Determinación de la relación entre la robustez del SEN y los valores del índice ESCR para su implementación en Chile en el contexto de descarbonización de la matriz energética

Abstract

En esta memoria se evalúa la idoneidad técnica de los umbrales del índice Equivalent Short Circuit Ratio (ESCR) aplicados en Chile como herramienta para medir la robustez del Sistema Eléctrico Nacional (SEN), en el contexto de su transición hacia una matriz energética descarbonizada y con alta penetración de recursos basados en inversores (IBR). Se describe el marco teórico relacionado con la estabilidad eléctrica, la influencia de los IBR en la robustez del sistema, y se analizan distintas metodologías para evaluar el nivel de cortocircuito. La evaluación se realiza a través de simulaciones RMS en DIgSILENT PowerFactory bajo diversos escenarios operacionales. Los resultados muestran que, si bien valores de ESCR menores a 1.5 generan mayores sobretensiones transitorias, no se detectan incumplimientos críticos de estabilidad ni colapsos de tensión. Se concluye que el umbral convencional de ESCR mayor a 1,5 podría ser flexibilizado bajo ciertas condiciones, especialmente considerando configuraciones con bajos despachos de IBR. Finalmente, se propone avanzar hacia la estandarización normativa del uso del índice ESCR, complementando su estandarización con simulaciones EMT para una caracterización más precisa.

This thesis assesses the technical validity of the ESCR (Equivalent Short Circuit Ratio) thresholds currently applied in Chile to evaluate the robustness of the National Electric System (SEN), in the context of its decarbonization and high penetration of inverter-based resources (IBR). The work reviews the theoretical foundations of power system stability, the impact of IBRs on system strength, and various methodologies to evaluate short-circuit levels. The study uses RMS simulations in DIgSILENT PowerFactory across multiple operating scenarios. Results show that, although ESCR values below 1.5 result in higher transient overvoltages, they do not lead to critical stability violations or voltage collapse. It is concluded that the conventional ESCR > 1.5 threshold may be relaxed under specific conditions, particularly in low-IBR dispatch scenarios. The study recommends the standardization of ESCR usage in Chilean regulation and suggests complementing it with EMT simulations for more accurate system strength assessments.