Planificación de la capacidad del Sistema Eléctrico Nacional considerando la inclusión de generación a gran escala y pequeños medios de generación

Abstract

La planificación de la expansión de la generación y transmisión eléctrica en Chile constituye un elemento fundamental para garantizar un suministro energético confiable, eficiente y sostenible en el contexto de la transición energética y los compromisos de descarbonización al año 2050. El crecimiento acelerado de las energías renovables, junto con la incorporación de generación distribuida, ha generado nuevos desafíos en el Sistema Eléctrico Nacional (SEN), especialmente en la coordinación entre proyectos de generación a gran escala, pequeños medios de generación distribuida y el desarrollo de infraestructura de transmisión. La alta concentración de recursos solares en el norte y eólicos en el sur, sumada a la ubicación de los principales centros de consumo en la zona central, hace necesaria una planificación integrada que permita evitar congestiones, vertimientos de energía y sobreinversiones en infraestructura. En este contexto, el presente trabajo propone la formulación de un modelo matemático de optimización para la planificación de la expansión conjunta de generación y transmisión de largo plazo, considerando diferentes zonas geográficas del SEN e incorporando proyectos de generación distribuida. La implementación computacional se realiza mediante programación en Python, utilizando el solver Gurobi para la resolución del problema de optimización y herramientas de análisis de datos para la evaluación de escenarios. Los resultados obtenidos permiten analizar el comportamiento del sistema eléctrico frente a distintos niveles de incorporación de generación distribuida, identificar zonas críticas de congestión y evaluar el impacto técnico y económico de la expansión coordinada de generación y transmisión. A partir del análisis, se observa que (...).

Generation and transmission expansion planning is a key component in ensuring a reliable, efficient, and sustainable electricity supply in Chile within the context of the energy transition and the national decarbonization targets for 2050. The rapid deployment of renewable energy sources, together with the increasing integration of distributed generation, has introduced new challenges for Chile's National Electric System (Sistema Eléctrico Nacional, SEN), particularly regarding the coordination of large-scale generation projects, distributed energy resources, and transmission infrastructure expansion. In addition, the geographical mismatch between renewable resource availability and demand centers highlights the need for integrated planning methodologies. This study proposes a mathematical optimization model for long-term joint generation and transmission expansion planning that considers multiple geographical zones and incorporates distributed generation projects. The optimization model includes detailed technical constraints representing power system operation. The model was implemented in Python and solved using the Gurobi optimization solver. Simulation results enable the analysis of power system behavior under different levels of distributed generation integration. These results also allow the identification of congestion-prone areas and the evaluation of the technical and economic impacts of coordinated expansion planning. The results indicate that(...).