Representación idealizada de los cuatro tipos de reserva de potencia y los intervalos de tiempo tras una falla inesperada en que se utilizan.
En las redes eléctricas, la reserva operativa es la capacidad de generación disponible para el operador del sistema en un corto intervalo de tiempo para satisfacer la demanda en caso de que un generador eléctrico se detenga o se produzca otra interrupción en el suministro. La mayoría de los sistemas eléctricos están diseñados para que, en condiciones normales, la reserva operativa sea al menos igual a la capacidad del generador más grande más una fracción de la carga máxima.
Tipos de reserva operativa
La reserva operativa se compone de la reserva rotativa y la reserva no rotativa (también llamada reserva suplementaria):
La reserva rotativa (spinning reserve) es la capacidad de generación adicional disponible aumentando la potencia de salida de los generadores que ya están conectados al sistema. En la mayoría de los generadores, este aumento se logra incrementando el par aplicado al rotor de la turbina.
La reserva no rotativa o reserva suplementaria es la capacidad de generación adicional que no está conectada al sistema pero que puede ponerse en servicio tras un breve retraso. En sistemas aislados, esto suele equivaler a la potencia disponible de generadores de arranque rápido. Sin embargo, en sistemas interconectados, puede incluir la potencia disponible a corto plazo mediante importaciones desde otros sistemas o la reducción de exportaciones hacia otros sistemas.
Los generadores destinados a proporcionar reserva rotativa o no rotativa deben poder alcanzar su capacidad nominal en aproximadamente diez minutos. La mayoría de los reglamentos de sistemas eléctricos exigen que una fracción significativa de la reserva operativa provenga de la reserva rotativa. Esto se debe a que la reserva rotativa es ligeramente más fiable (no sufre problemas de arranque) y puede responder de inmediato, mientras que los generadores de reserva no rotativa presentan un retraso al tener que ser puestos en línea.
Tipos relacionados de reserva de potencia
Además de la reserva operativa, existen otros dos tipos de reserva de potencia que a menudo se consideran en este contexto:
La reserva de respuesta en frecuencia (también conocida como reserva de regulación) es una reacción automática ante una pérdida de suministro. Ocurre porque, inmediatamente después de una pérdida de generación, los generadores se desaceleran debido al aumento de carga. Para contrarrestar esta desaceleración, muchos generadores disponen de un regulador o governor. Estos reguladores proporcionan un pequeño aumento tanto de la frecuencia de salida como de la potencia de cada generador, ayudando a acelerarlos. Sin embargo, dado que esta reserva suele ser de pequeña magnitud y no está sujeta a la discreción del operador del sistema, no se considera parte de la reserva operativa.
La reserva de reemplazo (también conocida como reserva de contingencia) es la potencia de reserva proporcionada por generadores que requieren un tiempo de arranque más prolongado (generalmente entre treinta y sesenta minutos). Se utiliza para relevar a los generadores que proporcionan la reserva rotativa o no rotativa, restableciendo así la reserva operativa (aunque a veces se denomina confusamente "reserva operativa de 30 o 60 minutos").
Importancia en la planificación del sistema
La reserva operativa es un concepto crucial para garantizar que la planificación diaria de la operación de los generadores pueda hacer frente a la incertidumbre debida a variaciones imprevistas en el perfil de carga o a fallos de equipos (generadores, transformadores, líneas de transmisión).
Ejemplo práctico
El Operador del Sistema de California (CAISO) exige una reserva operativa del 6% de la carga medida, de la cual al menos el 3% debe ser reserva rotativa.
↑Jianxue Wang, Xifan Wang y Yang Wu, "Modelo de reserva operativa en el mercado de energía", IEEE Transactions on Power Systems, vol. 20, n.º 1, febrero de 2005.
Datos: Q2137316