Estudio del impacto de la futura penetración de energías renovables en el sistema eléctrico nacional

Abstract

Dentro de la Agenda de Energía lanzada por el Gobierno de la presidenta Michelle Bachelet en el año 2014 se encuentra la política Energía 2050, la cual surge como respuesta a la motivación de entregar una hoja de ruta hacia un futuro energético sustentable e inclusivo en el país. Existen diversos objetivos en dicha hoja de ruta, donde destaca la meta de lograr un 70% de producción anual de energía renovable no convencional al año 2050. Sin embargo, este escenario favorable desde el punto de vista medioambiental presenta riesgos desde el punto de vista de la operación del sistema, debido a que los recursos renovables suelen ser de naturaleza intermitente. En particular, grandes niveles de penetración renovables generan niveles de rampas que podrían no ser compensadas por la generación convencional, debido a la masiva entrada de la generación fotovoltaica por las mañanas y la masiva salida de las mismas en las horas cercanas al anochecer. Esto generaría a priori desbalances entre la generación y la demanda, trayendo consigo problemas asociados a la estabilidad del sistema. Dentro del contexto internacional, en la literatura se ha investigado el tema, generando propuestas metodológicas y modelos de operación acoplados en el tiempo, basados en conceptos vinculados con la planificación centralizada de sistemas de potencia. En particular, el nivel de penetración de energías de naturaleza intermitente depende del nivel de flexibilidad que el sistema refleje, por medio del empleo de las capacidades técnicas del conjunto de generadores convencionales en el problema de despacho económico, y de las reservas de operación disponibles. En el presente trabajo de título se realiza una propuesta metodológica para determinar el nivel de penetración de energías renovables óptimo en el Sistema Eléctrico Nacional, por medio de su operación económica, tal que se asegure la correcta toma de carga por parte de las centrales convencionales. En dicha propuesta, se estudia primero la confiabilidad por suficiencia, mediante el cálculo del LOLE en el caso de estudio seleccionado. Una vez verificada la suficiencia, se estudia la operación horaria a lo largo del año de estudio utilizando un modelo de operación basado en el modelo REFLEX. Una vez verificada la correcta operación del caso de estudio, se reitera la simulación anual de forma iterativa aumentando cada vez el nivel de capacidad instalada de centrales ERNC a una tasa constante. Se observan en las iteraciones las tendencias presentes en los costos de operación, el desplazamiento de la generación convencional y los niveles de vertimiento renovable, revisando las causas de las deficiencias de operación detectadas. De esta forma, los niveles de vertimiento renovable presentes surgen debido a un excedente del recurso. Con ello el sistema posee suficiente nivel de toma de carga para abastecer la demanda bajo grandes niveles de entrada y salida de generación renovable. Esto se concluye bajo las condiciones en que el modelo fue construido y ejecutado. Debido al carácter preliminar del estudio, se sugiere continuar el trabajo realizado, agregando al modelo los efectos asociados al sistema de transmisión.