecha en la que se realiza el c´alculo. Ejemplo pr´ actico Con la intenci´ on de hacer evidente la relaci´on entre el m´aximo autoconsumo y el m´ınimo valor del par´ametro ki , se presenta a continuaci´on un ejemplo hipot´etico. Se consideran tres plantas con igual capacidad instalada P otN = 100M W , estas reportaron su CEN a partir de c´ alculos con informaci´on medida en sitio como: CEN1 = 92M W , CEN2 = 90M W y CEN3 = 85M W . En este caso particular la planta 1 tiene el menor porcentaje de autoconsumo (8 %), mientras que la planta 3 tiene el mayor porcentaje de autoconsumo (15 %). Sin embargo, al calcular la relaci´ on presentada en la ecuaci´on 7, la planta 1 tendr´a el valor m´aximo y la planta 3 el valor m´ınimo. De esta forma, el procedimiento de c´ alculo del valor kp con el que ser´a afectada una cuarta planta sin informaci´ on en sitio ser´ a: 1. C´alculo del ki para cada una de las plantas con informaci´on medida en sitio, seg´ un ecuaci´ on 7 92M W = 0.92 100M W 90M W k2 = = 0.90 100M W 85M W k3 = = 0.85 100M W

k1 =

2. Definir el vector de valores k k = [0.92, 0.90, 0.85] 3. Establecer kp como el m´ınimo valor del vector ki , seg´ un ecuaci´on 6 kp = min(k) = min([0.92, 0.90, 0.85]) kp = 0.85 4

4. Calcular la CEN de una cuarta planta sin informaci´on, en este caso se asume una capacidad instalada P otN = 150M W CEN4 = kp × P otN,4 = 0.85 × 150M W CEN4 = 127.5M W

1.2.

Plantas en operaci´ on

Para plantas en operaci´ on la CEN ser´a como m´aximo la capacidad reportada en el contrato de conexi´on siempre y cuando esta haya sido igualada o superada en los registros de la frontera comercial, al menos una vez, de acuerdo con los valores reportados en el Sistema de Intercambios Comerciales (SIC). El periodo de verificaci´on ser´a cada 5 a˜ nos a partir de la entrada en operaci´ on de la planta. En el caso en el que la planta no haya superado el valor reportado como CEN, se modificar´ a este par´ ametro por el registro m´as alto medido en su frontera comercial para el periodo de 5 a˜ nos de validaci´ on. Se tomar´a en cuenta la informaci´on del Sistema de Intercambios Comerciales (SIC).

Referencias [1] CREG, “Resoluci´ on 116 de 1996,” Bogot´a, 1996. [2] ——, “Resoluci´ on 074 de 1999,” Bogot´a, 1999. [3] ——, “Resoluci´ on 059 de 1999,” Bogot´a, 1999. [4] ——, “Resoluci´ on 081 de 2000,” Bogot´a, 2000. [5] ——, “Resoluci´ on CREG 074 de 2002,” Bogot´a, 2002. [6] ——, “Resoluci´ on 071 de 2006,” Bogot´a, 2006. [7] CNO, “Acuerdo 512 de 2010,” Bogot´a, 2010.

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