Cas d'èxit: suport de freqüència en plantes de cogeneració amb BVT Sweden
Com les plantes de cogeneració i de district heating poden oferir serveis de suport de freqüència a la xarxa amb la vàlvula de bypass BVT-TB.
Suècia és un bon exemple de com ha canviat el sistema elèctric: d'una producció de base estable a una generació cada vegada més dependent del clima. Aquest cas, desenvolupat per BVT Sweden, fabricant que representem, mostra com les plantes de cogeneració (CHP) i de district heating poden preparar-se tècnicament per oferir serveis de suport de freqüència a la xarxa i convertir-los en una nova font d'ingressos.
El punt de partida
Durant dècades, les centrals hidroelèctriques sueques han actuat com un equilibrador ràpid i fiable per mantenir la xarxa estable a 50 Hz. Amb l'entrada massiva de renovables intermitents i la reducció de la producció de base, el sistema exigeix ara més flexibilitat i temps de resposta encara més curts dels que pot oferir la hidràulica.
Què exigeix l'operador de la xarxa
Per sostenir l'estabilitat del sistema, l'operador de transport suec Svenska kraftnät ha introduït diversos serveis de suport, cadascun amb requisits d'activació diferents:
- FFR (Fast Frequency Reserve): mesura correctiva davant de caigudes transitòries de freqüència. Activació completa en 1,3 s a 49,7 Hz, en 1,0 s a 49,6 Hz i en 0,7 s a 49,5 Hz.
- FCR-N: gestiona les variacions normals de freqüència. Activació lineal automàtica quan la freqüència es desvia de 50 Hz i activació completa en 180 s davant de desviacions de ±0,1 Hz.
- FCR-D: gestiona les desviacions en operació pertorbada. Activació lineal automàtica entre 49,9 i 49,5 Hz (regulació a l'alça) i entre 50,1 i 50,5 Hz (a la baixa), amb activació completa en 30 s.
- aFRR: relleva les reserves FCR-N i FCR-D ja activades. Activació lineal automàtica i activació completa en 300 s (5 minuts).
- mFRR: relleva els serveis automàtics i s'utilitza sobretot per gestionar pertorbacions i sobrecàrregues a la xarxa de transport. Activació completa en 15 minuts.
Per a una planta de district heating capaç de produir electricitat, participar en aquests serveis suposa un ingrés addicional rellevant: el mercat suec ronda actualment els 3.000–3.500 milions de corones sueques (SEK) i s'espera que continuï creixent.
La solució tècnica: la vàlvula de bypass de turbina
Per qualificar-se per a aquests serveis, la planta ha d'estar tècnicament preparada: la producció elèctrica ha d'arrencar o aturar-se en qüestió de minuts. Com que el mitjà energètic és el vapor, tots els components del circuit han d'admetre una flexibilitat molt més gran. El component més crític és la vàlvula de bypass de turbina, que sol instal·lar-se en paral·lel amb la turbina de vapor i alimenta directament el condensador de district heating.
La vàlvula de condicionament de vapor BVT-TB, en la versió de rangeabilitat ampliada, és un sistema de vàlvula de control preparat per als requisits més exigents del mercat actual:
- Alta rangeabilitat gràcies a un doble sistema d'injecció d'aigua d'atemperació.
- Les millors prestacions del mercat a cabals molt baixos.
- Combina els avantatges dels broquets polvoritzadors amb ressort i dels broquets assistits per vapor.
- Cos de vàlvula totalment forjat, fabricat a Suècia.
Resultats
La solució de BVT Sweden per al control de temperatura a cabals mínims s'ha implantat amb èxit en diverses plantes de district heating. Amb ella, les plantes CHP poden complir els estrictes requisits tècnics dels serveis de suport de freqüència i, alhora, maximitzar els ingressos, reduir emissions i contribuir a un subministrament energètic més estable i flexible.
Què es pot aplicar a altres plantes
- Identificar quin servei encaixa amb la dinàmica real de la planta: no és el mateix respondre en segons (FFR, FCR-D) que en minuts (aFRR, mFRR).
- Revisar el circuit de vapor complet, no només la turbina: cada component ha de tolerar arrencades, aturades i canvis de càrrega freqüents.
- Parar especial atenció al bypass de turbina i a l'atemperació, que han de controlar la temperatura amb precisió també a cabals molt baixos.
- Incloure el suport de freqüència com a línia d'ingressos en avaluar la rendibilitat d'una modernització.
Sobre BVT Sweden
BVT Sweden, amb seu a Säffle, desenvolupa i fabrica vàlvules per a centrals elèctriques de tot el món. Dissenya i fabrica sistemes de control complets i ofereix solucions integrals que inclouen instal·lació, càlcul de canonades i disseny de sistemes. Tecnovent n'és el distribuïdor oficial a Espanya.
Font: BVT Sweden – Frequency Support Services
Contacta amb TECNOVENT per rebre un assessorament gratuït i personalitzat
Preguntes freqüents
Què són els serveis de suport de freqüència?
Són serveis que l'operador de xarxa contracta per mantenir la freqüència a 50 Hz. A Suècia, Svenska kraftnät utilitza FFR, FCR-N, FCR-D, aFRR i mFRR, amb temps d'activació que van de menys d'un segon a 15 minuts.
Per què una planta de cogeneració pot participar en aquests serveis?
Perquè pot modular la seva producció elèctrica desviant vapor de la turbina al condensador de district heating, sempre que el circuit de vapor estigui preparat per a canvis de càrrega ràpids.
Quin component és el més crític?
La vàlvula de bypass de turbina, instal·lada en paral·lel amb la turbina de vapor. Ha de respondre ràpidament i controlar la temperatura del vapor amb precisió fins i tot a cabals molt baixos.
Què aporta la BVT-TB de rangeabilitat ampliada?
Doble sistema d'injecció d'atemperació, el millor control del mercat a baix cabal, la combinació de broquets amb ressort i assistits per vapor, i un cos totalment forjat fabricat a Suècia.