Reserva de corto plazo de capacidad de generación de electricidad
Una representación idealizada de los cuatro tipos de energía de reserva y los intervalos de tiempo en que están en uso después de una falla inesperada. [1]
En las redes eléctricas , la reserva operativa es la capacidad de generación disponible para el operador del sistema en un corto intervalo de tiempo para satisfacer la demanda en caso de que un generador deje de funcionar o se produzca otra interrupción en el suministro. La mayoría de los sistemas eléctricos están diseñados de manera que, en condiciones normales, la reserva operativa sea siempre al menos la capacidad del mayor proveedor más una fracción de la carga máxima . [2]
Tipos de reserva operativa
La reserva operativa está compuesta por la reserva giratoria así como por la reserva no giratoria o suplementaria:
La reserva de rotación es la capacidad de generación adicional que se obtiene al aumentar la potencia de salida de los generadores que ya están conectados al sistema eléctrico. En la mayoría de los generadores, este aumento de la potencia de salida se logra aumentando el par aplicado al rotor de la turbina . [3]
La reserva no operativa o reserva suplementaria es la capacidad de generación adicional que no está conectada actualmente al sistema pero que puede ponerse en funcionamiento después de un breve retraso. En los sistemas eléctricos aislados, esto normalmente equivale a la energía disponible a partir de generadores de arranque rápido. [3] Sin embargo, en los sistemas eléctricos interconectados, esto puede incluir la energía disponible a corto plazo mediante la importación de energía de otros sistemas o la retracción de energía que se está exportando actualmente a otros sistemas. [4]
Los generadores que tienen la intención de proporcionar tanto reserva giratoria como no giratoria deberían poder alcanzar su capacidad prometida en aproximadamente diez minutos. La mayoría de las pautas de los sistemas de energía requieren que una fracción significativa de su reserva operativa provenga de la reserva giratoria. [3] Esto se debe a que la reserva giratoria es ligeramente más confiable (no sufre problemas de arranque) y puede responder de inmediato, mientras que con los generadores de reserva no giratoria hay una demora ya que el generador se pone en marcha fuera de línea. [5]
Los acondicionadores de aire y termostatos controlados centralmente que se utilizan en grandes áreas residenciales pueden utilizarse como una reserva de reducción rápida y considerable. Las ventajas de esta tecnología están en estudio. [6]
La reserva operativa es un concepto crucial para garantizar que la planificación diaria del cronograma de los generadores pueda soportar la incertidumbre debido a variaciones imprevistas en el perfil de carga o fallas en los equipos (generadores, transformadores, enlaces de transmisión).
El Operador Independiente del Sistema de California tiene una reserva operativa equivalente al 6% de la carga medida. En esa reserva se incluye una reserva giratoria equivalente al 3% de la carga medida. [7]
Otros tipos de reservas
Además, hay otros dos tipos de reserva de energía que a menudo se analizan en combinación con la reserva operativa: la reserva de respuesta de frecuencia y la reserva de reemplazo .
La reserva de respuesta de frecuencia (también conocida como reserva de regulación) se proporciona como una reacción automática a una pérdida de suministro. Se produce porque inmediatamente después de una pérdida de suministro, los generadores disminuyen su velocidad debido al aumento de la carga. Para combatir esta disminución, muchos generadores tienen un regulador . Al ayudar a los generadores a acelerar, estos reguladores proporcionan un pequeño impulso tanto a la frecuencia de salida como a la potencia de cada generador. Sin embargo, debido a que la reserva de respuesta de frecuencia suele ser pequeña y no depende del criterio del operador del sistema, no se considera parte de la reserva operativa. [8]
La reserva de reemplazo (también conocida como reserva de contingencia) es la energía de reserva proporcionada por los generadores que requieren un tiempo de arranque más largo (normalmente de treinta a sesenta minutos). Se utiliza para aliviar a los generadores que proporcionan la reserva giratoria o no giratoria y, de este modo, restablecer la reserva operativa (de manera confusa, la reserva de reemplazo a veces se conoce como la reserva operativa de 30 o 60 minutos). [8]
^ BJ Kirby, Reserva giratoria a partir de cargas reactivas, Laboratorio Nacional de Oak Ridge, marzo de 2003.
^ Jianxue Wang; Xifan Wang y Yang Wu, Modelo de reserva operativa en el mercado de energía , IEEE Transactions on Power Systems, vol. 20, n.º 1, febrero de 2005.
^ abc Reserva giratoria y reserva no giratoria, ISO de California, enero de 2006.
^ Libro blanco sobre la reserva operativa del WSCC [ enlace muerto permanente ] , Consejo de coordinación de sistemas occidentales, julio de 1998.
^ El valor de la confiabilidad en los sistemas de energía, Laboratorio de Energía del MIT, junio de 1999.
^ NA Sinitsyn. S. Kundu, S. Backhaus (2013). "Protocolos seguros para generar pulsos de potencia con poblaciones heterogéneas de cargas controladas termostáticamente". Conversión y gestión de energía . 67 : 297–308. arXiv : 1211.0248 . doi :10.1016/j.enconman.2012.11.021. S2CID 32067734.
^ "Reserva giratoria y reserva no giratoria" (PDF) . caiso.com . 2006-02-03. Archivado (PDF) desde el original el 2006-02-03 . Consultado el 2020-08-28 .
^ por Eric Hirst, Demanda sensible a los precios como recursos de confiabilidad, abril de 2002.
