AGC - CREG Comisión de Regulación de Energía y Gas

Comisión de Regulación
de Energía y Gas
ASIGNACIÓN DE LA RESERVA DE
REGULACIÓN (AGC)
DOCUMENTO CREG-080
30 de noviembre de 2012
CIRCULACIÓN:
MIEMBROS DE LA COMISIÓN
DE REGULACIÓN DE
ENERGÍA Y GAS
Sesión No.542
Contenido
1.
2.
ANTECEDENTES...................................................................................................................... 6
ANÁLISIS.................................................................................................................................... 6
2.1 Situación A ctual.......................................................................................................................7
2.2 Propuesta de Co-optimización..............................................................................................10
2.3 Diferenciación de Ofertas...................................................................................................... 12
2.4 Nuevas tecnologías............................................................................................................... 13
3. RECOMENDACIONES.............................................................................................................14
4. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS........................................................................................ 15
Ilustración
Ilustración
Ilustración
Ilustración
Ilustración
Ilustración
Ilustración
Ilustración
Ilustración
Ilustración
Ilustración
1: Despacho del AGC y Energfa.....................................................................................6
2: Proceso de optimización del Despacho de AGC y Energía..................................... 7
3: Casos para remunerar el A G C ...................................................................................8
4: Reconciliación del servicio de A G C ............................................................................8
5: Precio de Bolsa y Precio promedio A G C .................................................................. 9
6: Ofertas de precios de plantas que prestaron el servicio de A G C ............................ 9
7: Uso del AGC hacia arriba (UP) y hacia abajo (DOW N)......................................... 10
8: Co-optimización del despacho de energía y AG C .................................................. 10
9: Sistema de almacenamiento de energía................................................................. 13
10; Ejemplo de regulación............................................................................................. 14
11: Ciclos de operación sistema de almacenamiento de energía............................. 14
Tabla 1: Resultados comparativos de costos de operación..........................................................11
Tabla 2; Análisis de posibilidades de participación en energía y AGC........................................ 12
5
D-080-12 ASIGNACIÓN DE LA RESERVA DE REGULACIÓN (AGC)
Sesión No.54j¿
ASIGNACIÓN DE LA RESERVA DÉ REGULACIÓN (AG C)
i l l ANTECEDENTES
La Comisión de regulación de Energía y Gas (CREG), definió mediante H Resolución
CREG-025Í de 1995 la metodología de la asignkckón de la reserva dQ regulación
(ÁGC1), modificado por la Resolución CREG 076 de 2009, la cual tiene las siguientes
características.
Proceso de optimización que minimiza los ptecios para cubrir las necesidades
del ¡Sistema Interconectado Nacional (SIN)|e'n las 24 horas.
Los precios son los ofertados por los agentes generadores para la Bolsa de
emergía, las generaciones para AGC cfertadas y las disp onibilidades
declaradas por planta y/o unidad.
La optimización del AGC se hade prirVieta y posteriomnente se hace el
probeso de optimización del despacho de energía.
Oferta
Ilustración 1: Despacno del A d c y Energía
Teniendó en cuenta que en sistemas eléctricos cor despacho centralizac o es posible
utilizar esquema de co-optimización para |lograr'una operación más efi ciente y que
n an surgido nuevas alternativas para prestar el sbrvicio de AGC, la CRE G consideró
con ve men e incluir este tema en la agenda1regulatoria del 2012 para su evaluación.
2. ANÁLISIS
Sobre el¡ Servicio de AGC el presente documentó pace un análisis de I )s siguientes
tiernas:
1 En la regulación se utiliza las siglas que se! usan éni ingles AGC que sígnifí(^n Automatic
Generador Control.
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Sesión No.542
La optimización conjunta (co-optimización) de los servicios de energía y AGC.
Diferenciación de ofertas para los servicios de energía y AGC.
Nuevas tecnologías para los servicios de energía y AGC.
2.1 Situación Actual
La asignación dei servicio de AGC se
para las veinticuatro (24) horas de
optimización para las veinticuatro (24)
programa despacho económico horario
(ver ilustración 2).
hace mediante un proceso de optimización
operación y secuencialmente se hace la
horas del día de operación para definir el
de energía para la atención de la demanda
AGC 24 h c ía
f u n c i ó n O fa jü tF v o
O fertas f
cte d a ración
[jR e ítr fc c ío n e j O p e ra t i r a
Precio 24h
Precies A-P
-D isp o n ib ilid a d
jej1 h ora X2AH]
Q e s p a n h .j
información
li^5lC2
E c o n ó m ic o 1 4 h o r a
F u n c ió n O b j e t i v o
L ie m in d a £ s t
-C a ra c te rs t.
T é e n ic í í y
Eictrk**
• d o n Red
- D e $ e m p a | e p o r p r e c io s
Ilustración 2: Proceso de optimización del Despacho de AGC y Energía
En el servicio de AGC participan plantas de generación que tengan las condiciones
técnicas de una rápida respuesta para incrementar o disminuir la generación. En ese
sentido, los recursos de generación que por lo general cumplen con estas
características son las plantas hidráulicas y las plantas térmicas a gas. En el caso
Colombiano el servicio de AGC es prestado básicamente por plantas hidráulicas y
solamente en condiciones de aislamiento del sistema se utilizarían plantas térmicas.
Para el servicio de AGC el operador del mercado define la holgura (HO) que se
programa horariamente según lo define la regulación. Con la holgura programada se
determina los recursos de generación que pueden subir o bajar la generación. La
holgura que se programa es simétrica para subir o bajar.
7
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Sesión No.542
Las plantáslde generación a las que se les haya |asignado el servido
objeto de remuneración2 teniendo en cuenta los siguientes casos:
C a rio 2
C aso 1
AGC son
Cmbo S
S ite
13
h
ti
J5
II
Ilustración 3: Casos para remunerar el AGC
Pa«
($)
Caso
1
PRU. =0
2
2*HO*PiW
PRw ;=n*in(max[(Pi^POf))
3
2‘ HO*(PRAwrCEREÍ+
(GR-GP+HO^RE
COiiTaiiJumn;
J[+10), ■‘ilui1
Ib lif li fnW rnftílonpl (R ],
QTí^.rtdb (P ñ ji, p lk tú r.
tqiüi.ileiiri1 hscd cte tntr-nla [(I*# ),
ÍTrne'&rliJin
(np)
í<*U [í.K),
Ilustración 4: Reconciliación deí sjsrvicio de AGC
Üos prectós promedios de AGC3 y los precios de |solsa que se presentaron para el
horizonte 2007 - 2012 son los que se tieneln en la siguiente ilustración:
z Resolución CREG 064 de 2000.
9 Considerado como el pago realizado por AGC dividido por la holgura programada.
D-030-12 ASIGNACIÓN DE LA RESERVA DE REGULACIÓN (AGC)
Sesión No.542
Precio de Bolsa y Precio AGC
2 5 0 ,0'J
/V \
f
ó' ^
¡f
sf
& $
¡i *?£■ S *
é
9
&
& .p
f
¿ ^ ¿ ¿ 4 £ f
« f >a .<• .<■ jC * <• ■? ..s1 , V
¿
• A&C — #rt:i» P^ls»
Fuente: Datos XM S.A. E.S.P. Elaboración Propia
Ilustración 5: Precio de Bolsa y Precio promedio AGC
Para el período de análisis 2007-2012, el servicio de AGC fue prestado por plantas
hidráulicas representadas por seis (6) agentes que realizaron ofertas de precios con
las siguientes características:
Ofertas de precios de plantas que prestaron
servicio AGC
f zr
'
í
* rOf
M!r
coo
[
Fuente: Datos XM S.A. E.S.P. Elaboración Propia
Ilustración 6: Ofertas de precios de plantas que prestaron el se vicio de AGC
En lo que respecta al uso del AGC en la operación se ha encontrado que es diferente
la variación de generación hacia arriba (UP) y hacia abajo (DOWN), tal como se
puede ver en la siguiente ilustración:
9
D-OaO-12 ASIGNACIÓN DE LA RESERVA DE REGULACIÓN (AGC)
Sesión No.542
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10 %
0%
JL
rM rr> ^ tm u 3 r^ c o < T > o *H r\i m "3«H iH t—
I fH t-H tH <pH r-4
fNJ fM fM fM
Uso del AGC UP
Uso del AGC Down
Fuerte: XM S.A. E.S.P.
Ilustración 7: Uso del AGC medido como % del progrjainado hacia arriba (UP) y hacia abajo
(DOWN)
2.2
Propuesta de Co-optimización
Én sistemas eléctricos con despacho centralizado es posible utilizar esquémas de cooptimizadión (ilustración 8) que tienen las siguientes características:
i
I
-
Permite reconocer la interacción entre el s^i vicio de suministro de| energía y el
sérVicio de AGC.
i
Al resolverse en un solo problema de optimización el despacho eionómico de
energía y la asignación de AGC, permite obtener un óptimo globai y el manejo
cóíjirdinado de las inflexibilidades dé las pljarfitas que simultáneamente prestan
el servicio de AGC y suministro de energía.
P ro y rd iiid
Oferta
Lnergia
Programa
Ilustración 8: Co-optimización del despapho de energía y AGC
10
D-080-12 ASIGNACIÓN DE LA RESERVA DE REGULACION (AGCj)
Sesión No.542
Para el problema de co-optimización a la función objetivo del problema de
optimización de energía se le adicionan los productos de cantidades y precios del
AGC. Con lo cual se obtiene la siguiente expresión, sujeto a las restricciones de
cantidad:
T
m in
G
( I
T
G
í
¡
T
^ ar<* arrancl ue, t +
G
* age D O W N , ,
11
+ Y Í , P of * ag c u p iJ
Para evaluar la propuesta la CREG le solicitó al operador del mercado (XM) realizar
las simulaciones de la optimización actual, energía y AGC independiente, y la cooptimización para dos díastipo: condiciones climáticas normales y condiciones
climáticas de tiempo seco paraidentificar las diferenciasen los costos de operación
totales (energía y AGC).
Los resultados que se obtuvieron son los que se presentan a continuación:
Caso Junio - Condiciones climáticas normales
A S IG N A C IÓ N A C T U A L
L u b iu o r t- A L iú N
costoagc
co sto to t a l
S 1 3 ,6 2 2 ,8 6 4 ,1 3 5
£ 8 6 7 ,:S 3 ,9 D 1
S 1 4 ,4 9 0 ,0 1 8 ,3 3 6
n F F R f r » r iA
P R O P U E S T A F O R M U L A C IÓ N
$ 1 3 ,2 9 6 ,4 3 2 .6 9 1
£ 8 6 9 ,D 2 4 ,6 J 2
£ 1 4 ,1 6 6 ,3 5 7 .3 0 3
3 2 3 .0 6 0 ,7 3 3 ;
Caso octubre - Condiciones climáticas tiempo seco
AS 1C-NACIÓN AC1UAL
C O S TO O P E FA C C N
costo agc
COSTO-OTAL
j| F i K c , \ L i A
$ 2 5 ,4 0 4 ,0 9 7 ,0 6 6
PROPUESTA FORR/ ULACION
$ 2 4 ,9 5 5 ,9 0 4 ,4 9 3
$ 1 ,2 0 5 ,1 4 3 4 4 0
$ y S 5 ,3 1 1 , 4 4 Ü
5 2 0 ,1 3 9 ,2 4 0 ,JÚC
$ 2 5 .2 4 1 ,2 9 5 ,9 3 3
$ 0
(£ 4 4 7 ,9 4 4 ,5 7 3 )
Tabla 1: Resultados comparativos de costos de operación
De los resultados anteriores se encuentra que con la propuesta (co-optimización) se
disminuyen los valores de la operación del esquema actual en los siguientes
porcentajes: 2.2% en día normal y 1.7% en día seco.
El análisis no incluyó la evaluación del impacto en el precio de bolsa, dado que este
se calcula con un proceso diferente denominado Despacho Ideal que no tiene cambio
con la propuesta y sería muy complicado asumir variaciones en las ofertas de precios.
11
D-080-12 ASIGNACIÓN DE LA RESERVA DE REGULACIÓN (AGC)
Sésión No.542
Sin embargo, lo que se podría esperar de un mercado competitivo
ganancias én eficiencia, se deberían reflejar en las ¡ofertas.
que las
2.3 Diferenciación de Ofertas
Etii lo que respecta a la diferenciación de ofertas, se ha argumentado que dado que el
servicio dé ¡energía y AGC son diferentes se debería permitir ofertar diferente y no
una sola oferta como lo es actualmente.
Respecto idél tema y teniendo en cuenta la situaciqn, actual descrita en el humeral 2.1
encontramos lo siguiente:
i
El servicio de AGC en el caso Colombiano es prestado básicamente por
planta hidráulicas.
Las ¡plantas hidráulicas definen el prjecio a ¡ofertar de acuerdo con ¡el costo de
oportunidad del uso de agua.
El ¡precio promedio del AGC fue hisjtórícarfiejnte inferior el precio de bolsa, lo
que corresponde con lo esperado desdel el punto de vista económico,
teniendo en cuenta que el servicios de AGQ es una cantidad mar ginal frente
al servicio de energía y el precio de opoftilinidad del agua es el precio de
bóláa.
Pór otra parte, si realizamos un análisis de posibilidades de participation en los
marcados! eje energía y AGC con una oferte para Ipí . dos servicios o dos ofertas, una
por servicio^ teniendo en cuenta que el nive de com Detencia por el AGC es reducido,
encontramos lo siguiente:
Precio
Cempacho
Energía (A)
AGC (A)
V/x
Una
E ,A t
X
o fe rta
E,Ash
V
V
I
V/x
E1\ A t
X
Dos
E t, A t
X
ofe rta s
E t, A t
V
V
V/x
E t, A t
V
V
Convenciones: E: Energía, A; AGC, x: sin jaríibabilidad de generar,
V: con posibilidad de generar, V/x: bon mediapa posibilidad de generar,
Aprecio alto, aprecio bajo.
Tabla 2: Análisis de posibilidades de participación en energía y AGC i
En el cuadro anterior encontramos que lh utilización de una sola oférta permite
ccjintrolar posiciones estratégicas que afecten el precio del servicio de AGC. Si se
utilizaran dos ofertas, para controlar las pofeiclonds ¡estratégicas, se requeriría definir
un techo a las ofertas de precio para AGC.
12
D-080-12 ASIGNACIÓN DE LA RESERVA DE REGULACION (AGC)
Sesión No.542
2.4 Nuevas tecnologías
En los últimos años el desarrollo de los sistemas de almacenamiento de energía se
han convertido en alternativas reales para prestar diferentes servicios en los sistemas
eléctricos de potencia4.
Ilustración 9: Sistema de almacenamiento de energía
Algunos de los servicios que pueden prestar los sistemas de almacenamiento en los
sistemas eléctricos de potencia son:
-
Cubrimiento del pico de la demanda.
MW
-
Servicio de regulación secundaria de frecuencia. Dada la rápida respuesta de
estos equipos (segundos) les permitiría participar en esta clase se servicio.
4 Se tienen proyectos instalados y proceso de construcción en diferentes partes del mundo con
capacidades hasta de 32 MW.
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^
Sésión No.542
i
' :
4:0:
M 1»
i:a
—
-ea
1 0 CO AM
Fuente: www.seekingalpha.com
Ilustración 10: Ejemplo de '^gulación
Los sistemas de almacenamiento tienen regimen d© operación con dos ci :los: uno de
carga y otro de entrega de la energía. En eí primer naso actúa como demanda y en el
segundo ddso en un generador, lo que significa que en el marco de la reg a mentación
dé mercác o de energía se tendría una frontera de demanda y una frontera de
géneración (ver ilustración 11).
Cicla
I
■
O
1
2
frontera
Generador
MBfUtaBliflrinícinal
V
-t
4
Frontera
DondrxJa
Ilustración 11: Ciclos de operación sistema de almacenamiento de ene-gia
Por otra 'parte tenemos que el mercado de energía mayorista colombiano es un
mercado: abierto en donde pueden participar inversionistas con cualquier tipo de
tecnología.
de acuerdo con la anterior, se encuentra conveniente que se adelanten le s estudios y
sé desaripolle la regulación para que puedan participar este tipo de tecn ^logias en el
mercado! de energía mayorista en los diferentes,servicios que puede prestar un
generador.! Participar en el mercado con todos lojs |derechos y deberes due tiene un
generador y sus plantas representadas.
3.
RECOMENDACIONES
Teniendó ;en cuenta los resultados de los análisis adelantados, se recomienda
someter el presente documento de trabajo sobre a asignación de la néserva de la
regulación !a comentarios del sector y terceros interesados.
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4. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1]
Comisión de Regulación de Energía y Gas, Resolución CREG 064 de 2000.
[2]
Electric Power Rerserach Institute, “Electricity Energy Storage Technology
Options”, december 2010.
[3]
Klrschen, D., Strbac, G., “Fundamentals of Power System Economics”, 2004.
[4]
Superintendencia de Servicios Públicos, Comité de Seguimiento del Mercado
Mayorista de Energía Eléctrica, Informe No. 20 - 2007, septiembre 14 de
2007.
[5]
XM Compañía de Expertos en Mercados S.A. E.SP., "Reunión CREG - XM”,
octubre 29 de 2012.
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