Planificación de inversiones en subtransmisión eléctrica considerando riesgos e incertidumbres

Abstract

El desarrollo de este proyecto comienza identificando la problemática de la planificación de inversiones en los sistemas de subtransmisión, que con frecuencia resultan ineficientes debido a que se requieren de continuos ajustes o inversiones adicionales para corregir las desadaptaciones entre la capacidad de transporte y la demanda, ocasionando tarifas eléctricas ineficientes y pérdidas al inversionista. Para afrontar dicho problema se han estudiado las metodologías de planificación desarrollados en el ámbito nacional, el estado del arte de los modelos de planeamiento de la expansión y la literatura especializada disponible en éste campo. La metodología que se propone en esta investigación considera técnicas de optimización y de análisis de riesgos e incertidumbres. El método de optimización desarrollado integra el modelo de transportes, la técnica Branch and Bound y un algoritmo de flujo de potencia. Esta integración sistemática reemplaza al modelo ideal AC y hace posible incluir los aspectos de planificación multietapa y confiabilidad en la formulación del problema; asimismo, es la base para obtener los planes de expansión en la subtransmisión. Los “planes” obtenidos se combinan con los “futuros” (realización de incertidumbres) y se definen “escenarios”. Luego, para cada “escenario” se determinan sus “atributos”, y utilizando la técnica del trade off/risk se determina un plan “flexible” y con menores riesgos debido a las incertidumbres. La propuesta esta implementada en VBA de Excel, utiliza los solver CBC ó GLPK para resolver el problema de tipo lineal entero mixto y el GNU Octave para el algoritmo de flujo de potencia. El modelo de optimización propuesto se valida en los sistemas Garver e IEEE de 24 barras. Finalmente, la metodología es aplicada al sistema de subtransmisión de Luz del Sur.

The development of this project begins by identifying the issues of investment planning subtransmission systems, which are often inefficient because it is require continuous adjustments or additional investments to correct mismatches between transport capacity and demand, causing investor losses and inefficient electricity rates. To address this problem have been studied planning methodologies developed at the national level, the state of the art models and expansion planning the literature available in this field. The methodology proposed in this research considers optimization techniques and analysis of risks and uncertainties. The optimization method developed integrated transport model, the Branch and Bound technique and power flow algorithm. This systematic integration ideal model replaces the AC and can include aspects of multistage reliability planning and problem formulation; also is the basis for expansion plans in the subtransmission. The “plan“ obtained are combined with the “future“ (creating uncertainties) and “scenarios“ are defined. Then, for each “stage“ is determined by its “attributes“ and using the technique of tradeoff / risk a “robust and flexible“ plan is determined. The proposal is implemented in Excel VBA, or CBC uses GLPK solver to solve the problem of mixed integer linear type and GNU Octave for power flow algorithm. The proposed optimization model is validated on the IEEE Garver and 24 bar systems. Finally, the methodology is applied to the subtransmission system of Luz del Sur.