Integración de Generación Eólica en Estudios de Coordinación Hidrotérmica de Mediano/Largo Plazo

Abstract

La penetración de parques eólicos en un sistema de carácter hidrotérmico como el Sistema Interconectado Central (SIC) ya es un hecho. A comienzos del año 2010 ya existen 5 parques eólicos en operación (164 MW) y en el plan de obras de la CNE se proyecta el ingreso de más centrales de estas características. Esto motiva la necesidad de incluir este tipo de generación en los estudios de planificación de la operación, especialmente en aquellos relacionados con la Coordinación Hidrotérmica (CHT). Sin embargo, no existe consenso en el sector eléctrico de cómo debe llevarse a cabo este procedimiento, ni sobre la validez de los procedimientos utilizados actualmente para estos fines. Tampoco existen pronunciamientos sobre otros aspectos de modelación que se verán afectados con el ingreso de esta nueva fuente de generación. Particularmente, falta claridad sobre el efecto real de la naturaleza variable de la generación eólica en la operación de mediano/largo plazo. Estos temas tampoco han sido abordados explícitamente en la literatura especializada en la materia. En este contexto, el objetivo principal de esta tesis consiste en establecer adaptaciones de modelación necesarias, en el ámbito de la planificación de mediano/largo plazo, para la integración masiva de generación eólica en sistemas hidrotérmicos. En el documento se entrega un panorama general sobre la modelación actual de generación eólica en CHT, para luego identificar las problemáticas no resueltas o aquellas que pueden ser mejoradas. Para cada problema identificado se definen metodologías de análisis, cuyos resultados son validados a través de simulaciones de CHT de mediano/largo plazo. Se utiliza un sistema de pruebas basado en el SIC chileno. Se identifican cinco aspectos de modelación relacionados con problemáticas de integración de energía eólica: la modelación misma de la generación eólica dentro del problema de la CHT, el rol de los estanques de regulación en la compensación de los efectos horarios de la producción eólica, el manejo de la incertidumbre eólica de largo plazo, la forma de la demanda por barra en presencia de generación eólica cercana y las acciones sobre la capacidad de regulación de los grandes embalses frente a bloques importantes de energía que pueden entrar o salir del sistema a partir de la producción eólica. Para abordar estas problemáticas, se desarrollan y evalúan modelos de generación eólica aplicables a la CHT de mediano plazo, modelos de operación de estanques de corta capacidad de regulación y un procedimiento para determinar niveles de ampliaciones futuras de grandes centrales de embalse. Adicionalmente, se revisan propuestas para la modelación de generación en sistemas multibarra y manejo de la incertidumbre eólica de largo plazo. Finalmente, se obtiene una recomendación completa para la integración de generación eólica en el problema de la CHT de mediano/largo plazo, la que se sintetiza en los siguientes puntos: Modelo de generación eólica como central de pasada pura equivalente. Utilización de al menos tres bloques de carga por mes para la representación de la demanda. Modelo general de centrales hidráulicas de pasada con estanque de regulación basado en caracterización de la operación, en lugar de heurísticas. Como trabajo futuro, se recomienda el desarrollo de modelos de integración de generación eólica en sistemas multinodales, que utilicen como punto de partida las recomendaciones realizadas en este trabajo, además de la caracterización e integración de la incertidumbre eólica de largo plazo.