Efectos técnicos y económicos de restricciones sobre el Sistema Eléctrico Nacional

Abstract

En Chile, la interconexión entre distintas empresas de generación, transmisión y distribución de energía se realiza a través de 3 sistemas interconectados que funcionan de forma separada, pero se proyecta su interconexión. El Sistema Eléctrico Nacional (SEN), compuesto por los antiguos Sistema Interconectado Central (SIC) y el Sistema Interconectado del Norte Grande (SING) que abastecen a un 98,5% de la población y corresponde a un 99,2% de la capacidad instalada. En dichos sistemas interconectados, la producción de energía eléctrica se realiza en las centrales eléctricas, donde su generación es de distinta naturaleza y pueden ser clasificadas según el tipo de fuente primaria utilizada, con restricciones propias que afectan su operación en el tiempo de distinta forma. La planificación de su operación a largo plazo, realizado en este caso anual, se ve afecto a restricciones y decisiones de corto plazo como la decisión de qué unidades generadoras deben estar conectadas en cada momento con el fin de satisfacer una demanda energética variable a escala horaria, con objetivo de minimización de costos del sistema en su conjunto. Respecto a las generadoras hidroeléctricas, si bien no tienen costos por generación, su disponibilidad de agua es en general limitada, siendo el valor del agua almacenada determinado por el costo evitado asociado al desplazamiento de generación proveniente de centrales térmicas. Al momento de la optimización del problema, se pueden considerar restricciones a escala horaria que buscan seguridad en el sistema eléctrico o la preservación de sistemas ambientales, entre otros, las cuales a su vez reducen la flexibilidad operacional. Sobre las centrales térmicas existen limitaciones propias de cada unidad generadora; como los tiempos de operación, fuera de servicio, límites de capacidad y gradientes, y otras enfocadas a entregar mayor seguridad al sistema como la reserva en giro. En la operación de embalses, a menudo se consideran restricciones ambientales de tipo rampa máxima y caudal mínimo con el fin de mitigar sus impactos. Por esto resulta interesante el estudio del impacto sobre indicadores operacionales, como el número de encendidos y apagados, participación por energía e integración de energía ERNC, e indicadores ambientales como el indicador de alteración hidrológica intradiaria Richard-Baker y emisión de CO2, que tienen estas restricciones sobre el Sistema Eléctrico Nacional. El objetivo general de este estudio corresponde a la evaluación de los efectos técnicos y económicos en el largo plazo de la aplicación de las mencionadas restricciones ambientales y eléctricas, que actúan en el corto plazo, sobre el Sistema Eléctrico Nacional. Para esto, se implementará un modelo de simulación de sistemas eléctricos, capaz de representar dicho sistema en función de las restricciones ambientales impuestas, así como de las restricciones operacionales y constructivas propias de cada unidad generadora y la interconexión entre ellas, analizando los efectos técnicos y económicos de operación basada en planificación restricta e irrestricta.