Planificación de Alimentadores de Distribución de Media Tensión en Función de la Penetración de Generación Distribuida en Baja Tensión

Abstract

Los nuevos escenarios energéticos plantean nuevos desafíos en cuanto a la generación eléctrica. La inserción de pequeños medios de generación distribuida resulta ser una opción interesante especialmente en países, como Chile, con gran disponibilidad de recursos energéticos de tipo renovable. En septiembre del 2005 se promulga el Decreto Supremo 244 del Reglamento de Medios de Generación No Convencionales y Pequeños Medios de Generación (PMGD). Sin embargo, se observa que el reglamento contempla que la conexión de estos medios de generación puede implicar un costo adicional para la distribuidora, especificándose los pasos a seguir para el reembolso a la distribuidora por parte de los PMGD. En este contexto, el objetivo de esta tesis consiste en disponer de un modelo y una herramienta matemática que permita incluir la operación de los PMGD en el cálculo de los costos asociados a la distribución, de modo de identificar tanto los costos adicionales como los posibles ahorros. El modelo desarrollado contempla la planificación de largo plazo de un alimentador de media tensión, minimizando los costos de inversión, operación y mantención y considerando las siguientes variables a ser optimizadas: las secciones por tramo, la capacidad de los equipos de regulación de tensión así como la tensión en cada barra. Además, se modela la posibilidad de regulación de tensión por parte de los PMGD. El modelo se aplica a dos tipos de alimentadores, rural y urbano, basándose en datos reales del alimentador Gabriela Mistral de CONAFE y Forestal de Chilectra, respectivamente. Se estudian 54 casos de modo de analizar los escenarios más generales de distribución de la demanda y generación, además de la selección de tecnologías de la generación. Los resultados que se obtienen permiten identificar envolventes superiores e inferiores de los costos totales en función de la penetración de los PMGD. Las superiores corresponden a tecnologías intermitentes con distribución de demanda y generación distintas, mientras que las inferiores corresponden a tecnologías convencionales con distribuciones de demanda y generación iguales. De las envolventes inferiores se concluye que los PMGD implican ahorros hasta grandes penetraciones (del orden de 160%), mientras que para las envolventes superiores los ahorros se obtienen sólo hasta bajas penetraciones (40%). El alimentador rural resulta ser más caro que el urbano debido principalmente a la relevancia de los costos de inversión en los conductores. Por otra parte, la consideración de los PMGD en la regulación de tensión implica menores costos de cada componente y por ende totales. Finalmente, se dispone de una herramienta analítica y de simulación para el estudio sistemático de penetración de PMGD en distintos escenarios parametrizables. Esta herramienta puede ser extendida para incorporar la planificación en baja tensión, el cumplimiento de los indicadores de calidad y de seguridad, la incertidumbre de la generación y de la demanda etc.