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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
Contenido1. ANTECEDENTES...................................................................................................................... 62. ANÁLISIS.................................................................................................................................... 6
2.1 Situación Actual.......................................................................................................................72.2 Propuesta de Co-optimización..............................................................................................102.3 Diferenciación de Ofertas......................................................................................................122.4 Nuevas tecnologías...............................................................................................................13
3. RECOMENDACIONES.............................................................................................................144. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS........................................................................................ 15
Ilustración 1: Despacho del AGC y Energfa.....................................................................................6Ilustración 2: Proceso de optimización del Despacho de AGC y Energía..................................... 7Ilustración 3: Casos para remunerar el A G C ...................................................................................8Ilustración 4: Reconciliación del servicio de AGC............................................................................8Ilustración 5: Precio de Bolsa y Precio promedio A G C .................................................................. 9Ilustración 6: Ofertas de precios de plantas que prestaron el servicio de AGC............................ 9Ilustración 7: Uso del AGC hacia arriba (UP) y hacia abajo (DOWN)......................................... 10Ilustración 8: Co-optimización del despacho de energía y AGC.................................................. 10Ilustración 9: Sistema de almacenamiento de energía................................................................. 13Ilustración 10; Ejemplo de regulación.............................................................................................14Ilustración 11: Ciclos de operación sistema de almacenamiento de energía............................. 14
Tabla 1: Resultados comparativos de costos de operación..........................................................11Tabla 2; Análisis de posibilidades de participación en energía y AGC........................................ 12
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Sesión No.54j¿
ASIGNACIÓN DE LA RESERVA DÉ REGULACIÓN (AGC)
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 emergía, las generaciones para AGC cfertadas y las disp declaradas por planta y/o unidad.
La optimización del AGC se hade prirVieta y posteriomnente probeso de optimización del despacho de energía.
Oferta
Ilustración 1: Despacno del A d c y Energía
la Bolsa de onibilidades
se hace el
Teniendó en cuenta que en sistemas eléctricos corutilizar esquema de co-optimización para |lograr'una operación más efi n an surgido nuevas alternativas para prestar el sbrvicio de AGC, la CRE
e incluir este tema en la agenda1 regulatoria del 2012 para sucon ve men
despacho centralizac o es posible ciente y que G consideró
evaluación.
2. ANÁLISIS
Sobre el¡ Servicio de AGC el presente documentó pace un análisis de I 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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)s siguientes
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 hace mediante un proceso de optimización para las veinticuatro (24) horas de operación y secuencialmente se hace la optimización para las veinticuatro (24) horas del día de operación para definir el programa despacho económico horario de energía para la atención de la demanda (ver ilustración 2).
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.
AGC 24 h c ía f u n c ió n O fa jü tF v o
Ofertas f cte da ración
Precio 24h Precies A-P -D isponib ilidad jej1 hora X2AH]
[ jR e í t r f c c í o n e j O p e r a t i r a
Q e s p a n h .j
E c o n ó m ic o 1 4 h o r a
F u n c ió n O b je t iv oinformaciónli 5lC2
L ie m in d a £ s t
- C a r a c te r s t .
T é e n ic í í y
Eictrk**
• d o n R e d
- D e $ e m p a |e p o r p re c io s
Ilustración 2: Proceso de optimización del Despacho de AGC y Energía
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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:
AGC son
13t iI I
S ite
C a so 1 C a rio 2 C m b o S
h
J5
Ilustración 3: Casos para remunerar el AGC
Caso Pa«($)
1 PRU. =02 2*HO*PiW
PRw;=n*in(max[(Pi POf))3 2‘ HO*(PRAwrCEREÍ+
(GR-GP+HO^RECOiiTaiiJumn; J [+10), ■‘ilui1Ib l if l i fnW rnftílonpl (R ], QTí^.rtdb (Pñji, p lk tú r. tqiüi.ileiiri1 hscd cte tntr-nla [(I*# ), í<*U [í.K),ÍTrne'&rliJin (np)
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.
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Precio de Bolsa y Precio AGC2 5 0 ,0'J
/ V \
ó' ^ ¡ f sf & $ é 9 & & .p f « f >a .<• .<■ jC * <• ■? ..s1 , Vf ¡i *?£■ S * ¿ ^ ¿ ¿ 4 £ f ¿
• 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
coo
f zr' * rOf
í M!r
[
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:
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90%
80%
70%
60%50%40%
30%
20%
10%
0% JL
Uso del AGC UP
rM rr> ^ tm u3 r^co< T > o*H«H iH t—I fH t-H tH <pH r-4 fNJ
Uso del AGC Down
r\i m "3-fM fM fM
Fuerte: XM S.A. E.S.P.
Ilustración 7: Uso del AGC medido como % del progrjainado hacia arriba (UP) y(DOWN)
2.2 Propuesta de Co-optimización
hacia abajo
Én sistemas eléctricos con despacho centralizado es posible utilizar esquémas de co- optimizadión (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
OfertaLnergia
Programa
Ilustración 8: Co-optimización del despapho de energía y AGC
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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 G T G T G
m in ^ ar< * arrancl ue, t + * age D O W N , ,( I í ¡ 1 1
+ 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 co- optimización para dos días tipo: condiciones climáticas normales y condicionesclimáticas de tiempo seco para identificar las diferencias en los costos de operacióntotales (energía y AGC).
Los resultados que se obtuvieron son los que se presentan a continuación:
Caso Junio - Condiciones climáticas normales
A S I G N A C I Ó N A C T U A L P R O P U E S T A F O R M U L A C I Ó N
L u b i u o r t - A L i ú N S 1 3 , 6 2 2 , 8 6 4 , 1 3 5 $ 1 3 , 2 9 6 , 4 3 2 . 6 9 1
c o s t o a g c £ 8 6 7 , : S 3 , 9 D 1 £ 8 6 9 , D 2 4 , 6 J 2
c o s t o t o t a l S 1 4 , 4 9 0 , 0 1 8 , 3 3 6 £ 1 4 , 1 6 6 , 3 5 7 . 3 0 3
n F F R fr» r iA 3 2 3 . 0 6 0 , 7 3 3 ;
Caso octubre - Condiciones climáticas tiempo seco
AS 1C-NACIÓN AC1UAL PROPUESTA FORR/ ULACION
COSTOOPEFAC CN $ 2 5 , 4 0 4 , 0 9 7 , 0 6 6 $ 2 4 , 9 5 5 , 9 0 4 , 4 9 3
costo agc $ 1 ,2 0 5 ,1 4 3 4 4 0 $ y S 5 ,3 1 1 ,4 4 Ü
COSTO-OTAL 5 2 0 ,1 3 9 ,2 4 0 ,JÚC $ 2 5 .2 4 1 ,2 9 5 ,9 3 3
j |F iK c , \ L iA $ 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.
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Sin embargo, lo que se podría esperar de un mercado competitivo que las ganancias én eficiencia, se deberían reflejar en las ¡ofertas.
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 que corresponde con lo esperado desdel el punto de vista
de AGQ es una cantidad marteniendo en cuenta que el serviciosal servicio de energía y el precio de opoftilinidad del agua es bóláa.
de bolsa, lo económico, ginal frente
precio deel
Pór otra parte, si realizamos un análisis marcados! eje energía y AGC con una oferte por servicio^ teniendo en cuenta que el nive encontramos lo siguiente:
de posibilidades de participation en los . dos servicios o dos ofertas, una Detencia por el AGC es reducido,
para Ipí de com
PrecioCempacho
Energía (A) AGC (A)
Una E ,A t X V / xoferta E,Ash V V
E 1 \ A t XI
V / xDos E t , A t X Vofertas E t , A t V V / x
E t , A t V VConvenciones: 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.
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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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7 ^
Sésión No.542i ' :
4:0:
M 1 »
i:a
— -ea10 CO AM
Fuente: www.seekingalpha.com
Ilustración 10: Ejemplo de '^gulación
Los sistemas de almacenamiento tienen regimen d© operación con dos ci :los: uno decarga 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 regdé mercác o de energía se tendría una frontera de demanda y unagéneración (ver ilustración 11).
a mentación frontera de
Cicla
I O■ 1
2V
- t4
fronteraGenerador
FronteraDondrxJa
MBfUta-Bliflrinícinal
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 lesé desaripolle la regulación para que puedan participar este tipo de tecn mercado! de energía mayorista en los diferentes,servicios que puede generador.! Participar en el mercado con todos lojs |derechos y deberes generador y sus plantas representadas.
3. RECOMENDACIONES
Teniendó ;en cuenta los resultados de los análisis adelantados, se someter el presente documento de trabajo sobre a asignación de la n regulación !a comentarios del sector y terceros interesados.
s estudios y ^logias en el
prestar un due tiene un
recomienda éserva de la
[¿080-12 ASIGNACIÓN DE LA RESERVA DE REGULACIÓN (AGC)14
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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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