PLANIFICACIÓN DE LA EXPANSIÓN DE LA TRANSMISIÓN APLICADA AL SISTEMA INTERCONECTADO SIC-SING CONSIDERANDO CRITERIOS DE SEGURIDAD UTILIZANDO METODOLOGÍAS DE DESCOMPOSICIÓN

Abstract

En este trabajo de memoria se desarrolla un modelo para resolver la plani cación dela expansión de transmisión de los sistemas eléctricos considerando criterios de seguridad.El problema de plani cación es separado de dos sub-problemas: operación e inversión,y su resolución es mediante el método de descomposición Benders. El modelo proponedisminuir la cantidad de restricciones del problema gracias a la aplicación de factores dedistribución pre-contingencia para modelar los ujos y la utilización de factores de distribución post-contingencia para modelar el problema de seguridad. Para la validación delmétodo propuesto se demuestra matemáticamente la obtención de los mismos multiplicadoresduales de las líneas candidatas obtenidos entre el subproblema de operación clásicoy el propuesto. Luego se resuelve a modo de ejemplo el sistema de Garver de 6 barras.Finalmente se resuelve la plani cación de expansión del Sistema Eléctrico Nacionalpara un horizonte de plani cación de 20 años utilizando las alternativas de expansiónpropuestas por la Comisión Nacional de Energía. Gracias a la formulación propuesta,se redujo la cantidad de variables al 8,52% y la cantidad de restricciones al 5,69% conrespecto al modelo completo. El tiempo de resolución total del modelo utilizando el modelocompleto es 8.428 [s] y para el modelo propuesto es 5.164 [s].Los resultados obtenidos sobre la plani cación del sistema real propone la la incorporación en el a~no 2033 de una línea en 500 kV en el tramo Alto Jahuel - Polpaico. Parael análisis con criterio de seguridad se propone la inversión de dos líneas en 500 kV en eltramo Alto Jahuel - Los Almendros - Polpaico para el año 2025, y luego la incorporaciónde una línea en el tramo Polpaico - Cardones energizada en 500 kV, y una línea en eltramo Pan de Azúcar - Punta Sierra energizada en 220 kV en el año 2035.This study work hinges around the development of a model that addresses the plans toexpand transmission in electricity systems considering security-based criteria. The planningproblem is broken down into two sub-problems: operation and investment, which areaddressed via the Benders decomposition method. The model works by decreasing thenumber of restrictions on planning by applying a set of pre-contingency distribution factorsto model the power ows and by using post-contingency distribution factors to modelthe security criteria.In order to validate the proposed method, it is mathematically demonstrated, that thesame dual multipliers of the transmission lines in question are yielded both by the classiccomplete model and the proposed model. To provide further proof, the 6-bar Garver systemis then solved by way of example.Finally, it addresses the expansion planning for the National Electricity System basedon a 20-year horizon, using the expansion options proposed by the National EnergyCommission. The proposed formula reduces the number of variables to 8.52% and thenumber of restrictions to 5.69% compared to the complete model. The resolution time forthe complete model is 8.428 [s], while it is 5.164 [s] for the proposed model.The results that are obtained relating to planning in the real system suggest the incorporationof a new 500 kV transmission line in the Alto Jahuel-Polaico section. For thepurpose of ful lling the security criteria, an expansion of two 500 kV lines is suggestedfor the Alto Jahuel - Los Almendros - Polpaico section for the year 2025, followed by theincorporation of one 500 kV transmission line in the Polpaico - Cardones section, and one220 kV transmission line in Pan de Azúcar - Punta Sierra section in 2035.