Modelo de coordinación hidrotérmica estocástica de mediano plazo con incorporación de efectos operacionales de corto plazo para sistemas eléctricos e hídricos de gran escala

Abstract

La alta integración de fuentes renovables variables en sistemas eléctricos conlleva una serie de desafíos propios de su intrínseca variabilidad. Uno de ellos es valorizar correctamente el agua presente en los sistemas, considerando la flexibilidad que esta puede otorgar al sistema. En este sentido, la modelación de mayores detalles operacionales es fundamental de cara al futuro eléctrico renovable. En este contexto, en este trabajo se propone un modelo de programación estocástica multietapa de mediano plazo para el problema de coordinación hidrotérmica resuelto con el algoritmo SDDP. Este incluye una serie de restricciones operacionales y expresiones matemáticas simplificadas de efectos operacionales que permiten valorizar correctamente el agua en los sistemas al considerar, entre otras cosas, la flexibilidad necesaria para la operación del sistema. Sumado a esto, la incertidumbre hidrológica es modelada mediante un modelo vectorial autoregresivo, el cual permite capturar correlaciones espacio-temporales entre los diferentes afluentes. Se propone también un método de calibración de las expresiones matemáticas simplificadas de efectos operacionales, el cual permite relacionar un modelo de corto plazo detallado con el modelo lineal de mediano plazo propuesto. Mediante la aplicación con el Sistema Interconectado Central de Chile, se encontró que la diferencia entre los costos esperados de operación del modelo de mediano plazo propuesto ya calibrado, y los costos obtenidos mediante un modelo detallado semanal fueron de solo un 0.1%, frente al 9.3% de diferencia que existe al comparar con el modelo base. Esto se ve reflejado en los costos del agua, donde se ven aumentos de un 34% en promedio.