Esquema de redespacho de generación en línea para mitigar sobrecarga ante eventos de contingencia N-1 de la red

Abstract

Garantizar la operación segura del “Sistema Eléctrico de Potencia” (SEP) es de gran importancia para las empresas de transmisión y operación de energía eléctrica. Para ello, se diseñan metodologías y criterios con los cuales se busca identificar la franja segura de operación del sistema de potencia. Si bien, estos procedimientos permiten disponer de una operación más segura, la gran cantidad de variables exógenas, como lo son: mantenimientos que exceden al tiempo planeado, salida de emergencia de equipos de transmisión importantes, la volatilidad de las “Fuentes Renovables No Convencionales” (FRNC), hacen que la operación esté en riesgo y nuevas acciones deban tomarse como medidas de emergencia. Debido a la falta de herramientas con que cuentan los operadores de red para obtener un mejor control de la seguridad del SEP en línea, normalmente se programa el despacho de la generación con gran cantidad de máquinas que dan altos costos, perdiéndose a su vez la flexibilidad del mercado. Por ello, surge la necesidad de la implementación de un esquema de re-despacho en línea, con restricciones de seguridad y considerando la minimización del costo de generación, de tal forma que permita mejorar la seguridad del sistema de potencia y al mismo se logre la disminución de los costos de generación. En este trabajo de investigación, se contempla el desarrollo de un esquema de despacho en línea con restricciones de seguridad y minimización del costo de generación, que permita el cumplimiento del criterio determinístico de contingencias sencillas disminuyendo y flexibilizando la programación de las centrales de generación en el mercado eléctrico. Para ello, se propone la incorporación de los factores de sensibilidad de potencia “Línea Outage Distribution Factor” (LODF), “Power Transfer Distribution Factor” (PTDF) y “Outage Transfer Distribution Factor” (OTDF) en un modelo de optimización alimentado por las variables obtenidas en la operación en línea, considerando la función del costo de la generación y sujeto a las restricciones de seguridad de sobrecarga de equipos. Mediante los resultados obtenidos, se ha demostrado que algoritmo propuesto puede ser empleado para evitar el riesgo operativo por sobrecarga ante contingencias N-1, permitiendo la disminución del costo de operación, contribuyendo con el mejoramiento de la seguridad y al mismo tiempo reduciendo los costos de operación del sistema de potencia.

Abstract: To prevent a secure state of operation of the Power System is the main goal of the utilities; hence, there are many off-Line criterias and methodologies oriented to identify the security operation region of power system, even applying these off-Line methodologies, the uncertainty of several uncontrolled variables may impose critical risk over the operation of power system. These uncontrolled variables are related to the emergency outages of transmission elements, natural phenomena outages, complication during the maintenance of network components, volatility of renewable generation resource, among the others. The lack of appropriated tools to management the on-Line security, implies that power system operators should dispatch expensive generation losing operation flexibility of market. Therefore, there is the needed to develop new applications to improve the operation security and reduce the operation costs. The present research proposes an algorithm to develop an on-line security constrained dispatch to reduce the operation’s costs and allow the management of operation security. The proposed algorithm is based on modified security constrained economic dispatch (SCED) with Linearization of power flow through an operation point of power system with the application of Linear sensitivity factors like “Línea Outage Distribution Factors” (LODF), “Power Transfer Distribution Factors” (PTDF) and “Outage Transfer Distribution Factor” (OTDF). The results show that proposed algorithm can be implemented to be used on real time operation to reduce the operation risk due to overload of single contingencies and reducing the operation cost of generation.