La caída de los precios de los sistemas fotovoltaicos (FV) junto con las innovaciones en materia de financiación e instalación están impulsando el crecimiento continuo de la energía solar en los tejados -se espera que sea del 30% en 2013, según informa Investigación GTM. Estos recursos de generación de energía instalados por los clientes afectan cada vez más a las operaciones, desde el nivel local de la empresa de servicios públicos hasta los territorios de servicio de los operadores de sistemas independientes (ISO) y las organizaciones regionales de transmisión (RTO). Para mantener un suministro de energía fiable y mantener los costes bajos, las empresas de servicios públicos y las ISO/RTO deben tener en cuenta la energía generada por estos recursos variables en la programación y el equilibrio de la carga en tiempo real.
El sitio web Operador del Sistema Independiente de California (CAISO) está a la vanguardia de la implantación de sistemas de previsión de la producción de energía fotovoltaica distribuida. Con los niveles de penetración actuales, el CAISO soporta más de 3 GW de generación fotovoltaica de pico. La mitad de esta generación procede de más de 170.000 sistemas fotovoltaicos residenciales y comerciales.
La generación de electricidad a partir de estos recursos distribuidos afecta directamente a la carga útil de la CAISO. Aunque la carga de la CAISO varía según la hora del día y el día del año, la producción fotovoltaica suele ser mayor en los momentos de máxima demanda: cuando hace calor y los aires acondicionados están en pleno uso. Por ejemplo, en un día caluroso de agosto de 2012, la CAISO experimentó un pico de carga de clientes de aproximadamente 45 GW, lo que significa que el parque fotovoltaico distribuido existente podría haber satisfecho hasta el 3% de la carga durante partes del día de máxima demanda.
El reto de prever la producción del parque fotovoltaico
Muchos de estos sistemas residenciales y comerciales pequeños distribuidos están "detrás del contador", lo que significa que no hay información disponible sobre la energía que estos sistemas están produciendo en un momento dado. Por ello, las empresas de servicios públicos y las ISO deben encontrar otras formas de medir y prever la producción de energía para la planificación y el equilibrio de la carga.
En colaboración con el CAISO, Clean Power Research ha estado trabajando en una solución con financiación del programa de Investigación, Desarrollo, Demostración y Despliegue de la Iniciativa Solar de California (CSI RD&D) y del programa Comisión de Energía de California. El resultado fue el lanzamiento de SolarAnywhere® FleetView®.que hoy pronostica la producción de energía de todo el parque fotovoltaico instalado por la CAISO, más de 170.000 sistemas distribuidos en su área de servicio.
Las previsiones coinciden con el horizonte temporal y los requisitos de intervalo para el mercado diario y el mercado de predespacho en tiempo real. La imagen siguiente muestra la previsión real de energía fotovoltaica de FleetView® para la CAISO el 8 de octubre de 2013.
FleetView utiliza SolarAnywhere®, una base de datos de sistemas instalados y metodologías de variabilidad patentadas. previsiones de recursos solaresuna base de datos de sistemas instalados y metodologías de variabilidad patentadas para modelar la producción de energía de una "flota" de sistemas fotovoltaicos de cualquier tamaño. Una flota puede consistir en unos pocos sistemas situados en un alimentador de distribución, o en cientos de miles en toda una zona de equilibrio de carga.
La combinación de las especificaciones reales de los sistemas fotovoltaicos instalados y los datos de insolación específicos de cada lugar es un enfoque único que aumenta la precisión de la producción sin necesidad de equipos de medición in situ. Para la previsión de la CAISO, las especificaciones de la mayoría de los sistemas en la zona de equilibrio de la CAISO proceden del Base de datos CSIque se genera a partir de Incentivos PowerClerkel sistema en línea que se ha utilizado para administrar los programas de incentivos de las tres empresas de servicios públicos propiedad de inversores de California.
Cómo los datos de producción de la flota fotovoltaica apoyan la integración
Los datos generados por FleetView contribuyen a una integración fiable y rentable de la energía fotovoltaica distribuida, ya que proporcionan la información necesaria para el diseño del sistema, la planificación de recursos y la previsión. Los usos específicos incluyen:
- Análisis de la tensión del sistema de distribución. Se puede cuantificar la variabilidad de las flotas a nivel de distribución, teniendo en cuenta su diversidad geográfica real, para proporcionar a los ingenieros expectativas precisas sobre la variabilidad de la potencia de la flota. Esto puede reducir los costes de distribución al permitir a los ingenieros de diseño dimensionar correctamente los reguladores de tensión y los condensadores, y evaluar la necesidad de inversores con control de tensión.
- Programación de la carga. La previsión de la potencia de la flota proporciona a los operadores de la red unas previsiones de carga "neta" más precisas, mejorando así la programación eficiente de los recursos de generación y reduciendo los costes para todos los clientes eléctricos.
- Regulación de la frecuencia. Las previsiones de variabilidad de la flota permiten a los operadores de la red determinar los recursos necesarios para la regulación de la frecuencia. Al incluir la diversidad geográfica real y los datos de los intervalos de tiempo necesarios, es posible asignar eficazmente las reservas de regulación.
- Modelización de recursos. La modelización de la flota y el análisis de la forma de la carga proporcionan a los planificadores de recursos las tasas de rampa futuras previstas y los requisitos de generación suplementaria en escenarios de alta penetración fotovoltaica. Al modelar la capacidad de la flota fotovoltaica "tal y como está construida", las simulaciones de carga horaria reflejan con precisión los detalles sobre la ubicación geográfica de la energía fotovoltaica, las prácticas de configuración del sistema, los patrones meteorológicos localizados y las regiones de planificación definidas por el operador. Los servicios públicos pueden utilizar esta información para planificar mejor las reservas de generación.
El siguiente paso: integración de herramientas operativas
Clean Power Research está trabajando actualmente con la CAISO para integrar las previsiones de FleetView en las soluciones del Sistema Automático de Previsión de Carga (ALFS) del Grupo de Previsión a Corto Plazo de la CAISO, con el fin de mejorar las previsiones de carga por hora y por día. El éxito de la implementación de FleetView en las herramientas de previsión de carga de última generación que la CAISO ya utiliza permitirá a la CAISO operar de forma más eficiente.
El proyecto también demostrará cómo otras empresas de servicios públicos e ISO pueden integrar de forma rentable sus crecientes flotas de energía fotovoltaica distribuida aprovechando las nuevas fuentes de datos de la flota fotovoltaica en sus herramientas de planificación existentes. Gestionar el crecimiento de la energía fotovoltaica distribuida será vital para mantener el modelo de negocio de las empresas de servicios públicos mediante la integración inteligente de sus recursos de generación de energía distribuida.