Planeamiento de la expansión usando sistemas de almacenamiento de energía BESS

En esta tesis de maestría se proponen y desarrollan diferentes modelos matemáticos que permiten realizar un planeamiento de la expansión de redes de transmisión utilizando sistemas de almacenadores por Baterías (BESS). Estos modelos matemáticos están propuestos para realizar análisis en estado estacionario, es decir, sin considerar contingencias en el sistema eléctrico. También se consideran modelos matemáticos realizando análisis de seguridad, es decir con contingencias N-1, e integrando opciones de inversión de líneas de transmisión y sistemas de almacenadores de energía por baterías (BESS). El modelo que caracteriza contingencias N-1 se basa en el modelo lineal disyuntivo mejorado, utilizando subconjuntos de contingencias en las líneas de transmisión tanto en líneas existentes como futuras. Adicionalmente se incluyen opciones de inversión de las baterías complementadas por un nuevo modelo matemático denominado Validación Energética, considerado un modelo energético porque simula los 24 periodos de un día típico de demanda diaria. Se propone e implementa una metodología basada en indicadores de sensibilidad LODF (Line Outage Distribution Factor) y PTDF (Power Transfer Distribution Factor) para seleccionar contingencias críticas con el objetivo de disminuir el tiempo de ejecución y encontrar la solución al modelo de planeamiento incorporando BESS realizando análisis de seguridad

Planeamiento de la expansión usando sistemas de almacenamiento de energía BESS

En esta tesis de maestría se proponen y desarrollan diferentes modelos matemáticos que permiten realizar un planeamiento de la expansión de redes de transmisión utilizando sistemas de almacenadores por Baterías (BESS). Estos modelos matemáticos están propuestos para realizar análisis en estado estacionario, es decir, sin considerar contingencias en el sistema eléctrico. También se consideran modelos matemáticos realizando análisis de seguridad, es decir con contingencias N-1, e integrando opciones de inversión de líneas de transmisión y sistemas de almacenadores de energía por baterías (BESS). El modelo que caracteriza contingencias N-1 se basa en el modelo lineal disyuntivo mejorado, utilizando subconjuntos de contingencias en las líneas de transmisión tanto en líneas existentes como futuras. Adicionalmente se incluyen opciones de inversión de las baterías complementadas por un nuevo modelo matemático denominado Validación Energética, considerado un modelo energético porque simula los 24 periodos de un día típico de demanda diaria. Se propone e implementa una metodología basada en indicadores de sensibilidad LODF (Line Outage Distribution Factor) y PTDF (Power Transfer Distribution Factor) para seleccionar contingencias críticas con el objetivo de disminuir el tiempo de ejecución y encontrar la solución al modelo de planeamiento incorporando BESS realizando análisis de seguridad

Planeamiento multietapa a largo plazo de redes de transmisión considerando alternativas HVDC, pérdidas y contingencias

En esta tesis de doctorado se propone un modelo matemático para el problema de planeamiento de la expansión de redes de transmisión de energía eléctrica que separa el horizonte de planeamiento en múltiples etapas coordinadas y que involucra en un único problema el efecto de las pérdidas técnicas, las contingencias simples y múltiples, y opciones de inversión en enlaces HVAC (high voltage alternating current) y HVDC (high voltage direct current). En el proceso se desarrollan, implementan y se prueban diversas versiones del modelo matemático para determinar el impacto de cada uno de los aspectos involucrados. Para esto se inicia desde el planeamiento estático tradicional que no considera pérdidas ni opciones HVDC hasta el planeamiento de redes multietapa coordinado con los aspectos mencionados. El problema de planeamiento de la expansión es un problema de optimización matemática clasificado como un problema no lineal entero-mixto ya que involucra variables operativas continuas y variables enteras de inversión. Para sistemas eléctricos de gran tamaño, con muchos nodos aislados y con muchas opciones de inversión, el problema resultante se encuentra en la categoría de los problemas NP-completos, es decir, problemas de difícil solución para los cuales no existen métodos de solución que los resuelvan en tiempos polinomiales. En la propuesta presentada, los modelos no lineales se transforman en problemas equivalentes de programación lineal entera mixta. La linealización se obtiene de dos formas: incluyendo restricciones disyuntivas, en la parte de inversión, y aplicando linealización por tramos en la parte operativa asociada a las pérdidas de energía

Planeamiento multietapa a largo plazo de redes de transmisión considerando alternativas HVDC, pérdidas y contingencias

En esta tesis de doctorado se propone un modelo matemático para el problema de planeamiento de la expansión de redes de transmisión de energía eléctrica que separa el horizonte de planeamiento en múltiples etapas coordinadas y que involucra en un único problema el efecto de las pérdidas técnicas, las contingencias simples y múltiples, y opciones de inversión en enlaces HVAC (high voltage alternating current) y HVDC (high voltage direct current). En el proceso se desarrollan, implementan y se prueban diversas versiones del modelo matemático para determinar el impacto de cada uno de los aspectos involucrados. Para esto se inicia desde el planeamiento estático tradicional que no considera pérdidas ni opciones HVDC hasta el planeamiento de redes multietapa coordinado con los aspectos mencionados. El problema de planeamiento de la expansión es un problema de optimización matemática clasificado como un problema no lineal entero-mixto ya que involucra variables operativas continuas y variables enteras de inversión. Para sistemas eléctricos de gran tamaño, con muchos nodos aislados y con muchas opciones de inversión, el problema resultante se encuentra en la categoría de los problemas NP-completos, es decir, problemas de difícil solución para los cuales no existen métodos de solución que los resuelvan en tiempos polinomiales. En la propuesta presentada, los modelos no lineales se transforman en problemas equivalentes de programación lineal entera mixta. La linealización se obtiene de dos formas: incluyendo restricciones disyuntivas, en la parte de inversión, y aplicando linealización por tramos en la parte operativa asociada a las pérdidas de energía