Participación de la demanda en servicios complementarios del sistema eléctrico español

La Respuesta de la Demanda es un servicio que pueden prestar los consumidores dentro de un sistema eléctrico. Esencialmente consiste en la reducción (o eventualmente aumento) del consumo eléctrico en momentos en los que el Operador del Sistema lo requiere, por motivos de balance entre producción y demanda eléctrica. Los ofertantes de este servicio pueden ser tan diversos como una gran empresa industrial o un pequeño consumidor residencial, pasando por consumidores medianos y grandes del sector comercial.

A modo de ejemplo ilustrativo, un Operador del Sistema como Red Eléctrica Española podría pagar, bien a un gran consumidor industrial por desconectar algunos de sus equipos durante un periodo de tiempo determinado (del orden de unas pocas horas o minutos), bien a un conjunto de pequeños consumidores residenciales por reducir unos grados la temperatura consigna de sus equipos de aire acondicionado en invierno. Las ventajas de este servicio pueden leerse con más detalle en Beneficios esperados.

El desarrollo de productos de Respuesta de la Demanda ya activos en muchos países tanto dentro como fuera de la Unión Europea (Francia, Reino Unido, Suiza, Irlanda, Estados Unidos, Australia, etc.) ha dejado patente la capacidad de los consumidores para proporcionar servicios de operación. Esto ha venido motivado en gran parte por las tecnologías modernas de información y comunicación, que capacitan a muchos consumidores para realizar acciones de respuesta automática y les dotan de información de precios del mercado en tiempo real.

El proyecto que aquí se presenta está desarrollado por el Instituto de Ingeniería Energética de la Universidad Politécnica de Valencia y financiado por la Fundación Iberdrola; y sigue la línea de otros proyectos internacionales de Respuesta de la Demanda.

En este blog podrán consultarse sus Objetivos, las Actividades que conlleva y la Agenda a seguir durante su desarrollo, entre otros aspectos.

Esta entrada contiene una recopilación de los informes que el equipo va publicando conforme avanza en la realización de las actividades detalladas en la Descripción de actividades.

Actividad 1: Análisis del Estado del Arte

T1.1. Identificación de programas de Respuesta de la Demanda

T1.2 Estudio de Replicabilidad

T1.3 Análisis de barreras

 

Actividad 2: Diseño de productos de Respuesta de la Demanda

T2.1 Caracterización de los servicios de operación

T2.2 Caracterización y estandarización de productos DR

 

Actividad 3: Propuesta de cambios regulatorios

T3.1 Propuesta de cambios regulatorios

El objetivo general del proyecto es sentar las bases de la participación activa de los consumidores en los servicios complementarios de reserva del sistema eléctrico español, tal y como plantea el nuevo Código de Red sobre el balance eléctrico en la red eléctrica europea (saber más). Este objetivo general se desglosa en los siguientes objetivos específicos:

1. Analizar los mecanismos y programas de Respuesta de la Demanda activos en otros países, europeos y no europeos.
2.  Diseñar una serie de productos de respuesta de la demanda que, siendo intercambiados en un mercado competitivo, adapten la flexibilidad de los consumidores a las necesidades del Operador del Sistema (Red Eléctrica Española) en servicios de balance.
3. Proponer cambios regulatorios que favorezcan la utilización de recursos de Respuesta de la Demanda en los servicios de balance.
4. Divulgar los resultados más significativos del proyecto, dirigiéndolos tanto a foros específicos como a público en general.

En esta sección se describen las actividades de divulgación y la asistencia a eventos relacionados con la Respuesta de la Demanda por parte de los miembros del proyecto. Para obtener más información acerca de los organizadores y la localización de los distintos eventos puede acceder al calendario de eventos.

26 de noviembre de 2019. Jornada «Hacia un desarrollo competitivo de la gestión de la demanda»

Este evento, organizado por la Real Academia de la Ingeniería en Madrid, fue un encuentro entre los diferentes agentes del sistema eléctrico español que dio pie a dos debates sobre la Gestión de la Demanda.

El primero de ellos, de la mano de los representantes de asociaciones de consumidores de electricidad, puso de manifiesto la posición de los grandes consumidores industriales, residenciales y comerciales frente al actual Servicio de Interrumpibilidad (único servicio de Respuesta de la Demanda actualmente vigente en España) y sus propuestas frente a la inminente apertura de los mercados de servicios complementarios a este tipo de servicios.

En el segundo de ellos, de la mano de las «Operadoras» del sistema (representantes de REE, el IDAE y OMIE), se pusieron en común las posturas de estos agentes.

Para más información, los vídeos de ambos debates pueden verse en la página web de la RAI.

 

 

 

04 de septiembre de 2020. 2020 Global Mosharaka Congress on Electrical Engineering

El día 4 de septiembre se llevó a cabo la primera sesión del Congreso Internacional en Ingeniería Eléctrica 2020, que tuvo lugar en Valencia. En este congreso, se presentó un artículo titulado «Demand Response participation in Ancillary Services: a set of regulatory proposals for policymakers in Spain«, donde se pusieron de manifiesto los resultados más representativos del proyecto en cuanto a las propuestas regulatorias necesarias para la provisión de servicios complementarios por parte de la demanda en el sistema eléctrico español.

 

16 de diciembre de 2020. Congreso Smart Grids

El día 16 de diciembre tuvo lugar en Madrid de forma on-line el VII Congreso Smart Grids, que es el principal foro profesional para el sector de las Redes Inteligentes en España. En él, se presentó un artículo titulado «Diseño y análisis de mecanismos de participación de la demanda en servicios complementarios del sistema eléctrico español«, donde se expusieron algunos de los resultados más representativos alcanzados durante el proyecto.

El cumplimiento de los objetivos del proyecto traería consigo beneficios para diferentes agentes o entidades, tales como los propios consumidores, el operador del sistema, el medio ambiente o el sector energético en su conjunto.

Beneficios para los consumidores

• El beneficio más evidente del correcto funcionamiento de la Respuesta de la Demanda para los consumidores es económico, ya que estos obtienen ingresos adicionales (o reducciones en el coste de su factura) como contraprestación por los servicios prestados al operador del sistema.
• En el caso particular de consumidores industriales o comerciales, este beneficio económico podría traducirse en un aumento de competitividad, especialmente tras haber implementado medidas de eficiencia energética en sus correspondientes procesos productivos.
• Por otro lado, la óptima prestación del servicio de Respuesta de la Demanda requiere un conocimiento detallado de las instalaciones, la distribución de consumo y los contratos de suministro eléctrico. Esto implica que, para convertirse en ofertantes del servicio, los consumidores adquieren una experiencia que les capacita para mejorar sus prácticas de consumo, con las posibles consecuencias de ahorro.

Beneficios para el Operador del Sistema

• El uso de recursos de Respuesta de la Demanda ayuda a mantener el equilibrio Producción/Demanda de electricidad de una forma más barata que utilizando sólo generación convencional. A modo de ejemplo, el proyecto DRIP demostró que los servicios de Respuesta de la Demanda de la industria cárnica podían suponer la reducción del coste de la regulación en unos 38€/MWh.
• Además, se puede conseguir un funcionamiento más eficiente del sistema, pues al reducir el consumo eléctrico en un momento determinado en vez de aumentar la producción para equipararla con este, se disminuyen tanto las pérdidas de potencia en la red de transporte como el riesgo de sobrecarga de sus diferentes elementos.

Beneficios para el medio ambiente

• Los servicios de Respuesta de la Demanda para la realización de balances del sistema eléctrico son sustitutivos de alternativas como la generación térmica convencional (por ejemplo, centrales de gas). Como consecuencia de su actividad, este tipo de centrales emite gases de efecto invernadero, en especial dióxido de carbono, que podrían ahorrarse al utilizar la Respuesta de la Demanda en su lugar. Este razonamiento constituye por tanto un beneficio directo sobre el impacto medioambiental del sector eléctrico, en línea con los objetivos climáticos y de energía 20/20/20 asumidos por la Unión Europea.
• Por otro lado, uno de los mayores obstáculos al integrar las fuentes de generación renovables libres de emisiones es la incapacidad para controlar la energía que producen (al no poderse gestionar la disponibilidad de recursos como el viento o la radiación solar). Por tanto, con el fin de no comprometer la estabilidad del sistema, la intrusión de la Respuesta de la Demanda en el mercado flexibiliza el sistema y facilita la integración de centrales renovables. Este argumento sostendría pues un beneficio indirecto sobre el medioambiente.

Beneficios para el sector energético

• La Respuesta de la Demanda constituiría un nuevo modelo de negocio que abriría un espacio a nuevos agentes, como agregadores de carga o empresas especializadas en la formación y asesoramiento de los consumidores, contribuyendo así al crecimiento y consolidación del sector energético como uno de los sectores más importantes en la economía de nuestro país.

Las diferentes actividades del proyecto buscan alcanzar los objetivos del mismo y se dividen en diferentes tareas (ver esquema debajo):

Actividad 1: Análisis del Estado del Arte  

La Respuesta de la Demanda no es un recurso nuevo. En otros países de la Unión Europea como Francia, Reino Unido, Bélgica, Suiza o Finlandia; así como en Estados Unidos y Australia (entre otros) lleva muchos años siendo utilizada por los Operadores del Sistema para gestionar de forma eficiente sus respectivos sistemas eléctricos. Así pues, esta actividad se centra en analizar los diferentes mecanismos y programas existentes en otros países, siendo dividida en una serie de tareas:

1. Identificación de programas de respuesta de la demanda.

En esta tarea se elaborará un catálogo con las iniciativas existentes en otros países, incluyendo los parámetros más representativos de cada una, como:

1. • Tamaño mínimo del producto (MW)
   • Mecanismos de retribución (pago por capacidad, pago por entrega de energía, etc.)
   • Tiempo mínimo de notificación (pocos segundos, varios minutos, etc.)
   • Tipo de activación (manual, automática)
   • …
2. Estudio de replicabilidad.

En esta tarea se analizarán todos los programas identificados en la tarea 1 para estudiar su aplicabilidad en el sistema eléctrico español, con una valoración del tipo de consumidores que podrían participar en estos servicios y con qué alcance.

    3. Análisis de barreras.

Esta tarea está destinada a identificar las barreras que dificultarían la puesta en funcionamiento de los programas analizados en la tarea 2, siguiendo la metodología propuesta en «Methodology for the identification, evaluation and priorization of market handicaps which prevent the implementation of Demand Response: application to European electricity markets«

Actividad 2: Diseño de productos de Respuesta de la Demanda

A partir del análisis de la actividad 1, las tareas contenidas en esta actividad se centran en el diseño de productos de Respuesta de la Demanda que pudieran ser utilizados en los servicios de operación gestionados por Red Eléctrica de España. Concretamente, se evaluará la participación en los servicios de Gestión de Desvíos, Regulación Secundaria y Regulación Terciaria. Las tareas que componen esta actividad son las siguientes:

1. Caracterización de los servicios de operación.

En esta tarea se obtendrán, a partir del análisis de la legislación vigente, los parámetros más significativos a tener en cuenta a la hora de diseñar los programas de Respuesta de la Demanda para el caso particular español. Para ello, se identificarán las variables que definen cada uno de estos servicios, siguiendo la parametrización estándar propuesta en «Certification prerequisites for activities related to the trading of demand response resources«

     2. Caracterización y estandarización de productos de Respuesta de la Demanda

Esta tarea completa los parámetros hallados en la tarea 1, necesarios para compatibilizar los productos de Respuesta de la Demanda con las necesidades de Red Eléctrica de España, con otra serie de variables imprescindibles para caracterizar cada producto, tales como el tipo de activación de servicio (manual, automático), los procedimientos de comunicación y medida, los procedimientos de liquidación del servicio, etcétera.

     3. Valoración del impacto técnico, económico y medioambiental

Tras haber definido los programas de Respuesta de la Demanda, se generarán escenarios de participación de los potenciales consumidores oferentes de flexibilidad y se valorará el impacto (potencia reducida y energía neta ahorrada), económico (beneficio para consumidores y reducción de coste del sistema) y medioambiental (derivado del ahorro energético producido).

Actividad 3: Propuesta de cambios regulatorios

Esta actividad incluirá una única tarea:

1. Propuesta de cambios regulatorios.

Dado que la regulación es una de las barreras más significativas para el desarrollo de la Respuesta de la Demanda en servicios complementarios, esta tarea se centrará en la preparación de una serie de propuestas de cambios regulatorios necesarios  para la plena competencia de la demanda con la generación convencional. Para ello, se partirá de los resultados del Análisis de Barreras (tarea 1.3)

Actividad 4: Diseminación de resultados

El conjunto de tareas previstas en esta actividad tienen el objetivo común de favorecer la difusión de los resultados del proyecto, con la intención de que estos tengan una aplicación real y produzcan un impacto positivo en los diferentes agentes involucrados. En esta tarea se buscará la colaboración de otras organizaciones y entidades públicas

1. Creación de página web.

Esta tarea consiste en la creación y mantenimiento de este preciso blog, donde se pretende concienciar a los consumidores y al público en general de la importancia y beneficios de la Respuesta de la Demanda.

2. Organización de jornadas técnicas

El objetivo de esta tarea es organizar jornadas específicas a través de la Universidad Politécnica de Valencia para dar a conocer los resultados del proyecto a los grupos interesados (consumidores, compañías eléctricas, asociaciones, etc.). Asimismo, se planteará una reunión con los responsables de REE para discutir los resultados obtenidos. Finalmente se prevé la organización de un evento al respecto durante la realización del proyecto.

3. Publicación en congresos y revistas científicas

Se plantean aquí la participación en congresos sobre Respuesta de la Demanda y la  publicación de artículos que recojan los resultados del proyecto en revistas científicas especializadas, como Energy Policy, Energy o Applied Energy. Inicialmente, se prevé la participación en al menos un congreso y la publicación en dos revistas científicas.

4. Publicación de notas de prensa

Esta tarea perseguiría la publicación de los resultados más importantes del proyecto en un lenguaje entendible por el gran público en medios de comunicación generalistas (periódicos, radio, televisión) para concienciar sobre los beneficios del uso de la Respuesta de la Demanda.

 

 

 

 

 

El Instituto de Ingeniería Energética se encuentra en la Ciudad Politécnica de la Innovación, en el Campus de Vera de la Universidad Politécnica de Valencia. Se trata de un instituto de investigación activo desde el 10 de Abril del 2001.

Entre sus objetivos más destacados se encuentra el de «Abordar multidisciplinarmente las distintas áreas de I+D+I en el campo de la energía». Con tal fin, el instituto se divide en diversas secciones, o áreas (más información):

• Área Térmica
• Área Nuclear
• Área de Renovables y Sistemas Energéticos Avanzados
• Área de Equipos e Instalaciones Eléctricas
• Área de Sistemas y Mercados de Electricidad

El presente proyecto se engloba dentro de este último área, cuyas líneas de investigación están descritas a continuación.

ÁREA DE SISTEMAS Y MERCADOS DE ELECTRICIDAD

Este grupo centra su actividad en las áreas de Mercados y Sistemas Eléctricos. Está centrada en sistemas de generación, transporte, distribución y gestión y consumo eficiente de la energía eléctrica.

De forma más específica, las principales líneas de trabajo son: Respuesta de la Demanda eléctrica a precios de la electricidad, Recursos Energéticos Distribuidos, SmartGrids e integración de Vehículos Eléctricos en las redes de Transporte y Distribución

Se describen a continuación las líneas de investigación principales que se enmarcan en esta área.

1. ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE POSIBILIDADES DE ACTUACIÓN DE LOS RECURSOS DE DEMANDA EN LOS MERCADOS ELÉCTRICOS.

Los trabajos en éste ámbito se han enfocado a identificar las crecientes posibilidades de participación por parte de la demanda eléctrica en el mercado. Considerando las posibilidades de reducciones de demanda, así como modificaciones en la curva de carga de los consumidores, se ha explorado el potencial de compraventa de energía en los diferentes mercados eléctricos así como la participación a través de programas operados por agregadores u otros intermediarios. Se han realizado dos tipos de estudios:

• Por un lado, se ha analizado el comportamiento histórico de precios en los mercados de desvíos, de balance, diario, intradiario y de servicios complementario para poder estimar la posible participación de las reducciones de carga. Como resultado se ha obtenido un amplio catálogo de productos que pueden ser utilizados por la demanda eléctrica en los mercados, así como una evaluación de las posibilidades de algunos de estos productos en el caso del mercado español.

• Por otro lado, se ha estudiado el comportamiento interactivo de agentes de mercado frente a diferentes mecanismos de participación activa de la demanda de energía eléctrica, en un laboratorio de  experimentación controlada bajo un ambiente dinámico simulado de condiciones económico-tecnológicas que se conjuguen en el corto y en el mediano plazo y de características similares a las del mercado de producción de energía español. El objetivo de estos trabajos es evaluar la efectividad de las señales de inversión en recursos de respuesta de la demanda.

2. EVALUACIÓN TECNICO-ECONÓMICA DE LA PARTICIPACIÓN DE LA DEMANDA EN LA OPERACIÓN DE LAS REDES ELÉCTRICAS.

Las actividades en este área están orientados a la integración de consumidores Industriales, Comerciales y Residenciales en la prestación de servicios complementarios (control de frecuencia y tensión, reserva, etc.) de forma competitiva con los generadores que, tradicionalmente, son los únicos agentes que han prestado este servicio.

Dentro de esta área se está desarrollando una experiencia piloto en cuatro consumidores industriales (sector papelero y de procesado de carnes) para analizar la viabilidad de esta tecnología.

3. GESTIÓN DE RIESGOS EN MERCADOS DE ENERGÍA ELÉCTRICA

El estudio de la gestión de riesgos en mercados de energía eléctrica representa un campo novedoso y de gran actualidad. Los participantes en el mercado deben disponer de mecanismos para protegerse de la volatilidad de los precios. Algunas herramientas de cobertura de riesgos, muy utilizadas en otros mercados, como es el caso de los mercados  financieros, son los productos derivados (opciones, futuros, etc.).

Los trabajos realizados investigan modelos de precios y de análisis y valoración de derivados de energía eléctrica para gestionar el riesgo de los agentes cuando participan en el mercado de energía.

4. IMPACTO EN EL SISTEMA ELÉCTRICO DE LOS GENERADORES EÓLICOS.

Las actividades de esta área tienen como objetivo fundamental la evaluación del impacto de generadores eólicos tanto en sistemas interconectados como en sistemas aislados. En este ámbito se han desarrollado dos diferentes aspectos: por un lado se ha analizado el impacto en las formas de onda de tensión y corriente en las redes de distribución mediante flujo de cargas armónico. La metodología desarrollada ha sido incorporada a un programa del Dpto. de Ingeniería de Sistemas y Automática de la UPV que analiza el impacto general de los generadores eólicos en la red. Por otro lado, los estudios se han centrado en la comprobación de la estabilidad en sistemas aislados debido a la operación de generadores eólicos. En este aspecto cabe destacar el análisis realizado para un sistema en Vietnam solicitado por la firma G.O.C.

5. LA SEGURIDAD DE ABASTECIMIENTO DE ELECTRICIDAD EN MERCADOS LIBERALIZADOS

Esta investigación tiene como objetivo identificar señales económicas viables que logren incentivar inversiones eficientes en la capacidad de generación, a fin de asegurar el abastecimiento de electricidad en el largo plazo en mercados liberalizados. Los estudios realizados se encaminan al desarrollo de una herramienta informática de experimentación, basada en simulación dinámica, para la creación de escenarios deseables y viables de la seguridad de abastecimiento de electricidad en el largo plazo, y así poder establecer de manera anticipada, y a bajo coste, la efectividad de las señales que hagan viables tales escenarios.

6. IMPACTO DE LA INTEGRACIÓN MASIVA DE VEHÍCULOS ELÉCTRICOS EN LAS REDES DE TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA.

Los trabajos realizados en esta actividad se han desarrollado en el marco de Proyectos Europeos y con otras instituciones públicas y del sector privado y tienen como objetivo el desarrollar temas de Investigación e Innovación de cara a facilitar la integración masiva de vehículos eléctricos de acuerdo con los planes desarrollados por la Comisión Europea que prevé que la utilización de este tipo de vehículos esté totalmente implantada para el 2050.

Específicamente, los temas tratados dentro del grupo se refieren al diseño y refuerzo necesario en las redes, prevenir un funcionamiento estable.

7. SEGMENTACIÓN DE LA DEMANDA ENERGÉTICA

Los trabajos se han enfocado a producir una segmentación de los consumidores de energía de toda Europa desde el punto desde un punto de vista energético, pero sin olvidar las actividades que desarrollan los consumidores. Se han analizado las metodologías tradicionalmente utilizadas tanto por compañías del sector como por instituciones estadísticas. Estas segmentaciones estaban basadas exclusivamente en actividades económicas por lo que no son adecuadas para objetivos de integración y potenciación de los recursos energéticos. En este sentido las actividades de esta área han pretendido atomizar las segmentaciones tradicionales para conseguir reflejar las diferentes necesidades energéticas de cada segmento. Como resultado de estos trabajos se ha obtenido una segmentación novedosa que tiene en cuenta tanto las actividades como los usos finales que el consumidor da a la energía.

8. ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DEL POTENCIAL DE RECURSOS DISTRIBUIDOS EN LOS CONSUMIDORES

El objetivo fundamental de esta línea de investigación es analizar las posibilidades reales de recursos energéticos distribuidos en el consumidor individual. Los trabajos se centran en la caracterización energética de los consumidores según sus procesos y la flexibilidad de estos, así como su evaluación económica. Los trabajos incluyen la evaluación de las características, tanto energéticas como de actividad económica, desde el punto de vista de la posibilidad de implantación de recursos distribuidos y la creación de ofertas de demanda. Como parte de esta evaluación se han desarrollado modelos que simulan el comportamiento energético de los procesos existentes en los consumidores.

Estos estudios han supuesto el desarrollo de una metodología para establecer categorías de consumidores según su potencial para instalar recursos energéticos distribuidos o modificaciones de la carga. Dentro de esta actividad también se han analizado las posibilidades de instalación de un equipo de generación distribuida en la UPV.