Implementación del control automático de generación en sistemas de potencia considerando asignación óptima de generación y restricciones de transmisión

Abstract

Actualmente, la mayoría de los sistemas eléctricos de potencia, como el caso chileno, cuentan con el control automático de generación (AGC) para la regulación secundaria de la frecuencia, lo que contribuye de gran manera al mantenimiento de su estabilidad. Sin embargo, este controlador no considera en el proceso aspectos tales como la selección óptima de las unidades participantes, la minimización de costos en la asignación de generación, y limitaciones térmicas de la red de transmisión, entre otros. Ante las necesidades anteriormente planteadas, el presente trabajo tiene por objetivo modificar la implementación tradicional del AGC, de tal manera que este pueda incorporar conceptos de despacho económico y restricciones de capacidad de transmisión. Para realizar esto, se propone la realizar una formulación estocástica de dos etapas, en donde en primera instancia se seleccionará las unidades que deben participar utilizando variables binarias, para posteriormente resolver el problema de asignación de potencia óptima de las unidades del AGC. El modelo propuesto es formulado como un problema de programación lineal entera-mixta , y será desarrollado a través de la interfaz Python-Gurobi. Para la validación del modelo propuesto se realizan simulaciones en un sistema de prueba de 50 barras modelado en DIgSILENT PowerFactory, considerando diferentes puntos de operación, y eventos de contingencias en generación y demanda. A partir de los resultados obtenidos, se demostró que el modelo es capaz de reducir en gran medida los costos de generación y participación en el control secundario de frecuencia, llegando a ser hasta un 50% más económico que en los casos en donde se utiliza un AGC tradicional. Además de esto, el modelo de AGC propuesto fue capaz de mantener la red de transmisión de sus límites seguros, llegando incluso para ciertos casos a corregir sobrecargas en algunas líneas del sistema.