ENSAYOS DE HABILITACIÓN COMERCIAL EN ARGENTINA SEGÚN LOS PROCEDIMIENTOS TÉCNICOS ESTABLECIDOS POR CAMMESA

Franco Di Rosa, Claudio Celman y Pablo Rifrani, Departamento de Ensayos & Ingeniería

Introducción – El presente artículo detalla el proceso llevado a cabo para el lograr la habilitación comercial de nuevos Generadores al Mercado Eléctrico Mayorista (MEM). Los Generadores, Autogeneradores y Cogeneradores, antes de conectarse al Prestador Adicional de la Función Técnica de Trasporte (PAFTT) o al Transportista deben cumplir con ciertos requisitos reglamentarios, informativos y técnicos para su ingreso al MEM, su habitación comercial y su despacho.

1. Sector energético en Argentina

El 16 de diciembre de 2015 se declaró la Emergencia del Sector Eléctrico Nacional hasta el 31 de diciembre de 2017 y se instruyó al Ministerio de Energía y Minería (MEyM) para que elabore un programa de acciones necesarias en relación con los segmentos de generación, transporte y distribución de energía eléctrica de jurisdicción nacional, lo ponga en vigencia y lo implemente, con el fin de adecuar la calidad y seguridad del suministro eléctrico, garantizando la prestación de los servicios públicos de electricidad en condiciones técnicas y económicamente adecuadas.

En dicho contexto, la Secretaría de Energía Eléctrica (SEE) dictó la Resolución N° 21 de fecha 23 de marzo de 2016, donde convocó a interesados en ofertar nueva capacidad de generación térmica y de producción de energía eléctrica asociada, con compromiso de estar disponible en el MEM para satisfacer requerimientos esenciales de la demanda, desde los siguientes Períodos Estacionales: (i) Verano 2016/2017, (ii) Invierno 2017, o (iii) Verano 2017/2018, conforme con los lineamientos de la presente resolución.

Entre los ofertantes más destacados se presentaron compañías como Albanesi Energía, Genneia, Industrias Juan F. Secco SA, MSU Group, YPF Generación, Pampa Energía, y se recibieron ofertas por proyectos que alcanzaban los 6.6GW de generación termoeléctrica.

1. El rol de CAMMESA en el MEM

En Argentina, la Compañía Administradora del Mercado Mayorista Eléctrico (CAMMESA) es la encargada de la coordinación de los despachos económico-técnicos desde el Sistema Argentino de Interconexión (SADI), la supervisión de la calidad y seguridad de las operaciones del SADI, el monitoreo de las transacciones económicas en los mercados spot y futuro, y la gestión de las operaciones de facturación, cobro y finanzas de los fondos de mercado.

Para asegurar un sistema eléctrico de calidad y seguro, CAMMESA, así como otros organismos reguladores del mercado eléctrico de otros países, hace uso de software dedicado para simulaciones sistémicas. En los estudios de sistemas eléctricos la confiabilidad de los resultados que proporcionan los cálculos de flujos de potencia en régimen permanente y las simulaciones dinámicas, efectuados con programas computacionales específicos, depende principalmente de la adecuada modelación y parametrización de los diferentes componentes del sistema eléctrico en cuestión. El vínculo entre el mundo real y el mundo de la simulación tiene un carácter fundamental en el éxito de la operación y un impacto importante en la economía de los sistemas de potencia.

CAMMESA administra una Base de Datos de modelos del SADI. Particularmente, esta Base de Datos contiene los modelos de los generadores y sus sistemas de control asociados, la cual se utiliza para estudios de estabilidad en general, y en particular para estudios de estabilidad dinámica u oscilatoria, también denominada estabilidad de pequeña señal.

• Procedimiento Técnico Nº4

El Procedimiento Técnico Nº4 (PT4) conforma el marco normativo que debe cumplimentar toda empresa que aspire a convertirse en Generador, Cogenerador o Autogenerador del MEM. En lo que concierne a los requisitos técnicos podemos separar aquellos que respectan al regulador automático de tensión (RAT):

• Para evaluar el desempeño de la regulación de tensión en vacío la respuesta a un cambio de referencia de tensión de pequeña amplitud (generalmente 5%), deberá ser rápido, manteniendo la sobreoscilación en valores inferiores al 15%, el tiempo de crecimiento (del 10% al 90%) por debajo de 300ms, y un tiempo de establecimiento (banda del +/- 10% del incremento de tensión aplicado) menor a 1.5 segundos.

Figura 1: Desempeño del RAT en vacío

• Para “Vfdmax” (tensión de excitación del generador) se establece un mínimo de 2 veces la tensión de excitación a plena carga y factor de potencia nominal.
• Con el objeto de contribuir al amortiguamiento de las oscilaciones electromecánicas (locas, intraplanta, interplanta, interárea, etc.) de la red, el RAT debe estar provisto de un estabilizador de sistema de potencia (PSS), el cual operará modulando la referencia de tensión.

Y aquellos que aplican sobre el regulador de automático de velocidad (RAV):

• Banda muerta inferior al 0.1%.
• Estatismo permanente ajustado entre el 4 y 7%.
• Tiempo de establecimiento (necesario para que la potencia mecánica ingrese en la banda del +/- 10% del incremento de carga aplicado) menor a 30 segundos para máquinas térmicas e inferior a 60 segundos para máquinas hidráulicas.

Figura 2: Desempeño del RAV

1. Modelado matemático

El proceso de modelado se puede resumir sintéticamente mediante el diagrama de flujo de la Figura 1. El objetivo final de dicho proceso es que el modelo matemático desarrollado y parametrizado, ante la aplicación de una cierta perturbación, responda en forma idéntica al sistema físico real que representa.

Figura 3: Diagrama de flujo básico del proceso de modelado

Estudios Eléctricos posee dos departamentos principales, Estudios por Simulación y Ensayos en Terreno. Este último es el encargado de realizar las pruebas en terreno y el posterior modelamiento matemático de todo tipo de generadores y sus controles asociados.

En la Figura 4 se puede ver el modelado en diagrama de bloques de una unidad turbogeneradora con su RAT, sus limitadores y su PSS, realizado con el software de simulación Photon, propiedad de Estudios Eléctricos.

Figura 4: Diagrama de bloques del generador, RAT, limitadores y PSS

1. Caso de Éxito

Desde el mes de marzo de 2016, Grupo Albanesi se encuentra desarrollando los siguientes proyectos de generación:

• Ampliación Central Térmica La Rioja, una turbina de gas Siemens SGT-800.
• Ampliación Central Térmica Modesto Maranzana, dos turbinas de gas Siemens SGT-800.
• Ampliación Central Independencia, una turbina de gas Siemens SGT-800.
• Instalación nueva en Alejandro Petion, Pcia. de Buenos Aires, dos turbinas de gas Siemens SGT-800.
• Ampliación Central Térmica Roca, cierre del ciclo turbina de vapor GET-10R.

La Central Termoeléctrica Generación Riojana, ubicada en la localidad de La Rioja, Pcia. de La Rioja, es una central térmica de ciclo abierto que tiene instalados y en operación dos máquinas Fiat TG16 de 16MW cada una y una turbina John Brown de 16MW, totalizando una potencia nominal de 48MW.

En enero de este año Estudio Eléctricos realizó los ensayos para la habilitación comercial de la nueva unidad turbogeneradora TG24 Siemens SGT-800, la cual formó parte de los proyectos de ampliación mencionados anteriormente.

La Figura 5 muestra la respuesta en vacío de la tensión de terminales (curva azul) del modelo matemático presentado en la Figura 4 contrastada con la respuesta de la unidad registrada en terreno (curva verde), ante un cambio en la referencia de tensión del regulador automático de voltaje.

Figura 5: Respuesta en vacío del modelo dinámico (azul) y del generador ensayado (verde) ante un cambio en la referencia del 5%

La Figura 6 presenta resultados similares, pero para el generador sincronizado con el Sistema, es decir, operando en carga. Se puede ver la evolución temporal de la tensión de terminales y del reactivo generado por la unidad, tanto la del modelo matemático (curva azul) como la registrada en terreno (curva verde), ante un cambio en la referencia de tensión del regulador automático de voltaje.

Figura 6: Respuesta en carga del modelo dinámico (azul) y del generador ensayado (verde) ante un cambio en la referencia del 2%

En esta ocasión también fueron ensayados los limitadores del generador, el estabilizador de sistemas de potencia, y el regulador automático de velocidad, a fin de obtener un modelo apropiado para la representación de la unidad en cuestión.

1. Proyección a futuro

Como ya se mencionó en este artículo, el país se encuentra en un proceso de reestructuración del sector energético debido al cambio incesante en la demanda de los usuarios. Para afrontar esta situación el Estado Nacional atribuyó las facultades correspondientes al MEyM para que tomara cartas en el asunto. Producto de esto, se lanzó el primer concurso de licitaciones para proyectos de generación termoeléctrica en marzo de 2016.

Para la misma fecha se elaboró el Decreto 531/2016, el cual tuvo como objeto el fomento nacional del uso de fuentes renovables de energía destinada a la producción de energía eléctrica. Esto trae aparejado consecuencias favorables para el país ya que implica la expansión de la potencia instalada en plazos cortos, la reducción de costos de generación de energía, previsibilidad de precios a mediano y largo plazo, una mayor diversificación de la matriz energética nacional, se estableció como objetivo lograr una contribución de las fuentes de energía renovables hasta alcanzar el ocho por ciento (8%) del consumo de energía eléctrica nacional al 31 de diciembre de 2017, y la contribución a la mitigación del cambio climático, generando condiciones para la seguridad del abastecimiento de energía eléctrica para la República Argentina.

El Artículo 12 del mencionado decreto prescribe que la Autoridad de Aplicación debe disponer las medidas que sean conducentes para la incorporación al MEM, de nuevas ofertas de energía eléctrica de fuentes renovables, mediante procedimientos públicos y competitivos. Por lo que mediante la Resolución N° 136 de fecha 25 de junio de 2016, el MEyM instruyó a CAMMESA a realizar la Convocatoria Nacional e Internacional “Programa RenovAr Ronda 1” para la calificación y eventual adjudicación de ofertas para la celebración de contratos de abastecimiento de energía eléctrica generada a partir de fuentes renovables.

Tabla 1: Resumen de las ofertas recibidas Ronda 1

Tabla 2: Ofertas adjudicadas Ronda 1

Como se puede apreciar de la Tabla 1, la potencia ofertada sextuplico la potencia a contratar dentro del marco de la Ronda 1. Como consecuencia de la gran cantidad de ofertas recibidas y de la calidad de los proyectos involucrados, en particular para las Tecnologías Eólica y Solar Fotovoltaica, el MEyM consideró conveniente adoptar las medidas necesarias para brindar la posibilidad de mejorar las ofertas presentadas y no adjudicadas en la citada Ronda 1, con una reducción significativa de los precios ofertados, teniendo como referencia cierta del mercado los precios de las ofertas adjudicadas en la mencionada ronda.

Por tal motivo mediante la Resolución N° 252 de fecha 28 de octubre de 2016, se convocó oficialmente la presentación de nuevas ofertas relativas a los proyectos de las Tecnologías Eólica y Solar Fotovoltaica presentados y no adjudicados en la Ronda 1, en el marco del Programa RenovAr, manteniendo los lineamientos fundamentales establecidos en las Resoluciones N° 71 y N° 136, para la contratación en el MEM de energía eléctrica de fuentes renovables de generación, denominado “Programa RenovAr (Ronda 1.5)”.

Tabla 3: Resumen de las ofertas recibidas Ronda 1.5

Tabla 4: Ofertas adjudicadas Ronda 1.5

Debido a los resultados obtenidos y a la expectativa generada, se consideró conveniente dar continuidad al Programa RenovAr, a través de una nueva convocatoria, con el fin de obtener la adjudicación de una nueva capacidad de generación de energía eléctrica de fuente renovable, y a la vez seguir tendiendo a lograr una mejora de los precios ofertados en las rondas anteriores, contribuyendo a la reducción del costo de la energía en el SADI.

En dicho contexto, la declaración por parte del MEyM de la Resolución N° 275 de fecha 17 de agosto de 2017, convocó nuevamente a interesados en ofertar en el Proceso de Convocatoria Abierta Nacional e Internacional para la contratación en el MEM, denominado “Programa RenovAr (Ronda 2)”.

Actualmente el departamento de Estudios por Simulación se encuentra realizando los trabajos de Etapa 1 y 2 de varias centrales resultantes de proyectos adjudicados en el Programa RenovAr. A continuación, se nombran algunas de ellas.

• Parque Solar La Puna, 100MW, Fieldfare/Isolux, Salta.
• Parque Eólico Villalonga, 50MW, GENNEIA, Bs. As.
• Parque Solar Nonogasta, 35MW, Fides Group SA, La Rioja.
• Parque Solar Saujil, 23MW, Energías Sustentables SA, Catamarca.