Planificación de los sistemas de distribución incluyendo a vehículos eléctricos con métodos heurísticos

Abstract

El calentamiento global y sus consecuencias hacen cada vez más urgente reducir las emisiones de carbono. Chile se comprometió a modificar su matriz energética a mediano plazo. En este contexto, la electro-movilidad parece un camino interesante para el sector del transporte. Además, las proyecciones de precios de las tecnologías asociadas hacen económicamente viable esta opción en menos de 10 años. Sin embargo, su desempeño tendrá un impacto sobre la red de distribución y así la tarifa asociada. Este trabajo tiene por objetivo evaluar esta potencial alza de tarifa. El negocio de la distribución es un monopolio geográfico y por lo tanto el precio al usuario se fija por la entidad regulatoria. En Chile, la tarifa se calcula cada cuatro años a través del estudio de Valor Agregado a la Distribución. Este considera comparar la distribuidora a una empresa modelo creada desde cero. Por eso, esta memoria presenta una metodología para generar la red óptima que conecta a los clientes con la subestación. Evaluar el costo de dicha red por distintos niveles de incorporación de vehículos eléctricos permite obtener una aproximación de la posible alza de tarifa. El procedimiento propuesto e implementado es un heurístico en 5 etapas. Primero, se determina el trazado óptimo sobre la red de calle. Segundo, se busca minimizar el sistema primario porque este es el más caro. Tercero, se minimiza el número de transformadores para aprovechar las economías de escala. Cuarto, se busca la ubicación ideal de los transformadores para reducir el tamaño de los conductores de baja tensión. Finalmente, se asegura que el trazado de las redes de baja tensión sea optimizado. Si bien esta optimización heurística local no garantiza el óptimo global, genera resultados correctos con esfuerzos computacionales razonables. Esta metodología fue aplicada en la zona de La Florida en Chile. El área estudiada se expande sobre 127 km2 e incluye 396.638 clientes. Se determinó un incremento de 4% en el costo del sistema por cada franja de 25% de penetración de vehículos eléctricos. En particular, es importante destacar que si todos los hogares se equipan de un auto eléctrico, el costo solo sube de 16% mientras que la demanda se duplica. Además, comparar este aumento con los beneficios en términos de emisiones de carbono ahorradas, se puede afirmar que la integración de vehículos eléctricos es conveniente para la sociedad. Sin embargo, se debe complementar este resultado con un estudio de los potenciales impactos de la electro-movilidad sobre los sectores de la transmisión y de la generación.