El mercado de ajustes en el sistema eléctrico español

Los sistemas eléctricos nacionales modernos se sustentan en una premisa que resulta inapelable: la energía eléctrica se debe producir en tiempo real, en el mismo momento en el que es demandada por los clientes. Porque no existen tecnologías que a gran escala permitan almacenar la energía hasta que se demande.

Así todo ello, hasta el mismo momento en que cada uno de los millones de habitantes del país decida conectar un aparato eléctrico en su hogar o en su industria, no podrá determinarse con exactitud la cantidad de energía a producir, ni tampoco durante cuánto tiempo se requerirá la misma.

Necesidad del ajuste y balance entre oferta y demanda

Por lo cual el mercado mayorista diario de electricidad, el famoso Pool, que fija el precio (tras casar la oferta y demanda) para cada hora del día siguiente, se basa realmente en una estimación de la energía que finalmente se demandará. Y necesita ser complementado por otros mercados que están más cercanos al momento final de la demanda real.

En concreto existe en primer lugar un mercado intradiario, que se opera por OMIE-MIBEL (el operador del mercado diario) y que ya fue objeto de otro artículo (aquí). Un mercado organizado en seis subastas diarias y que permite a los agentes comprar y vender posiciones hasta cuatro horas antes del momento real de intercambio de la energía.

Y en segundo lugar existe un mercado de ajustes y balance, operado por REE (el operador del sistema) pegado al momento real del consumo de la energía, y que permite ajustar el equilibrio necesario entre oferta y demanda, ese equilibrio que como empezábamos diciendo es la premisa de partida del sistema eléctrico. Este mercado es el que vamos a estudiar en el presente artículo.

Estructura del mercado de ajustes.

Lo primero que cabría decir es que realmente este mercado de ajustes es la suma de diferentes mercados que se van operando por REE en distintos momentos temporales comprendidos entre unas horas antes de la entrega de la energía y el momento real de demanda de la energía, es decir, en tiempo real.

Dicho esto, podemos dividir los mercados de ajustes en cuatro submercados, en función del objetivo buscado por el mercado y los productos ofertados.

1. Mercado de Restricciones Técnicas (abreviado RRTT). Su objetivo es resolver las restricciones que aparecen en los programas resultantes del mercado diario, intradiario, contratación bilateral y operación en tiempo real.
2. Mercado de Servicios Complementarios (abreviado SSCC). Su objetivo es regular la corriente eléctrica en tiempo real para asegurar la calidad del servicio. Que a su vez tiene cuatro facetas:<ol> <li>Reserva de potencia adicional a subir.
3. Regulación frecuencia-potencia:<ol> <li>Regulación primaria.
4. Regulación secundaria.

• Regulación terciaria.

1. Control de tensión.

2. Reposición del servicio.

3. Mercado de Desvíos. Su objetivo es el equilibrio en todo momento en el balance entre oferta (generación) y demanda.

4. Mercado de Servicios transfronterizos de Balance. Su objetivo es asegurar el equilibrio en las interconexiones internacionales.

Por otro lado, si agrupamos estos mercados de ajustes según que función principal se intenta cubrir, obtendríamos tres grupos diferentes:

1. Función de seguridad del sistema:<ol> <li>Restricciones técnicas.

2. SSCC- Control de Tensión.

3. SSCC – Reposición del servicio.

   <li>Función de reservas del sistema:

4. SSCC- Reserva de potencia adicional a subir.

5. SSCC- Regulación frecuencia-potencia: Banda de regulación secundaria.

   <li>Función de regulación y balance:

6. Desvíos.

7. Servicios transfronterizos de Balance.

8. SSCC- Regulación frecuencia-potencia: Regulación secundaria y terciaria.

Finalmente cabría también segmentar, para un mejor entendimiento de estos mercados de ajustes que estamos estudiando, en función del momento temporal en el que se operan los mismos:

1. Horizonte diario, de un día para el siguiente. Para el programa diario de producción se negocian:<ol> <li>Restricciones técnicas para dicho programa.

2. SSCC- Reserva de potencia adicional a subir para dicho programa.

3. SSCC- Regulación frecuencia-potencia: Banda de regulación secundaria para dicho programa.

   <li>Horizonte intradiario y de tiempo real:

4. Restricciones técnicas para mercado intradiario y tiempo real.

5. SSCC- Regulación frecuencia-potencia: Regulación secundaria y terciaria.

6. SSCC- Control de Tensión.

7. SSCC- Reposición del servicio.

8. Desvíos.

9. Servicios transfronterizos de balance.

Funcionamiento del mercado de Restricciones Técnicas

En primer lugar describiremos cómo se opera este mercado, que tiene diferentes negociaciones en función del horizonte temporal, como ya hemos anticipado en el punto anterior.

Tras el cierre del mercado diario, y sobre el programa de operación derivado del mismo (Programa Diario Base de Funcionamiento, PDBF) el operador del sistema REE identifica las restricciones técnicas en dicho Programa y ejecuta el mercado de RRTT necesario para corregirlas.

Las RRTT son situaciones en el Programa que a criterio de REE pueden suponer problemas para la calidad y fiabilidad del servicio, o bien para la seguridad en el mismo. Por ejemplo falta de producción necesaria para asegurar la demanda prevista, o para cubrir las posibles variaciones de consumo que pudieran darse.

Los oferentes en este mercado son las unidades de generación y de consumo de bombeo, que presentan ofertas de energía a subir y bajar para resolver las restricciones. A igualdad de criterios técnicos, se seleccionan las ofertas más competitivas. De esta forma se solucionan las  restricciones técnicas identificadas, aplicando limitaciones en el Programa y ordenando redespachos de energía a subir y/o a bajar.

Tras ejecutar esta primera fase de mercado de RRTT, se ejecuta una segunda fase para determinar la reprogramación de las unidades de generación y de consumo de bombeo, con el objetivo de lograr un equilibrio pleno de generación-demanda.

De esta forma el mercado de RRTT ha cumplido su misión principal, pero tras el mercado diario y como ya sabemos se ejecutan por el operador de mercado  los mercados intradiarios, lo cual puede dar lugar a la identificación por parte del operador del sistema REE a nuevas RRTT, que se cubren operando de nuevo este mercado de forma análoga a como ya hemos visto.

Finalmente en la operación en tiempo real se pueden volver a identificar nuevas RRTT que se cubren operando de nuevo el mercado de RRTT pero ya en el horizonte de tiempo real, de forma análoga también a como vimos, pero con la diferencia de que en tiempo real no hay una segunda fase de equilibrio, sino que en este caso para lograr balance se opera el mercado de Desvíos, y el de regulación secundaria y terciaria.

Funcionamiento del mercado de SSCC de reserva de potencia adicional a subir

El objetivo de este mercado es garantizar la seguridad en el suministro en el sistema eléctrico, negociando la contratación de la reserva de potencia adicional a subir necesaria para la operación del sistema.

Las centrales de generación térmica necesitan por regla general varias horas para comenzar a generar electricidad, porque el proceso de arranque requiere dicho tiempo. A fin de que se pueda programar de forma adecuada este arranque para que estén a nivel optimo de producción en los momentos requeridos en los mercados intradiarios y mecanismos de balance, se ejecuta este mercado.

Cada día el operador del sistema REE determina, tras analizar el Programa Diario Viable Provisional, la potencia adicional a subir necesaria a cada hora del día.

Las unidades de generación presentan sus ofertas, y se determina por REE al ejecutar este mercado un coste en función de un sistema de precio marginal. En concreto se determina a partir de la casación de ofertas un precio marginal para cada hora.

Las unidades adjudicatarias quedan obligadas a concurrir al mercado intradiario para que se tenga en cuenta la potencia ofertada en el programa de venta resultante, ofertando al menos el valor de su mínimo técnico, garantizándose de esta forma la reserva de potencia a subir comprometida en le mercado de SSCC-Reserva de potencia. De igual manera quedan obligadas a concurrir al mercado de gestión de desvíos, en su caso.

Funcionamiento del mercado de SSCC-Regulación Frecuencia-Potencia

Este mercado tiene como objetivo regular la frecuencia de generación, a fin de asegurar un balance neto en todo momento entre generación y demanda, es decir, entre la energía que realmente es demandada en cada momento, y por tanto la energía que se necesita generar en tiempo real en contrapartida a fin de abastecer dicha demanda. En esencia, si hay menor generación la frecuencia baja, y si hay mayor generación la frecuencia sube.

Pensemos que de no existir un balance en todo momento el sistema colapsaría (se produciría un apagón por falta de generación, o bien por sobretensión).

Regulación primaria

La frecuencia objetivo en el sistema eléctrico español es de 50 Hz, y es dicha frecuencia la que se trata de asegurar con la regulación primaria.

En este punto cabe recordar, con fines aclaratorios, que el transporte y la distribución de la corriente eléctrica en el sistema es alterna, por ser más eficiente para transportar la corriente en las grandes distancias. Y ello significa que la corriente va alternando entre valores positivos y negativos. Dicha alternancia se representa gráficamente en forma de onda senoidal, y la frecuencia es el número de veces que la onda cambia entre el máximo valor positivo y el máximo valor negativo en el tiempo. Un hertzio (Hz) es un cambio o ciclo por segundo, así que 50 Hz significa que la frecuencia en que se alterna el positivo y el negativo cambia 50 veces por segundo.

Los oferentes de este servicio son las unidades de generación que por su inercia de funcionamiento pueden, midiendo la desviación en cada momento entre la frecuencia real de la corriente y la frecuencia objetivo de 50 Hz, oponerse a la desviación aumentando o disminuyendo su generación durante 20 segundos, hasta que otros sistemas de regulación centralizada compensan la desviación.

Actualmente es obligatorio por normativa que los generadores con esta capacidad presten el servicio de forma gratuita, así que no se opera mercado para la regulación primaria, lo que hace que el coste de dicho servicio sea nulo para el sistema.

Los generadores térmicos e hidráulicos son los que hacen frente a este servicio, y actúan como decimos por inercia (sin indicaciones centralizadas, sin mercado operado) y sin retribución específica, durante los primeros 20 segundos. También los generadores eólicos y solares con baterías instaladas con capaces de prestar el servicio.

Regulación secundaria

A partir de los 20 segundos, y hasta los 15 minutos, la corrección de la frecuencia se cubre mediante este mercado. También en dicho mercado se asegura el  equilibrio generación-consumo, a través de la corrección del desvío instantáneo respecto de lo programado.

Este mercado por tanto determina un precio para retribuir dos conceptos:

• Utilización (energía).
• Disponibilidad (banda de potencia).

Cada día el operador del sistema REE, tras analizar los programas resultantes de los mercados diario e intradiario, publica los requerimientos de reserva de regulación secundaria, tanto a subir como a bajar, para cada periodo horario.

Los oferentes de este mercado, que son las unidades de generación con capacidad para ello (están habilitadas para actuar en dicho mercado por REE) envían sus ofertas para estos requerimientos, y se ejecuta por el operador el mercado para determinar, con un criterio económico de precio más competitivo, la asignación del servicio.

Habría que explicar que, en realidad, el servicio se presta por agrupaciones de generadores, distribuidos por zonas, que se denominas Zonas de Regulación. Las Zonas actúan bajo la consigna del regulador maestro que es REE. Las zonas van recibiendo ordenes en tiempo real para operar por parte del maestro.

Regulación Terciaria

A partir de los 15 minutos, y hasta 2 horas consecutivas, el control de frecuencia-potencia se efectúa a través de este mercado. Se opera de forma similar a lo descrito en el punto anterior, siendo los oferentes las unidades de generación con capacidad para ello, y determinándose para cada bloque horario un precio marginal en función de criterios económicos.

Funcionamiento del mercado de desvíos

Este mercado tiene como objetivo cubrir los desvíos que puedan surgir entre la generación y la demanda en los programas resultantes de los mercados intradiarios. Es el nexo entre el mercado intradiario y la regulación terciaria.

El operador del sistema REE identifica en su análisis de cada programa los desvíos, y si los desvíos son superiores a 300 MW convoca el mercado de desvíos.

Los oferentes de este mercado, que son las unidades de generación, lanzan para cubrir estos desvíos ofertas de incrementar su producción o bien de disminuir su producción (o bien consumos de bombeo), en función de si el desvío a cubrir es de mayor demanda que generación (es necesario incrementar) o bien es de mayor generación que demanda (es necesario disminuir).

La valoración resultante del mercado para cada hora es en base al precio marginal según criterios económicos.

Funcionamiento del Mercado de Servicios transfronterizos de Balance

La región SWE (South West Europe) está formada por Francia, España y Portugal, y dispone de soluciones bilaterales para intercambios de servicios de balance entre sistemas del tipo Replacement Reserve. Equivaldría a lo que conocemos como regulación terciaria y gestión de desvíos, y se negocia energía en firme con tiempo de activación 30 minutos.

Se operan a través de la interconexión Francia-España y a través de la interconexión Portugal-España.

Hay una plataforma común de negociación, y los oferentes, que son las unidades de generación de cada país acreditadas en este mercado, de forma separada del mercado interior de balance de su país, comunican la energía a subir o bajar para cada bloque horario en referencia a los desvíos de cada país vecino. El producto ofertado son bloques de 50 MW para cada hora.

Andrés Muñoz Barrios es es Licenciado en Derecho y Master en Economía Aplicada.