Despacho Hidrotermico Completo

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  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    Despacho Hidrotérmico

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    77 7

    6 6 6 6 6

    5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

    CARGA 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

    3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

    2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

    1 1 1 1 1 1 1 1 1 111 12 1 2 3 4 5 6 7 8

    HORA

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    Planificación de la operación: trade-off

    detalle y escala de tiempo

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    Conceptos Básicos de OperaciónEconómica de Sistemas eléctricos

    • os modelos de despacho a corto pla!o tienen lasi"#iente forma:

    En el corto plazo, el costo de operación a

    minimizar es principalmente el costo de lascentrales térmicas.

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    $odelos de las centrales térmicas

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    $odelo de las centrales térmicas en el

     %CP

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    &eor'a (ásica del despacho

    económico

    El problema de despacho se convierte en un problema de

    Función objetivo:

    Restricción:

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    &eor'a (ásica del despacho

    económico  El problema se resuelve usando losmultiplicadores de Lagrange:

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    )plicación: Sistema hidrotérmico

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    )plicación: Sistema hidrotérmico

    Datos de la centralhidráulica

    Datos de lademanda en el día

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    )plicación: Sistema hidrotérmicoApli#uemos el modelo revisadoanteriormente$

    Debemos modelar el costo de operacióny las restricciones !!

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    Partes de una Central:

    - Bocatoma

    - Canal o t*nel- Chimenea de e+#ili(rio

    - (er'a de presión

    - Casa de má+#inas- Canal de e,ac#ación

    - S#(estación

    Tipos de turbina:

    - Pelton

    - rancis

    - .aplan

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    /0

    1E%&)2)S E 3%CO%1E%3E%&ES DE

    ) E%E456) H3D4783C)1E%&)2)S: 3%CO%1E%3E%&ES:- Es renovable9- %o se cons#me9 Se toma el a"#a en #n p#nto y sede,#el,e a otro a #na cota inferior9

    - Es a#tóctona y por consi"#iente evitaimportaciones del e;terior9- Es completamente segura para personasanimales o (ienes9

    - No "enera calor ni emisiones contaminantes am#y deprimidas económicamente9

    - Genera experiencia y tecnolo"'a fácilmentee;porta(les a pa'ses en ,'as de desarrollo9

    - Altera el normal desen,ol,imiento en la ,ida (ioló"ica

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    PRO"#$%A& $N '$&PACHO H('ROT)R%(CO

    3"norar transitorios hidrá#licos tiempo de traslado del a"#a etc9

    )s#mir almacenamiento an#al9

    JJ E

    Q

    Basado en est#dios estacionales

    Pro(lemas de asi"nación de rec#rsos

    4ecreación irri"ación na,e"ación a"#a pota(leetc9

    Pro(lemas de lar"o pla!o: Planeamiento9

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    Basado en enc#estas hidroló"icas est#dios de ca#ces y pl#,iometr'a9

    Pro(lemas de lar"o pla!o - Operación:

    Orientado al a"#a9 4estrin"ido:

    - &ratada

    - 3rri"aciones

    - Control de in#ndaciones

    - 4ecreación- Pesca

    - %a,e"ación

    - )"#a pota(le

    Pro(lema de corto pla!o - Operación:

    - $'nimo costo de la ener"'a importada

    - 8so de cantidades espec'ficas de a"#a

    - E,itar re(ose

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    Despacho Hidrotermico Corto

    Pla!o

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    Principios

    3SE ? 3nstit#to S#perior de En"enharia de is(oa

    Coordenação hidro-térmica

    coordenação dum sistema hidroeléctrico é geralmentemais comple!a do "ue a gestão de um sistema puramentetérmico#

    $s sistemas h%dricos encontram-se acoplados não sóelectricamente mas também de &orma h%drica 'nosaproveitamentos em cascata(#

    )or outro lado cada sistema tem caracter%sticas distintas em&unção das di&erenças naturais dos rios* tipo de barragem

    constru%da* "ueda de +gua* sistema de a,uentes* entreoutros#

    $ problema do coordenação hidro-térmica consiste nadeterminação da produção da energia eléctrica produida apartir dos recursos h%dricos em cada momento* por &orma aminimiar os custos de produção 'das centrais térmicas(

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    18/873SE ? 3nstit#to S#perior de En"enharia de is(oa

    Coordena@Ao hidro-térmicaorm#la@Ao do pro(lema

    H &

    Pc 

    Pt Ph 

      j / 0* 1* jma! : per%odos temporais

      )h j : produção h%drica no per%odo j

      )t j  : produção térmica no per%odo j

      )c j : consumo no per%odo j

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    19/873SE ? 3nstit#to S#perior de En"enharia de is(oa

    Coordena@Ao hidro-térmicaCondi@es do pro(lema

    pot2ncia h%drica instalada é superior ao consumo em todos

    os per%odos:

    energia h%drica dispon%vel não é su3ciente para satis&aer oconsumo em todos os per%odos:

     

    $ dé3ce energético é coberto pela central térmica:

    central térmica pode ser desligada em certos per%odos#

    ∑∑==

    <ma;ma;

    //

     j

     j

     j

     j

     j

     j   Pc Ph

    ma;

    ma;:999:/   j j Pc Ph  j j   =≥

    Wt  Ph Pc j

     j

     j

     j

     j

     j   =−∑∑==

    ma;ma;

    //

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    20/873SE ? 3nstit#to S#perior de En"enharia de is(oa

    Coordena@Ao hidro-térmicaorm#la@Ao do pro(lema

    ( )

    =

    =

    =ma;

    ma;

    /

    /

    9

    min

     j

     j

     j

     j

     j

     j

    Wt  Pt a s

     Pt  F 

    ( )    

      

     −+=   ∑∑

    ==

    ma;ma;

    //

     j

     j

     j

     j

     j

     j   Pt Wt  Pt  F  L   λ 

    ( )

    ( ) D99

    E

     Pt const  Pt const  Pt  F 

     Pt  F dPt 

    dL

     j j

     j

     j

    ==⇒==′

    =−′=

    λ 

    λ 

    Condição de primeira ordem:

    Lagrangeano:

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    Coordena@Ao hidro-térmicaSol#@Ao do pro(lema

    ( ) F Pt c Pt ba Pt  F    ++=

    Considerando a representação t%pica da &unção de custo da

    central térmica:

    ( ) T  Pt c Pt ba F T F++=

    $ custo total de produção "uando a central &unciona durante 4 per%odos de tempo ser+ dada por:

     Pt Wt T T  Pt Wt    =⇒=

    5abendo "ue a central térmica dever+ &ornecer a energia 6t*tem-se:

    ( ) Pt 

    Wt  Pt c Pt ba F T 

    F++=

    5ubstituindo na &unção de custo total* obtém-se:

    3SE ? 3nstit#to S#perior de En"enharia de is(oa

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    Coordena@Ao hidro-térmicaSol#@Ao do pro(lema

    minimiação do custo total de produção é dada por:

    Condição de primeira ordem:

    3SE ? 3nstit#to S#perior de En"enharia de is(oa

    ( ) Pt 

    Wt  Pt c Pt ba F T 

    Fmin   ++=

    ( )   ( )

    c

    a Pt  Pt 

     Pt 

    Wt 

     Pt c Pt ba Pt 

    Wt 

    cPt bdPt 

    dF T 

    ==

    =++−+=D

    F

    F

    EF

    5$L789$5$L789$

    Conhecida a energia total a &ornecer pela central térmica '6t(através da di&erença entre a energia do consumo e a energiadispon%vel da central h%drica* a central térmica &unciona no pontode m+!ima e3ci2ncia ')t( durante o n;mero de per%odos de

    tempo '4( necess+rios para produir a energia 6t#

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    Ec#aciones de Contin#idad

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    $C*AC(+N '$ CONT(N*('A' PARA *N R$&$R,OR(O

    R t !

    " t !

    # t !

    $ t !

    4

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    4t

    /t1&/t12/t1R /tt1

    /t1,/t1,

    .-

    .-

     

    /t1&/t12/t1R dt

    /t1d, 

    'espacho Hidrot5rmico de Corto Pla6o

    O(eti,o:

    8sar #na cantidad de a"#a dada a #n costo m'nimo térmico9

    orm#lación:

    p

    +

    $

    2

    2

    2

    2 G 3nter,alo

     p2 G Ca#dal de entrada en 2

    12 G 1ol#men al inicio de 2

    +2 G Descar"a d#rante 2

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    % "

    & %   2 & "   2

    & '   2

    (   2 ) * + h

     p l a n t a t é r m i c a

    Problema

    S#eto

    N

    GT   77%in

    car"aBalance 

    &otal)"#a 

    222

    2

    4PPP

    82

    #&H

    T

    N

    =

    =

    Otras restricciones:/=

    $.N

    &.

    ,,

    ,,

    =

    =

     

    1ol#men inicial y final fios

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    F= ma;2min +++   ≤

    0=

    descar"asrespecifica +

     +

    &2

    22

    =

    =

    8

    8

    4etornando al pro(lema

    42882

    N

    TT

    N

    =

    22  

    )s#mir operación a alt#ra constante9

    & , - !

    +

    %

    ÷ 

     

     

     

    s

    m.

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    a"ran"iano es

      TH29   8/P1/P11P7   ∑222222

    2

    SH2S PP =L

    Para #n inter,alo 2G.:

    /-1dP

    d24

    P

    /.1dP

    d74

    P

    : &

    &

    H

    : &

    &

    &

     

     

     

     

     

     

     

     

    λ

    λ

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    %)TO'O (T$RAT(,O λ ; g

    D / D 0 1 / R 2 / " 31 / R / 1 4 E R 5 " 4 6 1 / " D E & ' / 7 4 /

    " E ' E 1 1 6 0 7 / R$ / ' 0 R & / R / g

    &oleranciaε

    " / ' 6 D / " D ED E " & / 1 % 0

    4 E " 4

    D E " & / 1 % / R 1 / D / % 0 R /

    2H

    2

    22

    2

    2

    dPλ=γ 

    λ=

    d#

    d&

    d(

    "

    1 / ' 1 8 ' / R

    4otal

    7

    Q#   −=ε   ∑ 2

    " 4 0 &

    & R 0 3 E 1 4 / Rg

    <

    3%&E41)O

    CO$PE&O

    2G/%∑=   2#Q4 4otalQ

    γ 

    Dimensión de γ  tal

    +#e

    %

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    '$&PACHO %$'(ANT$ GRA'($NT$

    )s#mir 

    2

    22

    22

    2

    2

    2

    2

    λ

    =

    i

    i

    HH

    H

    dd7

    PdPd22

    2/P12

    Costo &otal   /P177 &T2

    2

    E;pandiendo por &aylor y tomando el primer orden

    22   &T  P>77   ∆

    El (alance

    22

    222

    H&

    #H&

    PP

    4PPP

    =

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    2

    2

    H

    2

    2

    dP

    d+

    2P&

     

    #e"o

    2222

    2

    2

    2 22

    dPd2

    dPd7

    7

    H

    &T   ∆

     

    =21alor incremental del a"#a da indicación de cómohacer los mo,imientos para alcan!ar el m'nimo costode com(#sti(le o el meor periodo de descar"a9

    $antener 

    T

    .

    82

    222

    ,,,/t/12r1,,

    =

     

    2

    ma;2min

    ma;2min

    2222

    reempla!ando

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    Despacho Hidrotermico ar"o

    Pla!o

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    'espacho de &istema Termoel5ctrico

    Conocidos los costos de prod#cción9Cómo se atiende la demandaI

    Ordenamiento por costos de prod#cción9

    • 3ma"ine 0 plantas ?  C/ : 8SJK$Lh /$Lh ?  CF : 0 8SJK$Lh 0$Lh ?  C0 : / 8SJK$Lh M$Lh

    •3ma"ine #na demanda de FM$Lh

    C0: 0= >6

    C?: @ >6

    El costo >arginal

     ?75A>Bh

    C: 0= >6 :;

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    'espacho de &istema Hidrot5rmico

    9N#é pasa si hay a"#aalmacenadaI

    Decidir si se #tili!a o no se#tili!a9 Depende de si haya"#a en el f#t#ro9

    • 3ma"ine F plantas ?  C/ : F 8SJK$Lh ?  CF : )"#a

    • 3ma"ine la demanda es /$Lhy se c#(re con sólo #na deellas

    Dolumenlmacenado

    Costo 4otal dela decisión

    0

    LlenoDac%o

    A0&ER/16?7 DE "6"4E/" E'@14R610"

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    'espacho de &istema Hidrot5rmico

    Hay a"#a Costo)ct#al

    Costo#t#ro

    Costo&otal

    1ac'o

    leno F F

     %o haya"#a

    Costo)ct#al

    Costo#t#ro

    Costo&otal

    1ac'o F Fleno F F

    Esperado Costo&otal

    1ac'o /leno F

    "iBniCica #ue debeatender la demanda

    con la hidroeléctrica y#ue el costo marBinales :8"*+-h

    >0&ER/16?7 DE "6"4E/" E'@14R610"

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    Precio de la Ener"'a

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      espacho

    Hidrotérmico

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    simula / planea la

    operación de un sistema

    hidrotérmico en el Largo ymediano plazo.

    Hace parte del

    planeamiento operativoindicativo.

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    #a política operativa más económica para los embalses 1a medio !largo pla6o/? teniendo en cuenta las incertidumbres en lasaluencias o caudales uturos ! las restricciones en la red detransmisi@n

    #a operación óptima determinando las metas de generaci@n 1acorto pla6o/ de cada planta de orma 2ue se minimice el costooperativo

    ¿Que se obtiene del Despacho

      Hidrotérmico?

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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     ?   1. Módulo de Planificación Operativa - Determina la políticaoperativa más económica para los embalses teniendo enc#enta:

    • 3ncertid#m(res en las afl#encias f#t#ras• 4estricciones en la red de transmisión

      simula la operación del sistema a lo largo del horizonte de planificación para:

    • Distintos escenarios de sec#encias hidroló"icas• Calc#la el promedio de los costos operati,os9

     ? F9  Módulo Hidrológico - Determina los parámetros del modeloestocástico de ca#dales9

    Como se realiza?

    A través de dos módulos:

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    Es din%mico$ &resenta una estructuradinámica temporal.

    Es estoc%stico$ El carácter estocástico

    esta dado por la simulación de las ariablesaleatorias caudales.

    CAAC!"#$!%CA$ D"L D"$&ACH'CAAC!"#$!%CA$ D"L D"$&ACH'

    H%D'!"(%C'H%D'!"(%C'

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    $istemas

    !érmicos

    Caracter&sticas del 'espacho de(os )istemas *+rmicos

    Desacoplado en el tiempo $ unadecisi!n operativa ho, no a-ecta elcosto operativo de la pr!.ima semana

    El costo operativo de las unidadesdepende s!lo de su nivel de /eneraci!n, no del de las dem%s unidades0 , es-unci!n del costo de los combustibles

    C &

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    $istemas

    H#dricos

    Caracter&sticas del 'espacho de los)istemas &dricos

     Acoplado en el tiempo $ una decisi!n operativa ho, a-ecta lasdecisiones de la pr!.ima semana"

    H')

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    E.iste /eneraci!n h&drica pero es insu-iciente para cubrir toda la demanda a lo lar/o del horionte de estudio" El costo del a/ua es CER

    (a /eneraci!n t+rmica cubre la demanda #ue no abastece la h&drica" El combustible tiene un valor alto"

    A di*erencia de los sistemas

    puramente térmicos+ la operación

    de un sistema hidrotérmico es un

    pro,lema acoplado en el tiempo + es

    decir+ una decisión operativa hoy

    a*ecta el costo operativo *uturo.

    )istemasidrot+rmicos

    Caracter&sticas del 'espacho idrot+rmico

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    El a/ua tiene un valor estrat+/ico asociado al combustible de las plantas t+rmicas #ue sustitu,e en todo momento"

    tilia valores discretos para los niveles admisibles de embalse para #ue la soluci!n sea computacionalmente viable"

    (os encar/ados de la re/ulaci!n de la operaci!n de estos sistemas , los planeadores lo llevan en cuenta debido al impacto #ue tiene sobre las tari-as"

    )istemasidrot+rmicos

    Caracter&sticas del 'espacho idrot+rmico

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    Considera tres clases de -actores condicionantes$

    Conocidos con certea$ E0 lan de e.pansi!n de /eneraci!n , transmisi!n"

    robabil&sticos $ E0 las hidrolo/&as"

    Estimados$ E0 Costo -uturo de combustibles

    )istemasidrot+rmicos

    Caracter&sticas del 'espacho idrot+rmico

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    C'$!' D"L A-A

    H') !'

    $i se desem,alsa mucha agua H') ha,r0 poca en el !'

    Costo de la energ#a: H')12A3' 4 !'1AL!' 

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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     C'$!' D"L A-A

    H') !'

    $i se desem,alsa poca agua H') ha,r0 mucha en el !'

    Costo de la energ#a: H')1AL!' 4 !'12A3' 

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    /5C%'5 " C'$!'

    %5(" %A!'

    "$C"5A%' 6 : 7'L("5 !' 2A3' 1

    2A3' C'$!' "5 "L &"$"5!"

    "$C"5A%' 8: 7'L("5 !' AL!' 1

    AL!' C'$!' "L &"$"5!"

    7olumen uturo

    2a9o Alto

    Costo Hoy

    ene-icio inmediato deluso del a/ua

    5C%'5 D"

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    5C%'5 D"

    C'$!'

     !'

    7olumen uturo

    2a9o Alto

    Costo uturo

    ene-icio -uturo deluso del a/ua

    "$C"5A%' 6 : 7'L("5 !' 2A3' 1

    -A5D"$ C'$!'$ !'$

    "$C"5A%' 8 : 7'L("5 !' AL!' 1

    2A3'$ C'$!'$ !'$

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    Costo nmediato , Costo uturo

    Caracter&sticas del 'espacho idrot+rmico

    )istemasidrot+rmicos

    unción de

    Costo uturo

    unción de

    Costo %nmediato

    7'L("5 !'

    2A3' AL!'

    $xiste un compromiso entre el despacho Hdrico

    2ue se programa para HOB ! el 2ue se podrprogramar para el uturo9

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    C7L E5 L >E$R ECG5G$HIC7L E5 L >E$R ECG5G$HI

    9alor :ar/inal del A/ua

    )istemasidrot+rmicos

    Establecer un pro/rama de desembalses tal#ue est+n e#uilibrados los costos inmediatos, -uturos del a/ua$ C ; C sea la menor 

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    A diferencia de las plantastérmicas, que tienen un costooperativo directo, las plantashidroeléctricas  tienen unvalor indirecto

    , asociado a laeconomía de combustible delas térmicas desplazadas hoo en el futuro! "l uso #ptimodel agua se obtiene cuando

    est$n equilibrados los valoresinmediato futuro del agua

    )istemasidrot+rmicos

    9alor :ar/inal del A/ua

    9ariables del 'espacho idrot+rmico$

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    8=>

    6=>

    4=>

    Etapas@n mes0una semana

    1   2   3 4

    A(:ACE

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

    56/87

    H%&'()*A+A  "s la curva que resulta de

    gra-car los datos de caudales de un rio, mesa mes, para un periodo de tiempo!

    ./*0A D" D/*A.%(1 D" .A/DA2  "s la curva de caudales construidas en ordendescendente de magnitudes!

    ./*0A D" 3*(+"D%(& +"1&/A2"& +/2'%A1/A2  "l curva que resulta de gra-car todos losvalores promedios de todos los meses porcada a4o!  ;

    :;;

    ;;

    .;;

    A;;

    >;;

    F;;

    E7E ( EG ,/R /GR ,/3 J87 J8' /20 "E& 014 70$ D61

    :E)

       C   A      '   A   (   @  m   3   E  s   

    ;

    A

    F

    H

    :;

    ::A

    :F

    :H

    ;

    ; :; ; ; A; >; F; I; IJ HJ JJ

    RECE

       C   A      '   A   (   @  m   3   E  s   

      )*RC) 'E 'R(GA

    9ariables del 'espacho idrot+rmico$

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

    57/87

    9ariables

    Embalse /Buas /rriba

    At

    st

    Ft1asa deá#uinas

    Embalse /Buas /baKou otra (uente de /Bua

    9t

    At  A-luencia neta durante el per&odo t

    9t  9olumen almacenado al -inal del per&odo t

    Ft  9olumen turbinado durante el per&odo t

    st  9ertimiento durante el per&odo t

    't  'e-luencia durante el periodo t$ Ft ; )t 

    p A(:ACE

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

    58/87

    &'DC!%7%DAD D" C"5!AL"$

    H%D'"L"C!%CA$:

    ⇒ En el largo plao esta asociada al caudalasegurado de la centralJ

    ⇒ epende de las caracter%sticas de las m+"uinas

    eléctricas K las turbinas utiliadasJ⇒ Es a&ectada por los niveles m%nimos K m+!imos

    operativos determinados por el despachohidrotérmicoJ

    ⇒ Es a&ectada por salidas programadas o no

    programadas de generadores o e"uipos asociados#

    pjllη9ariables del 'espacho idrot+rmico$

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    La potencia generada por una unidad generadora

    hidráulica depende de:

     Rendimento Turbina/Generador (η)

     Caudal Turbinado (q)

     Altura líquida (hl  )

     Cota del embale (hm )

     Cota del canal de alida (h !  )

     "#rdida del itema (h p )

     p jl lη  9ariables del 'espacho idrot+rmico$ 

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    qhl 

    9ariables del 'espacho idrot+rmico$

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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     µ = a + b·G H  + c·G H 2 [m3 /h] 

    Si a = 0 c = 0 

    G H  = !"/b#·µ = ·µ [$%] 

      = &oe'icie(te de prod)cci*( [$%h/m3 ] 

    GH

    µ

      9ariables del 'espacho idrot+rmico$

     

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    )istemasidrot+rmicos

    p  'E:A

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    p  C)*) 'E C:)*(E) @hist!ricos , uturos

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    5G54E> GRGC$5G54E> GRGC$

    :odelo:atem%tico

    9ariables

    Embalse /Buas /rriba

    At

    st

    Ft1asa deá#uinas

    Embalse /Buas /baKou otra (uente de /Bua

    9t

    At  A-luencia neta durante el per&odo t

    9t  9olumen almacenado al -inal del per&odo t

    Ft  9olumen turbinado durante el per&odo t

    st  9ertimiento durante el per&odo t

    't  'e-luencia durante el periodo t$ Ft ; )t 

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    :odelamiento :atem%tico$

    )oluci!n delroblema deCoordinaci!nidrot+rmica

    9t  9tH1 ; At H Ft 

    alance &drico

    alance El+ctrico

    Gt@Ft ; G*t H 'emt  =

    A  !  D  en unidades de volumen 1m

    E

    ? Hm

    E

    ? etc/ 

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    Cadenas hidr%ulicas$

    )oluci!n delroblema deCoordinaci!nidrot+rmica

    A1

    91F1

    92 F2

    nidad*+rmica

    G1 G2

    'em

    G*

    91t  91tH1 ; A1t H F1t  92t  92tH1 ; F1t H F2t 

    alance &drico

    alance El+ctrico

    G1@F1t ; G2@F2t ; G*t H 'emt  =

    A  !  D  en unidades de volumen 1m

    E

    ? Hm

    E

    ? etc/ 

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    RE)*RCC

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    ormulaci!n del roblema

    E5)C$E5)C$GR$4MR>GC$GR$4MR>GC$

    ∑=+×=

     # 

     j

    tj jT    F$F  g $ in % /

    unci!n betivo

    Restricciones

    Costos perativosnmediatos H C

    C αt@9t0 At

     O Galance %ídricoL 9t  9tH1 ; At H Ft K st

     O 'ímites de almacenamiento, turbinamiento,Beneración, meta de Beneración.

     O Galance de EnerBíaL G*t ; Gt  'emt 

    :odelo:atem%tico

    $in considerar 

    Cadenas hidraulicas

    &ipos de Pro(lemas:&ipos de Pro(lemas: (= Estático %o ineal (= Estático %o ineal

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    Es predominantemente térmico. 'a componente hidráulicaes muy baKa o no e

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    F/ / / /

    FF F F F

    / // / /

    /

    F FF F

    F

    De(en atender #na demanda de 0

    < = / F 9/ JKhr  

    < = /M 90 JKhr  

    < =< = F 9F JK$Lh

    < =< = /M 9Q

    $L9

    & & &

    & & &

    && &

    &

    &&

    &

    $ P P P  

    $ P P P  

    d$ P  '$ P P 

    dP 

    d$ P  '$ P dP 

    = + +

    = + +

    = = +

    = = + F

    / / F F

    / F

    / F

    JK$Lh

    Sol#ción Optima:

    < = < =

    F 9F /M 9Q

    0

    &

    & &

    & &

    & &

     P 

     '$ P '$ P 

     P P 

     P P MW 

    =

    ⇒ + = +

    + =

     P &1(1)*.+ MW 

     P &*(1,-.+ MW 

    &ipos de Pro(lemas:&ipos de Pro(lemas:

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

    72/87

    El sistema es hidrotérmico con una componente hidráulicarepresentatia, pero insuCiciente para atender la demandade manera continua.

     El costo de Beneración térmica es una Cunción lineal de lapotencia Benerada."e resuele para el corto menos de un aPo y el larBo plazo

    aPos.El larBo plazo determina las metas de Beneración del corto

    plazo."e resuele en un ambiente de incertidumbre o estocástico.

    c= Dinámico inealc= Dinámico ineal

    &ipos de Pro(lemas:&ipos de Pro(lemas:

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

    73/87

    El sistema es hidrotérmico con una componente hidráulicarepresentatia, pero insuCiciente para atender la demandade manera continua.

     El costo de Beneración térmica es una Cunción no lineal dela potencia Benerada Beneralmente cuadrática."e resuele para el corto menos de un aPo y el larBo plazo

    aPos.El larBo plazo determina las metas de Beneración del corto

    plazo."e resuele en un ambiente de incertidumbre o estocástico.

    d= Dinámico no ineald= Dinámico no ineal

    1alor del a"#a:1alor del a"#a:

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

    74/87

    En sistemas con embalses sin gran capacidad dealmacenamiento:

    M   básicamente las aCluencias se turbinan en el instante#ue lleBan.

    M   El sistema térmico atiende la demanda #ue lahidráulica no suple.

    M  El alor del aBua está asociado al costo marBinal delas térmicas.

    1alor del a"#a:1alor del a"#a:

    1alor del a"#a:1alor del a"#a:

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

    75/87

    En sistemas con embalses de capacidad ilimitada:M 'os límites superior e inCerior nunca se actian.M 7o se re#uieren metas de Beneración.M Gásicamente la solución busca almacenar aBua

    cuando es abundante y la enerBía barata, y turbinarlacuando es escasa y la enerBía costosa.M 'a Beneración térmica tiende a ser constante.M En todo periodo se contraponen dos alternatiasL

    desplazar Beneración térmica o almacenarla para usoCuturo.

    M El alor del aBua es diCerente al costo marBinal de laBeneración térmica.

    1alor del a"#a:1alor del a"#a:

    1alor del a"#a:1alor del a"#a:

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

    76/87

    En sistemas con embalses de capacidad limitada:M 'os límites superior e inCerior se actian.M Re#uieren deCinir metas de Beneración.M Gásicamente la solución busca turbinar y almacenar

    aBua en periodos hNmedos, y turbinarla en losperiodos secos.M En todo periodo se contraponen dos alternatiasL

    desplazar Beneración térmica o almacenarla para usoCuturo. En este caso las decisiones son limitadas por

    los nieles mínimo y má

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    'escripci@n del modelo

    utili6ado en PerF ; P$R&$OEste modelo de despacho de ener"'a para m*ltiples (arras permitecalc#lar los costos mar"inales optimi!ando la operación delsistema hidrotérmico con m*ltiples em(alses en etapas mens#ales

    #tili!a la optimi!ación de fl#o en redes "enerali!ado param*ltiples escenarios9

    PE4SEO sim#la el planeamiento de la operación hidrotérmica cons#ficiente precisión tomando en c#enta las caracter'sticas

    operati,as de las centrales hidroeléctricas y termoeléctricasinte"rantes del SE3% y como consec#encia "enera los costosmar"inales adec#ados en cada #na de las (arras del sistemaeléctrico9

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    Descripción del modelo PE4SEO

    ha sido orientado a resol,er el pro(lema del planeamientode la operación de mediano pla!o es decir (#sca #n plan

    óptimo +#e minimice el costo total de operación en (asesmens#ales9 )sociado al plan óptimo de operación seo(tienen los costos mar"inales en cada (arra del sistemalos +#e finalmente se #tili!an en la formación de la

    estr#ct#ra de precios9

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    O(eti,o

    4esol,er las limitaciones de los modelos #tili!ados para el cálc#lo de los precios en (arra de la ener"'a frente a la inte"ración de las redes detransmisión en el SE3%9

    Desarrollo de #n soporte efica! para el cálc#lo de los costos mar"inales:• 4epresentación fiel y realista del SE3%

    • $a;imi!ar la eficiencia comp#tacional sin perder "eneralidad

    • Herramienta fle;i(le

    • Pro"rama mod#lar a fin de facilitar s# #tili!ación mantenimiento ye,ol#ción

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    O(eti,o

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    Principales caracter'sticas :

    • $#lti - em(alse ? 4epresentación indi,id#al de cada em(alse y c#enca

    hidro"ráfica9

    • $#lti - nodo ? 4epresentación de cada nodo o del sistema ante di,ersosescenarios hidroló"icos9

     ? Sec#encias hidroló"icas "eneradas a partir del re"istrohistórico de ca#dales afl#entes9

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    4epresentación de la Demanda

    ,-

    %oras

    ,- ,-

    %oras %oras

    &otencia ,edia 1ura de carBa 1ura de duración

    1ura de duración

    Glo#ue de punta

    Glo#ue de media

    Glo#ue de base

    %oras

             ,         -

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    4epresentación de la 4ed Hidrá#lica

    Se definen los elementos:• $mbalses : presas la"os y la"#nas9

    • Tra!ectorias : ca#ces de r'os t*neles y canales9• Puntos de (nter5s: (ocatomas p#ntos de confl#encia9

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    )spectos comp#tacionales

    • PE4SEO se ha desarrollado en forma mod#lar en los len"#aesortran y CTT9

    •  Para los res#ltados se #tili!a el estándar CS1

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    )spectos comp#tacionales

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    4es#ltados +#e (rinda el modelo

    M  Plan óptimo de operación a lo lar"o del hori!onte de planeamiento:ener"'a y potencia "enerada fl#os de ener"'a y potencia pérdidas deener"'a y potencia en las l'neas de transmisión ca#dales re"#lados yt#r(inados ,ol*menes em(alsados y ,ertidos etc9

    • Costos del Sistema operación con"estión falla y otras penalidades pordesa(astecimiento9• Costos mar"inales de las (arras as' como el ,alor del a"#a en cada

    em(alse del sistema9• 4es*menes de in"resos por ,enta de ener"'a y costos esperados por

    empresa cons#mos esperados de com(#sti(le in"resos tarifarios en lasl'neas de transmisión (alance económico del sistema etc

  • 8/15/2019 Despacho Hidrotermico Completo

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    Principales 8sos y )plicaciones

    •E,al#ación del Precio en Barra9•Proyección de in"resos y costos de los "eneradores9•Proyecciones de cons#mos de los diferentes com(#sti(les #tili!ados en laoperación Hidrotermica9

    •)nálisis del pro(lema de con"estión en las l'neas de transmisión9•Determinación de (eneficiarios por el in"reso de n#e,as l'neas detransmisión9• Determinación de los factores de pérdidas de ener"'a de manera directa9

    •Cálc#lo de los factores de distri(#ción