Implementación del método de optimización estocástica multi-etapa Rolling Horizon en la planificación de la transmisión

Abstract

La planificación de la transmisión eléctrica es un proceso clave para garantizar la operación eficiente y segura de los sistemas eléctricos en el largo plazo. Este trabajo de título explora la implementación y evaluación del método Rolling Horizon (RH) como alternativa al algoritmo Stochastic Dual Dynamic Programming (SDDP), actualmente utilizado por el Coordinador Eléctrico Nacional en su modelo de Planificación de Largo Plazo (PLP). El estudio se centra en la aplicación de RH en un modelo estocástico del Sistema Eléctrico Nacional desarrollado en PLEXOS ©. Los resultados obtenidos permitieron comparar su desempeño frente a SDDP en aspectos como tiempos de simulación y calidad de las soluciones. Aunque RH demostró ser eficaz para resolver problemas de coordinación hidrotérmica en tiempos de simulación muy similares a SDDP, en términos de costos operacionales presentó resultados ligeramente inferiores. Además, RH evidenció una gestión menos conservadora de los embalses, almacenando considerablemente menos agua que SDDP, lo que podría representar un riesgo en sistemas hidrotérmicos como el chileno, donde la generación hidroeléctrica es fundamental para la operación del sistema eléctrico. Adicionalmente, se evaluaron mejoras en la granularidad temporal del modelo, la inclusión de mayores niveles de incertidumbre hidrológica y la integración de infraestructura tipo BESS. Estas mejoras demostraron la capacidad de RH para adaptarse a diversos escenarios, aunque incurriendo en mayores tiempos de simulación. También se analizó la capacidad de RH para manejar variables enteras mediante la inclusión de decisiones de inversión en nuevas líneas de transmisión. Aunque el método identificó inversiones beneficiosas para el sistema, mostró una tendencia a retrasar la construcción de líneas hacia el final del horizonte de planificación debido a limitaciones en la evaluación de beneficios de largo plazo inherentes a su formulación. En conclusión, Rolling Horizon se presenta como una herramienta prometedora para la planificación de la transmisión eléctrica, destacando por su flexibilidad y adaptabilidad. Sin embargo, sus limitaciones sugieren que, en lugar de reemplazar a SDDP, debe considerarse como un método complementario. La combinación de ambas metodologías podría fortalecer los procesos de planificación, ofreciendo soluciones más robustas y adaptadas a los retos de los sistemas eléctricos del futuro.