Dimensionamiento y ubicación de un sistema de almacenamiento por baterías en el sistema mediano Aysén

Abstract

La maduración de las tecnologías de almacenamiento, en los últimos años, ha convertido a la aplicación de sistemas de almacenamiento por baterías en opciones viables para resolver distintos desafíos en la operación de sistemas eléctricos. En este contexto, en el presente trabajo se estudiaron tres opciones de implementación de un sistema de almacenamiento por baterías en el sistema mediano Aysén. Actualmente, los principales desafíos del sistema son reducir el vertimiento de energía de fuentes ERNC y enfrentar un explosivo aumento en la demanda por efecto de un proyecto de reconversión energética en la ciudad de Coyhaique. Mediante un despacho técnico económico al año 2025, fue posible evidenciar la existencia de una oportunidad para incluir unidades de almacenamiento realizando arbitraje de energía, para disminuir parte del vertimiento ERNC del sistema. Al maximizar la utilidad generada por los BESS a instalar, fue posible determinar la topología para cada uno de los tres casos de estudio. Esta métrica demostró considerar particularidades del sistema como la ausencia de reconocimiento de la inversión por BESS en la tarifa y también, el perfil de recursos disponibles en la zona. De esta manera, el primer caso de estudio corresponde a instalar un BESS de 1400 kW en la barra SE Alto Baguales, el segundo considera instalar un BESS de 1200 kW en la barra SE Alto Baguales y otro BESS de 300 kW en la barra SE Divisadero. Mientras que el tercer caso contempla la instalación de un BESS de 1200 kW en la barra SE Alto Baguales y la instalación de un BESS de 200 kW en las barras SE Aysén y SE Divisadero, para simular una línea virtual entre los subsistemas de Aysén y Coyhaique. Con la evaluación de la operación de los distintos casos de estudio, se identifica una utilidad anual máxima de 43,8 MUSD y una reducción de hasta un 8,7$\%$ del vertimiento anual, ambos resultados para el tercer caso de estudio. Posteriormente, al evaluar económicamente la implementación de los casos de estudio ante las tecnologías: Ion-Litio, Iron-Flow e Hidrógeno, se determina que solo la implementación en tecnología Ion-Litio es factible económicamente. Además, se determina que la principal barrera de entrada para la utilización de las restantes tecnologías corresponde a los altos costos de inversión. Finalmente, al realizar un estudio de flujos de potencia para evaluar el impacto de las baterías a la operación del sistema se concluye que la implementación de los tres casos de estudio no generan problemas de sobretensiones o subtensiones en las barras del sistema, ni tampoco generan nuevos problemas de cargabilidad en los elementos del sistema de transmisión.