Modelo de despacho económico para sistemas medianos

Abstract

En Chile, además del Sistema Interconectado Central (SIC) y del Sistema Interconectado del Norte Grande (SING) existen sistemas cuya potencia instalada va desde los 1,500 kW hasta los 200 MW y que abastecen localidades apartadas o regiones en donde la interconexión a estos grandes sistemas no es posible. Lo anterior debido a las grandes distancias que los separan y que a diferencia de los grandes sistemas no cuentan con un coordinador cuya responsabilidad central sea operarlos de manera económica. En este trabajo se desarrolla un modelo de despacho económico para sistemas medianos. Se inicia con una revisión bibliográfica de los conceptos generales de la operación económica para los sistemas eléctricos, para luego mostrar los resultados del trabajo de investigación donde se identifican las características técnicas, operacionales y particularidades del Sistema Mediano de Aysén, el que es operado por EDELAYSEN, empresa filial del Grupo SAESA. Adicionalmente, se presenta una revisión de algunos modelos de despacho y como éstos han ayudado a mejorar la operación de los sistemas para finalizar con una propuesta de modelo de despacho económico que considera dentro de sus restricciones algunas de las particularidades del Sistema Mediano de Aysén. Se diseña un caso académico compuesto por tres barras conectadas entre sí por un conjunto de líneas de transmisión en 33 kV e iguales y dos unidades generadoras de distintas tecnologías, las que abastecen la demanda del sistema. Se propone un modelo matemático que incorpora restricciones de pérdidas producidas en el sistema de transmisión, reservas zonales y curva de costos que admite dos zonas de operación para las unidades generadoras térmicas, cuya fuente primara de energía es el petróleo diésel. El modelo de despacho económico propuesto en este trabajo es sometido a pruebas y validación utilizando el caso académico para distintos escenarios. El análisis de los distintos casos muestra las variaciones de las simulaciones con el modelo de despacho propuesto respecto del modelo convencional. Posteriormente, el modelo de despacho económico propuesto es utilizado en el caso de estudio que consiste en reproducir la operación real correspondiente del mes de mayo de 2015 del sistema de Aysén. El caso base es sometido a sensibilidades que buscan conocer la respuesta del modelo a las variaciones en la función de costos, reservas zonales, aumento y diminución de afluentes asociados a las centrales hidráulicas y el caso de nula generación eólica. Los resultados muestran la coherencia con la operación real y se identifican opciones de mejoras en la estrategia de operación. Como trabajo futuro se recomienda la incorporación de la función de costo futuro con el fin de poder determinar el valor del agua y que el modelo decida el nivel de cota al final del horizonte de estudio. Asimismo, se propone el desarrollo de una interfaz que permita la modelación de los sistemas eléctricos y realizar análisis detallados de los resultados del modelo de despacho económico.