Evaluación de los procedimientos de cálculo del factor k de la regulación de frecuencia

Abstract

El Factor K mide la capacidad del sistema eléctrico continental europeo para frenar las desviaciones de frecuencia, y es el parámetro que ENTSO-E utiliza para fijar las reservas de regulación. Este trabajo, realizado dentro de un convenio entre Instituto de Investigación Tecnológica de Comillas-ICAI y ENTSO-E, revisa cómo se calcula ese parámetro, señala los problemas del método oficial y propone formas alternativas de estimarlo. Se han usado 77 eventos reales del sistema registrados entre 2019 y 2024. Partiendo de un modelo dinámico de la respuesta en frecuencia (SFR), se obtiene una fórmula que corrige el error que introducen las bandas muertas de los reguladores, aplicable a cada evento por separado. Los resultados muestran que el valor real del Factor K es mucho menor de lo que cabría esperar: solo alrededor del 25% de la generación síncrona conectada participa de verdad en la regulación. Al aplicar la corrección, el Factor K sube entre un 26% y un 32% según el año. Por otro lado, se proponen tres métodos alternativos de cálculo: uno que busca el tramo más estable de cada evento, otro que detecta cuándo entra la regulación secundaria para no contaminar la medida, y un tercero basado en un transitorio promedio. Los tres dan valores más altos que el oficial de ENTSO-E, lo que apunta a que su método subestima el parámetro por usar una ventana de medición fija. La ligera tendencia a la baja del Factor K encaja con la reducción de generación síncrona, aunque los datos disponibles no permiten confirmarla con seguridad.

The K-factor measures how well the Continental European power system can limit frequency deviations, and it is the parameter ENTSO-E uses to set its regulation reserves. This work, carried out under an agreement between the Instituto de Investigación Tecnológica de Comillas-ICAI and ENTSO-E, looks at how this parameter is calculated, points out the problems with the official method, and proposes alternative ways to estimate it. To do so, 77 real system events recorded between 2019 and 2024 were used. Starting from a dynamic System Frequency Response (SFR) model, a formula is derived that corrects the error caused by the governors' dead bands, and it can be applied to each event separately. The results show that the real value of the K-factor is much lower than expected: only about 25% of the connected synchronous generation actually takes part in the regulation. When the correction is applied, the K-factor rises by between 26% and 32% depending on the year. Three alternative calculation methods are also proposed: one that looks for the most stable part of each event, another that detects when secondary regulation kicks in so it does not distort the measurement, and a third based on an average transient. All three give higher values than the official ENTSO-E figure, which suggests that its method underestimates the parameter because it uses a fixed measurement window. The slight downward trend in the K-factor is consistent with the reduction of synchronous generation, although the available data are not enough to confirm it with certainty.