Análisis de la implementación de equipos FACTS en la operación económica del sistema eléctrico nacional bajo escenarios de desarrollo de energías renovables

Abstract

Ante la necesidad de dar una mayor flexibilidad al sistema eléctrico de transmisión, surge la alternativa de la utilización de equipos FACTS. Estos dispositivos presentan una gran variedad de funciones que permiten tener un amplio control sobre la red eléctrica. En particular en este trabajo se estudia el efecto de implementar equipos FACTS de tipo compensación en serie los cuales permiten tener un manejo sobre los flujos de las líneas. Este estudio se limita al análisis en estado estacionario del sistema. El estudio aquí realizado se centra en la operación del sistema. Para esto se realiza un modelo simplificado de 42 barras del sistema chileno para el año 2025, considerando la conexión SING-SIC, una proyección de demanda y distintos escenarios de expansión de generación ERNC, en particular expansión de tipo solar y eólica. El problema a resolver se presenta como un problema de optimización el cual tiene como objetivo minimizar los costos operacionales del sistema. Se utiliza un modelo de flujo DC para el estudio de la operación y se consideran restricciones de unit commitment para centrales térmicas como mínimos técnicos, rampas, horas mínimas de encendido/apagado y restricciones que modelan adecuadamente el comportamiento de centrales hidroeléctricas, solares y eólicas. De los resultados obtenidos se observa que al instalar los equipos FACTS, en las localizaciones que se muestran en este trabajo, se logra reducir los costos operacionales del sistema. Dependiendo del caso de estudio, esta reducción de costos puede ir desde un 2% hasta un poco más de un 6%. Y en comparación a utilizar un modelo simplificado (bloques horarios y sin restricciones de unit commitment) para obtener la ubicación de los equipos, el modelo aquí propuesto permite evitar una pérdida de eficiencia de hasta un 3,23%. Para los distintos escenarios solo en algunos casos la implementación de FACTS de tipo compensación en serie permiten un mejor aprovechamiento del recurso renovable, el cual se ve restringido por la capacidad de transmisión del sistema y las restricciones operacionales.