DESAROLLO DE UNA FORMULACION EFICIENTE PARA LA PROGRAMACION DE LA GENERACION DE CORTO PLAZO EN SISTEMAS HIDROTERMICOS

Abstract

La programación a corto plazo es el proceso mediante el cual se define para el o los días siguientes, según corresponda, los niveles de generación de cada una de las centrales que componen un sistema eléctrico, siempre con el objeto de conseguir una operación segura y económica, [57]. En la medida que las nuevas tecnologías se incorporen en la matriz energética nacional, tales como centrales de energía renovable no convencional, sistemas de almacenamiento de energía y sistemas para optimizar las transferencias de energía en sistemas de transmisión, se vuelve más complejo el problema a resolver por lo que resulta necesario identificar formulaciones eficientes para determinar la programación de corto plazo, y en particular en el caso de Chile, para un sistema hidrotermico. Este trabajo consiste en desarrollar una herramienta que permita realizar la programación de la operación a corto plazo en un sistema hidrotérmico tomando en cuenta algunos de los desafíos existentes. La formulación del problema maten ático se basa en programación entera mixta (MILP, del ingl´es Mixed-Integer Linear Programming) y se ha realizado la programación utilizando la librería de pyomo en Python y resolviendo el problema con los motores de optimización CPLEX [110] y GUROBI [111], los cuales mediante el método Branch & Bound y heur´ısticas resuelven el problema del tipo MILP. En este trabajo se estudian, se programan y se evalúan diversas formulaciones matemáticas existentes en la literatura con especial enfasis en sistemas hidrotermicos. Se presenta y se analiza el comportamiento de las restricciones modeladas de forma individual con lo cual se obtienen muy buenos resultados utilizando ambos motores de optimización. Finalmente, con el objetivo de realizar una implementación en el Sistema Eléctrico Nacional (SEN) se utiliza la información de la programación semanal para distintos periodos realizada por el Coordinador Eléctrico Nacional (CEN). Se determina un factor de escalamiento asociado a los embalses para la programación de corto plazo en Chile (1000 millones de metros cúbicos) y también se evalúan restricciones del tipo constreñidas y compactas obteniendo mejores resultados en cuanto a los tiempos de resolución en la mayoría de los casos alcanzando una reducción del tiempo que va desde un 8 a un 20 % para algunos de los casos simulados.