Contraembalse como medida de mitigación a las fluctuaciones intradiarias de caudal producto de la operación hidroeléctrica de centrales a nivel sistémico en Chile

Abstract

En los sistemas eléctricos, las centrales hidroeléctricas poseen la capacidad de responder rápidamente a las demandas energéticas. Esto produce usualmente una operación muy fluctuante por parte de éstas, con potenciales impactos tanto a nivel hidrológico como ecológico. Por esta razón, en el presente Trabajo de Título se evaluaran los efectos de un contraembalse como medida de mitigación a las fluctuaciones intradiarias de caudal en la operación de centrales hidroeléctricas, mediante un modelo sistémico simplificado de despacho eléctrico de corto plazo. Para llevar a cabo el trabajo se define un sistema eléctrico simplificado que consiste en un embalse, un central termoeléctrica, una diésel y una eólica debiendo abastecer una demanda. Además se definen casos y escenarios a simular, se identifican restricciones que limiten la operación fluctuante e indicadores que permitan medir los impactos de estas. Posteriormente se definen todos los datos requeridos como entrada al modelo, basados en información real de Chile. Se elaboraron dos modelos de programación entera mixta (MIP), que minimizan los costos totales del sistema eléctrico. El primero sin contraembalse, que permite establecer una línea base, en donde se incorporan las restricciones de caudal, definidas como rampas máximas y entregas mínimas. El segundo modelo con contraembalse, permite evaluar sus efectos tanto económicos como hidrológicos. Se determinó la operación óptima del contraembalse para evaluar distintas capacidades de este. El impacto hidrológico se determina mediante el indicador de Richard-Baker por permitir cuantificar las rampas de operación. Los resultados del caso base indican que la incorporación de restricciones de caudal provoca un aumento significativo en los costos del sistema llegando a máximos de 91 %. Junto con esto, se aprecia una disminución del indicador de alteración hidrológica, de hasta un 97 %. Con respecto a la incorporación del contraembalse, este provoca una importante disminución en los costos del sistema bajo restricciones de caudal, al punto de que para las menores capacidades escogidas en muchos de los casos, la operación se hace independiente de las restricciones de caudal, sin aumento de costos. Por último se determinó que el contraembalse provoca una importante disminución de los indicadores de alteración haciéndolos en muchos casos nulos, funcionando efectivamente como medida de mitigación contra el hydropeaking.