PLANEAMIENTO DE LA EXPANSIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE TRANSMISIÓN Antonio Escobar Z.
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PLANEAMIENTO DE LA
EXPANSIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE
TRANSMISIÓN
Antonio Escobar Z.
Grupo de PlaneamientoUniversidad Tecnológica de Pereira
2012
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Métodos de Solución para el Problemade Planeamiento
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19 circuitos nuevos en 17 corredores
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23 circuitos nuevos en 19 corredores
45 circuitos en 40 corredores
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23 circuitos nuevos en 19 corredores
13 circuitos en 11 corredores
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Opcion 1 Desplanificación (Sistema Colombiano):
93 barras
155 corredores
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Costo de inversión del plan de expansión
Costo de elementos de la red base usados
Pla
n d
e e
xpansi
ón t
radic
ional
Pla
n q
ue ince
nti
va p
erm
anenci
a d
e c
ircu
itos
Pla
n q
ue ince
nti
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ro d
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ircu
itos
PN
L
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Propuesta asociada al problema de congestionamientoen el problema de planeamiento de la expansión:
Determinar la solución de costo mínimo que elimina la congestión del sistema de potencia, para cualquier
escenario futuro de generación factible.
Todos los escenariosde generación
factibles
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1
3
2
Ejemplo de escenarios de Generación Factibles:
125 MW
Generación = (G1 + G2) MW = 125 MW
Demanda = 125 MW
Gmin = 0 MWGmax = 150 MW
Gmin = 0 MWGmax = 90 MW
G1G2
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Propuesta asociada al problema de congestionamientoen el problema de planeamiento de la expansión:
Conjetura: la red es adecuada para cualquier escenario de generación factible si es adecuada para todos los escenarios extremos y factibles de generación.
Todos los escenariosde generación
factibles
Escenarios extremosEscenario no
extremo
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Concepto de Escenario Extremo
• Todos los generadores en uno de sus límites pueden o no ser factibles.
•Un generador es relajado para completar la demanda.•Para tres generadores, un escenario extremo es un punto
que pertenece a una arista del cubo de generación.
G1
G2G3
Escenario
extremo
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Escenarios Extremos Posibles = 12 (un punto por cada arista)
Escenarios Extremos Factibles = 4 (los puntos factibles de cada arista)
Ejemplo de escenarios Extremos y Factibles:
G1
G2
G3
100 MW
50 MW
300 MW
30 MW
130 MW
80 MW
180 MW
Escenarios posibles todos los
puntos del volumen
G2
180 MW
G2 max = 50 MW
G3 max = 300 MW
G1 max = 100 MW
G1 min = 0 MW
G3 min = 0 MW
G2 min = 0 MW
G1
G3
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• (n-1) generadores se encuentran en uno de sus límites.•Un generador es relajado para completar la demanda,
de tal forma que se cumpla la relación:
•Para que un escenario de generación sea extremo y factible se debe cumplir que:
Ejemplo de escenarios Extremos y Factibles:
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• Si (n-1) generadores se encuentran en uno de sus límites y un generador puede ajustarse entre sus límites, entonces se tienen:
n*2(n-1) escenarios posibles
•Para 10 generadores, se tienen:
5120 escenarios extremos posibles. Algunos de ellos son infactibles, por ejemplo, si todos los generadores están en su límite inferior y este es cero, este es un escenario extremo infactible.
Ejemplo de escenarios Extremos y Factibles:
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• Para el sistema IEEE24 nodos, con 10 generadores, de los 5120 escenarios extremos posibles, únicamente 78 escenarios son factibles. El 3.5% de los escenarios.
Ejemplo de escenarios Extremos y Factibles:
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Problema que calcula el corte de carga de cada escenario
Problema operativo
Problema de Inversión
propuesta para los nij
Soluciones élite
Escenario de generación q = 1
no
si
Corte de carga acumulado
o
ij
ijij
iqi
j
qj
iqi
q
kqk
q
k
ijijoij
qij
qj
qiij
oijij
qij
qqq
p
q i
qii
ji
tegerinn
nn
dr
jgg
igg
ggg
fnnf
nnf
drgSf
ts
rvMin
),(
0
0
)(
0))((
..
2
1
1
q=p? p = escenarios extremos y factibles (178 en el caso IEEE 24)
Metodología de Solución usada:
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Ejemplo de escenarios factibles para una demanda de 8550 MW
-----------------------------------------------------------------------------Plan escenario SumaMin SumaMax
g1 g2 g3 g4 g5 g6 g7 g8 g9 g10
---------------------------------------------------------------------------- 1 - 2 1 1 1 1 0 1 1 0 1 8274.000 8850.000 2 - 2 1 1 1 0 1 1 1 0 1 8094.000 8670.000 3 - 2 0 1 1 1 1 1 1 0 1 8163.000 8739.000 4 - 2 1 1 1 1 1 1 0 1 1 8439.000 9015.000 5 - 2 1 1 1 1 1 0 1 1 1 8439.000 9015.000 6 - 2 1 1 1 0 0 1 1 1 1 8529.000 9105.000 7 - 2 1 0 1 1 0 1 1 1 1 8274.000 8850.000 8 - 2 1 0 1 0 1 1 1 1 1 8094.000 8670.000 9 - 2 0 1 1 0 1 1 1 1 1 8418.000 8994.00010 - 2 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8163.000 8739.00011 - 1 2 1 1 1 0 1 1 0 1 8274.000 8850.00012 - 1 2 1 1 0 1 1 1 0 1 8094.000 8670.00013 - 0 2 1 1 1 1 1 1 0 1 8163.000 8739.00014 - 1 2 1 1 1 1 1 0 1 1 8439.000 9015.00015 - 1 2 1 1 1 1 0 1 1 1 8439.000 9015.00016 - 1 2 1 1 0 0 1 1 1 1 8529.000 9105.00017 - 1 2 0 1 1 0 1 1 1 1 8274.000 8850.000
-----------------------------------------------------------------------------
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Mejor solución para todos los escenarios extremos factibles:
US$1.330.000.000
Mejor solución sin considerar escenarios de
generación:US$152.000.000
8.75
x
Solución con escenarios extremos y factibles:
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US$(1.330.000.000 – 152.000.000) Es una medida de que tan
adecuada o inadecuada es la red inicial respecto a las condiciones de
libre competencia.
Solución con escenarios extremos y factibles:
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G1 = 523.4 MW G2 = 9.7 MW G3 = 817.8 MW G4 = 1611.0 MW G5 = 586.1 MW G6 = 422.5 MW G7 = 872.4 MWG8 = 1090.4 MW G9 = 817.8 MWG10= 1799.1 MW
Prueba de la conjetura – Generación de escenarios no extremos
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Criterio de parada coeficiente de variación de la media
CV de la media de
G(1) vs número de escenários
CV media de G(23) vs
número de escenários
Se estabiliza
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Planeamiento Multietapa coordinado:• Determina que, donde, cuantos y CUANDO, realizar las inversiones.
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![Page 35: PLANEAMIENTO DE LA EXPANSIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE TRANSMISIÓN Antonio Escobar Z.](https://reader036.fdocuments.ec/reader036/viewer/2022062322/568146a2550346895db3bd34/html5/thumbnails/35.jpg)
![Page 36: PLANEAMIENTO DE LA EXPANSIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE TRANSMISIÓN Antonio Escobar Z.](https://reader036.fdocuments.ec/reader036/viewer/2022062322/568146a2550346895db3bd34/html5/thumbnails/36.jpg)
Modelo de transportes
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Modelo DC
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Red inicial
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PT: Plan tradicionalPC: Plan para múltiples escenarios de generaciónPCI: Plan para múltiples escenarios de generación e incertidumbre en dPCMO: Múltiples escenarios de generación y racionamiento del 5%PCIMO: Múltiples escenarios de generación, racionamiento e incertidumbrePS: Plan tradicional + contingencias simples