Modelo estocástico de dos etapas para la planificación de expansión y operación de una microred aislada en la isla Alejandro Selkirk

Abstract

El suministro eléctrico en territorios aislados constituye un desafío estratégico debido a la alta dependencia de combustibles fósiles, los elevados costos logísticos y la vulnerabilidad operacional asociada a interrupciones de abastecimiento. Esta situación es particularmente crítica en la Isla Alejandro Selkirk, ubicada en el Archipiélago Juan Fernández, donde el abastecimiento energético depende históricamente de generación diésel y donde las condiciones geográficas, climáticas y de aislamiento dificultan tanto la continuidad del servicio como la incorporación de infraestructura convencional. En este contexto, la presente memoria desarrolla un modelo estocástico de dos etapas para la planificación de expansión y operación de una microrred aislada, con el propósito de evaluar trayectorias de transición desde una matriz basada en diésel hacia una mayor participación de energías renovables. La formulación considera decisiones de inversión intertemporales en generación fotovoltaica, generación eólica discreta y almacenamiento en baterías, manteniendo al diésel únicamente como capacidad existente durante una vida útil acotada. Adicionalmente, se incorpora la posibilidad de evaluar energía marina undimotriz como una sensibilidad tecnológica exploratoria. La incertidumbre se representa mediante 30 escenarios construidos a partir de datos horarios de recurso renovable, agregados en ventanas robustas de 7 días por estación, junto con variaciones en demanda, disponibilidad del diésel y costo del combustible. El problema se implementa en Pyomo y se resuelve como equivalente determinista monolítico mediante HiGHS. Los resultados del caso base muestran que la transición del sistema no ocurre de manera uniforme a lo largo del horizonte, sino que está fuertemente condicionada por la permanencia del diésel existente. Durante los primeros cinco años, el sistema conserva el respaldo térmico disponible y lo complementa con inversiones renovables acotadas. Una vez finalizada la vida útil del diésel existente, la solución reconfigura(...).