Solución de almacenamiento para la seguridad de suministro de la ciudad de Chañaral

Abstract

La electrificación en distintos aspectos de la vida cotidiana ha marcado una creciente demanda energética en el sistema eléctrico. En particular, en las zonas remotas donde el suministro eléctrico depende de una única línea de transmisión, se han detectado problemas de seguridad cuando ocurren desconexiones intempestivas de servicios, llevando al incumplimiento del criterio N-1 exigido por la normativa vigente en estos sistemas zonales. En este escenario, este trabajo busca evaluar la factibilidad técnica y económica de un sistema de almacenamiento de energía, como solución de respaldo del suministro, de un área que cumple con dicha necesidad, en particular, de la ciudad de Chañaral ubicada en la Región de Atacama. Para lograr dicho objetivo principal, se ha proyectado el consumo de la zona durante los 20 años que contempla la planificación de la propuesta, mediante la recopilación del historial de confiabilidad del lugar y la aplicación de tasas de crecimiento estimadas por la CNE. De acuerdo a esta proyección, se han dimensionado los equipos en estudio cumpliendo las limitaciones regulatorias para el sector de transmisión. La solución propuesta fue comparada en distintos aspectos con las alternativas convencionales (generadores diésel y ampliación de líneas de transmisión), a modo de tener en mira los beneficios y deficiencias de cada opción. A partir de los resultados se halló que, desde perspectivas sociales y ambientales, el BESS es una solución recomendable, y es capaz de generar un ahorro sistémico significativo. Mientras que la ampliación de una línea de transmisión fue la alternativa con peor desempeño económico y no se considera oportuna por su extenso tiempo de construcción. En cuanto al análisis técnico, primeramente, se ha implementado un modelo en base al sistema eléctrico nacional en DIgSILENT elaborado por el Coordinador. Desde este modelo se extiende el sistema zonal e incorpora el BESS, equipado de un convertidor en modo grid-forming, con el propósito de regular la tensión y frecuencia, cuando ocurren fallas en la red principal y se forma una micro-red operando en isla en Chañaral. Luego se simularon eventos de cortocircuito en elementos fuera y dentro de la micro-red, a fin de observar el comportamiento estacionario y dinámico de los elementos. Como consecuencia, se ha verificado que las variables en la micro-red operando en modo isla logran alcanzar la estabilidad, cuyos errores permanentes cumplen con el estándar establecido por la normativa frente a situaciones de contingencia.