Caso estudio de hibridación de renovables con baterías para la participación en la regulación frecuencia-potencia

Abstract

La creciente incorporación de energía eólica plantea nuevos desafíos para la operación de los sistemas de energía. En este trabajo, se analiza la viabilidad técnica y económica de la participación de un parque eólico en la regulación secundaria. Además, se estudia el efecto de hibridar dicho parque con un sistema de almacenamiento con baterías (BESS) como una manera de mejorar su gestionabilidad.

El papel de la energía eólica dentro del mix de generación se limita, prácticamente en su totalidad, a la cobertura de la demanda siendo retribuida según el mercado diario o los contratos a plazos, como los Power Purchase Agreements (PPA), mientras que su participación en los servicios de ajuste del sistema es todavía testimonial. En primer lugar, se ha realizado una revisión del estado del arte de las tecnologías eólica y de los sistemas de almacenamiento (en concreto ión-litio), que ha demostrado su capacidad técnica para poder participar en la regulación secundaria.

Se han desarrollado diversas estrategias de oferta de secundaria y de operación del BESS y se ha estimado su habilidad de capturar el beneficio disponible en el mercado.

Los resultados del estudio económico demuestran la viabilidad económica de la participación en la regulación secundaria, que logra una rentabilidad superior al caso de no participar en el servicio. Sin embargo, también demuestra que los costes de los BESS han de reducirse un mínimo del 85% para que su incorporación en la instalación pueda resultar económicamente interesante.

The increasing incorporation of wind energy poses new challenges to the operation of power systems. In this project, the technical and economic feasibility of the participation of a wind farm in secondary regulation is analyzed. In addition, the effect of hybridizing said park with a battery storage system (BESS) is studied as a way to improve its controllability. Its role within the generation mix is limited, practically in its entirety, to covering the demand, which is retributed according to the daily market or long-term contracts, such as Power Purchase Agreements (PPA), while its participation in ancillary services is still testimonial. Firstly, a review of the state of the art of wind technologies and BESS (particularly lithium-ion) has been carried out, which has proven their technical capacity to participate in secondary regulation. Several secondary offer and BESS operation strategies have been developed as well as estimating their ability to capture the profit available in the market. The results of the economic study demonstrate the economic viability of participating in secondary regulation, which achieves a higher profitability than the case of not participating in the service. However, it also demonstrates that the BESS costs ought to be reduced by a minimum of 85% in order for its incorporation into the facility to be economically interesting.