Opciones de modelación de centrales de CSP para fines de planificación de sistemas eléctricos de potencia

Abstract

Como parte de la transición energética que está viviendo Chile hacia la carbono neutralidad, una de las tecnologías de generación de energía eléctrica que supone una oportunidad es la tecnología de concentración solar de potencia (CSP). En la literatura se identifican múltiples formas de modelar las centrales CSP en la planificación de los sistemas eléctricos, donde algunos métodos podrían sobre-simplificar la flexibilidad que puede aportar esta tecnología a la operación del sistema. En el contexto señalado, el objetivo de este trabajo de título es analizar, proponer y validar opciones de modelación de centrales CSP para fines de planificación de sistemas eléctricos de potencia, con distintas representaciones de las componentes y dinámicas que se pueden emplear en la modelación. Se plantean de forma 5 opciones de modelación para esta tecnología, de donde 4 se implementan para el caso IEEE de 5 barras con y sin expansión de la transmisión en un horizonte de planificación de 10 años. Asimismo, se analizan trade-offs entre una opción y otra a nivel de costos de inversión, operación y esfuerzos computacionales. Algunas de las conclusiones de este trabajo son: La sobre-simplificación de la operación de estas centrales en la planificación tiende a desplazar la inversión hacia tecnologías convencionales, o tecnologías ERNC de menor costo de inversión, en desmedro de lo que sería el nivel óptimo de penetración de tecnología CSP. Usando un modelo inapropiado se sobreestiman los costos totales hasta en un 14 %. Se recomienda considerar por separado un modelo para la etapa de planificación de la expansión, y otro para la operación. Esta práctica reduce los esfuerzos computacionales hasta en un 40 % escogiendo el modelo apropiado, donde se pueden obtener diferencias inferiores al 1 % respecto a un modelo completo. Es pertinente realizar un estudio previo a la hora de elegir los proyectos de tecnología CSP a considerar para el ejercicio de planificación, acotando los proyectos potenciales y disminuir el tiempo de cómputo proporcional a la cantidad de proyectos.