Incremento de la flexibilidad operacional de sistema eléctrico de Chile con el uso de motores de gas natural de partida rápida, ante la presencia de importantes monto de generación intermitente; así como uso de los mismos para el respaldo operacional del sistema ante contingencia y uso de zonas sismo eléctricas.

1. HACIA UNA RESILIENCIA SISTEMA II, INCREMENTAR LA FLEXIBILIDAD OPERACIONAL, por Elio Cuneo H. 1 - 6
HACIA UNA RESILIENCIA SISTEMICA II,
INCREMENTO DE LA FLEXIBILIDAD OPERACIONAL.
Por Elio Cuneo Hervieux.
1. CONTEXTO:
La definición de las zonas sismo eléctricas, comentada en la idea HACIA UNA RESILIENCIA
SISTEMICA I, DEFINICION DE ZONAS SISMO ELECTRICAS Y USO DE SINCROFASORES, donde se
plantea instalar en las principales subestaciones del sistema eléctrico, unidades PUM así como
sus sistemas de comunicaciones, software y hardware que permiten la operación automática de
todo el conjunto, aislando la zona cercana afectada por el sismo y que así lo amerite. Lo anterior
también resulta aplicable cuando se presenten eventos naturales en zonas que afecten la
operación del sistema eléctrico. Ante las condiciones mencionadas, resulta necesario tomar
acciones tendientes a recuperar la continuidad del suministro de manera rápida y segura,
considerando la realidad del sistema eléctrico, su extensión, como el conjunto generación y
carga. Este escrito recomienda la instalación de unidades generadoras que permiten una
recuperación rápida del sistema eléctrico al mínimo costo, unidades repartidas en las distintas
zonas sismo eléctricas que se definan.
2. FLEXIBILIDAD DE LA GENERACION.
a) Ante Eventos Naturales, operación en Isla.
Ante eventos naturales que originen el aislamiento de una de las zonas sismo eléctricas
definidas, con el fin de minimizar el impacto del sistema, pero a la vez dar autonomía y
flexibilidad a las zonas, de forma que el efecto global en términos de flexibilidad, es superior a la
suma individual de las flexibilidades de cada una de las zonas, se recomienda lo siguiente:
a) Cada zona deberá contar con un cierto nivel de flexibilidad operacional, para lo cual
entre otros aspectos se deben instalar paquetes de unidades generadoras cuyo tamaño
individual no supere los 20 MW.
b) Estas unidades deberán ser duales, considerando combustible base gas natural.
c) Cada unidad deberá ser del tipo partida rápida, minutos, alta eficiencia, con un alto
margen de operación, (Caso motor Wartsila 18V50SG varía entre los 6 y 20 MW).
d) Los paquetes de unidades se deben instalar en Mejillones, en las cercanías de Santiago y
en la zona de Concepción, todas ellas con acceso a gas natural ya sea de Argentina o de
otras latitudes.
e) Cuando se plantea la instalación de las unidades, su conexión al sistema deberá
considerar el evento de la operación en isla, producto de la operación sincrofasorial que
dio origen a la isla en particular.

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f) Los terrenos donde se instalen las unidades deben considerar espacio adicional ante la
necesidad de instalar nuevas unidades del mismo tipo, producto de incrementos de la
demanda, estudios adicionales etc.
Cabe destacar que unidades generadoras del tipo comentadas ya se encuentran disponibles en
el mercado, con uso para otorgar la flexibilidad a sistema eléctrico que presentan una gran
penetración de generación fotovoltaica y eólico; flexibilidad que no es posible de alcanzar con
unidades generadoras diseñadas para operar en base.
b) Apoyo por operación generación intermitente, fotovoltaica y eólica.
El paquete de unidades generadoras en las zonas sismo eléctricas, además de jugar un rol
relevante ante una operación en isla del sistema eléctrico, también originan una serie de
beneficios adicionales que estarán presentes no sólo en la condición mencionada, sino también
en la operación rutinaria del sistema, la cual representará más del 99% del tiempo de su
operación.
Aun cuando el número de unidades consideradas su determinación parte considerando el
esquema de apoyo a las distintas zonas sismo eléctricas definidas, el análisis del número de las
mismas, por los beneficios más abajo indicado, puede llevar a revisar el número de unidades, de
formar aprovechar al máximo el beneficio de las mismas; un ejemplo de estas variables es el
impacto hidrológico dentro del sistema eléctrico, así como la alta penetración de energía
intermitente que se espera en el futuro.
La presencia de los paquetes de unidades generadoras, otorgan al sistema una serie de
beneficios adicionales:
i Al estar ubicadas en distintas zonas sismo eléctricas, otorgan un respaldo cruzado ante
variaciones de la demanda del sistema o frente a las variaciones de la generación
intermitente.
ii En la misma ubicación de los paquetes de generación, en el futuro se pueden instalar
unidades de almacenamiento, baterías, cuya función seria semejante, habida
consideración de sus costos, tiempos de operación, etc.
iii Uso como blackstar para las zonas locales como para terceras unidades térmicas de gran
tamaño.
iv Por ser un paquete de múltiples unidades en distintos puntos del país, reemplazo de
unidades de mayor costo variable que cumplen función similar.
v Menor nivel de emisiones y mayor eficiencia respecto a unidades que utilizan petróleo
diésel. Unidad típica para un nivel de generación del 75% presente su consumo
específico del orden de 8711 BTU/kWh (Caso motor Wartsila 18V50SG)
vi Respaldo de mayor confiabilidad para el sistema, sería un conjunto de n unidades,
distribuidas en distintas zonas del país, de alta rapidez para sincronizar a la red, amplio
rango de operación, respecto a esquema tradicional de llevar la reserva en giro.
vii Por características anteriores, sistema puede disminuir sus niveles de reserva en giro.

3. HACIA UNA RESILIENCIA SISTEMA II, INCREMENTAR LA FLEXIBILIDAD OPERACIONAL, por Elio Cuneo H. 3 - 6
viii Además de la alta flexibilidad operacional, al ser unidades modulares, las necesidades
de nuevas unidades se proyectan en la medida que el sistema lo requiera con tiempos
de desarrollo menores respecto a grandes unidades que cumplan igual función.
ix Lo anterior involucra eficientar la inversión con un alto uso de la misma, minimizando
capacidad ociosa, por ejemplo, demanda real menor a la proyectada.
x Alta flexibilidad del proyecto de inversión involucra mantener permanentemente
abierta una opción de desarrollo que se adapta mejor a las necesidades del sistema;
tanto desde el punto de vista de la demanda como la incorporación de nuevas unidades
de generación intermitente. Lo anterior involucra un beneficio económico, por la
existencia de dicha opción, que normalmente no es considerada en las evaluaciones
económicas.
Dado el uso adicional que se les daría a las unidades de generación flexible mencionadas, éstas
deberían caen dentro del esquema de Servicios Complementarios; donde sus costos de
operación y mantención deberán ser pagados por toda la demanda. De existir beneficios
adicionales para estas unidades, por ejemplo, CMg más altos que sus costos variables de
operación, dicho mayor ingreso debe ser descontado de la remuneración en periodo siguiente.

4. HACIA UNA RESILIENCIA SISTEMA II, INCREMENTAR LA FLEXIBILIDAD OPERACIONAL, por Elio Cuneo H. 4 - 6
1. Título de tu Idea: *
HACIA UNA RESILENCIA SISTEMICA II, INCREMENTAR FLEXIBILIDAD OPERACIONAL.
2. Breve descripción de tu idea: *
Instalación de unidades generadoras que permiten una recuperación rápida del sistema
eléctrico al mínimo costo, unidades repartidas en las distintas zonas sismo eléctricas
comentadas en la idea: HACIA UNA RESILIENCIA SISTEMICA I, DEFINICION DE ZONAS SISMO
ELECTRICAS Y USO DE SINCROFASORES,
3. Calidad de la idea: Descripción del problema*.
Ante una operación en isla del sistema eléctrico producto de la presencia de un sismo mayor en
algunas de las zonas sismo eléctricas definidas, resulta necesario tomar acciones tendientes a
recuperar la continuidad del suministro de manera rápida y segura, considerando la realidad del
sistema eléctrico, su extensión, como el conjunto generación y carga.
4. Calidad de la idea: Descripción de la solución*.
La recomendación es la instalación de unidades generadoras que permiten una recuperación
rápida del sistema eléctrico al mínimo costo, unidades repartidas en las distintas zonas sismo
eléctricas consideradas.
5. Factibilidad de implementación: Describe cómo llevarías a cabo tu idea.
Estudios del sistema eléctricos, variaciones de la demanda, alimentadores principales de puntos
de consumo, proyección futura de generación intermitente, ubicación de gasoductos nivel es
país, potenciales acuerdos de compra gas Argentino al spot, gas de empresas existentes ante
contingencias, mercado internacional, cuantificación de operación diaria de unidades en
análisis, mapeos de terrenos factibles de ubicar paquetes de unidades, análisis de mercado de
unidades flexibles de generación 20 MW, su flexibilidad operacional, eficiencia, tiempos de
partidas, costos de mantención, impacto partida paradas diarias, potenciales puntos de
conexión, etc.
Efectuado los estudios y una definición del número de unidades requeridas por zona sismo
eléctrico, se licitará el servicio con un único proveedor, de forma de aprovechar al máximo las
economías de escala; remuneración según un cargo fijo más variable, considerando multas de
no cumplir disponibilidad garantizada.
El pago del servicio se haría bajo la modalidad de Servicios Complementarios asignando según la
demanda a las distintas empresas suministradoras de energía.
6. Factibilidad de implementación: Describe por qué tu idea podría ser implementable*

5. HACIA UNA RESILIENCIA SISTEMA II, INCREMENTAR LA FLEXIBILIDAD OPERACIONAL, por Elio Cuneo H. 5 - 6
Por las características de la generación intermitente del país, su alta penetración esperable en el
futuro así como su baja en sus costos de desarrollo, dejan fuera de competencia unidades de
gran tamaño tradicional, la flexibilidad operacional resulta necesaria y urgente para el sistema;
dicha flexibilidad no resulta obtenible bajo los esquemas de licitación de suministro eléctrico
tradicional, por lo que el CEN en algún momento deberá efectuar una licitación por un servicio
del tipo que se plantea.
7. Propuesta de valor: Describe los beneficios esperados de tu idea*.
a. Al estar ubicadas en distintas zonas sismo eléctricas, otorgan un respaldo cruzado entre
variaciones de la demanda del sistema o frente a las variaciones de la generación
intermitente.
b. En misma ubicación de los paquetes de generación, en el futuro se pueden instalar unidades
de almacenamiento, baterías, cuya función sería semejante, habida consideración de sus
costos, tiempos de operación, etc.
c. Uso como blackstar para las zonas locales como para terceras unidades térmicas de gran
tamaño.
d. Por ser un paquete de múltiples unidades en distintos puntos del país, reemplazo de
unidades de mayor costo variable que cumplen función similar.
e. Menor nivel de emisiones y mayor eficiencia respecto a unidades que utilizan petróleo
diésel. Unidad típica para un nivel de generación del 75% presente su consumo específico
del orden de 8500 BTU/kWh
f. Respaldo de mayor confiabilidad para el sistema, sería un conjunto de n unidades,
distribuidas en distintas zonas del país, de alta rapidez para sincronizar a la red, amplio
rango de operación, respecto a esquema tradicional de llevar la reserva en giro.
g. Por características anteriores, sistema puede disminuir sus niveles de reserva en giro.
h. Además de la alta flexibilidad operacional, al ser unidades modulares, las necesidades de
nuevas unidades se proyectan en la medida que el sistema lo requiera con tiempos de
desarrollo menores respecto a grandes unidades que cumplan igual función.
i. Lo anterior involucra eficientar la inversión con un alto uso de la misma, minimizando
capacidad ociosa, por ejemplo, demanda real menor a la proyectada.
j. Alta flexibilidad del proyecto de inversión involucra, mantener permanentemente abierta
una opción de desarrollo que se adapta mejor a las necesidades del sistema; tanto desde el
punto de vista de la demanda como la incorporación de nuevas unidades de generación
intermitente. Lo anterior involucra un beneficio económico, por la existencia de dicha
opción, que normalmente no es considerada en las evaluaciones económicas.
8. Propuesta de valor: Describe cómo cuantificarías los beneficios esperados*
a. Reconocer la necesidad de flexibilidad operacional que requiere el sistema ante un
escenario eléctrico que no es el mismo respecto años atrás.
b. Reconocimiento de los costos de operación actuales que el sistema está incurriendo con
unidades tradicionales, unidades fundamentalmente para operar en base.
c. Costos por emisiones de las unidades actuales ante mayores exigencias de flexibilidad.
d. Política de carbonización, efecto de contar con un menor número de unidades país para la
operación sistema y que impacta con una menor flexibilidad operacional.

6. HACIA UNA RESILIENCIA SISTEMA II, INCREMENTAR LA FLEXIBILIDAD OPERACIONAL, por Elio Cuneo H. 6 - 6
e. Evaluación económica asociada, considerando los aspectos mencionados, así como buscar
definición de métricas técnico económicas, que definan cuan flexible es el sistema eléctrico
con los activos existentes, como el esperado para los siguientes años ante alta penetración
de generación intermitente.
f. Evaluaciones económicas deberán considerar aquellas del tipo tradicional como con
modelaciones de Montecarlo, de forma de obtener distribución de probabilidades de cada
una de las variables de interés, técnico económicas. Los anteriores corresponderá a la línea
base.
g. Repetir todo lo anterior considerando la operación de los paquetes de unidades en las
distintas zonas sismo eléctricas definidas.
h. Las diferencias de ambas evaluaciones son las que permitirán conocer los beneficios de
contar con un esquema de mayor flexibilidad del tipo comentado.
9. Grado de innovación: Describe por qué tu idea es innovadora y cómo se diferencia de otras
soluciones existentes*
Desconozco cuan innovadora es la idea, pero claramente no está siendo aplicada en Chile, pero
si en varios casos de suministro a localidades fuera del país y que enfrentan el tema de la
generación intermitente; en nuestro caso, se le dará un uso adicional considerando las
características del sistema nacional, disponibilidad de gas natural, alta penetración de
generación intermitente, solución técnica de menor riesgo ante variaciones en las proyecciones
futuras de demanda y generación intermitente, etc.