Propuesta metodológica para dimensionar y evaluar, técnica y económicamente, micro-redes urbanas

Abstract

El acceso a la energía, la calidad de servicio y la calidad de producto que llega al cliente final son factores que han tomado gran relevancia con el transcurso de los años. Al contrastar la resiliencia del sistema de distribución chileno con países europeos se identifica un amplio margen de mejora. Una alternativa atractiva para aumentar la resiliencia de los sistemas de distribución sin realizar modificaciones en las instalaciones existentes es la integración de micro-redes urbanas al sistema, permitiendo que ellas puedan abastecer la demanda eléctrica con sus unidades de generación en momentos en que la red de distribución no se encuentra disponible. Sin embargo, uno de los grandes desafíos es que las micro-redes presentan un alto costo de inversión, por lo que es crucial dimensionar las fuentes de generación correctamente. El objetivo general de este trabajo consiste en proponer un marco metodológico para dimensionar y evaluar, técnica y económicamente, micro-redes urbanas que utilicen pequeños medios de generación distribuida como fuente de producción, mediante un modelo de optimización de libre acceso. El modelo resuelve un problema de optimización lineal-entera mixta cuya función objetivo es la minimización del costo de operación de la micro-red. El lenguaje utilizado es Python, el software de libre acceso que permite formular el problema de optimización es Pyomo y el solver empleado es Couenne. En cuanto a la validación del modelo, se compara el despacho eléctrico del modelo con Homer Pro, software comercial especializado en dimensionamiento de micro-redes. Los resultados de aplicar el modelo a un caso de estudio en Santiago, muestran que la alternativa más económica para aumentar la resiliencia del sistema de distribución, desde un SAIDI de 30 horas a un SAIDI de cero horas, es el caso que solo considera generación interna de origen térmico. Con los costos de inversión actuales, las alternativas que presentan fuentes de generación renovable no alcanzan a cubrir sus costos de inversión con los ahorros generados con la disminución del costo de operación en los 20 años de evaluación del proyecto. Las proyecciones de los precios de tecnologías renovables no convencionales y baterías de ion litio pronostican un descenso sostenido durante los próximos años. En consecuencia, se lleva a cabo un análisis de sensibilidad del costo de las baterías, paneles solares y aerogeneradores para identificar a qué precio deben llegar para convertirse en alternativas rentables en términos económicos para clientes libres del SEN que opten a precios de mercado competitivos.