Formulación de un flujo de potencia óptimo con referencia distribuida para determinar los precios marginales de localización

Distributed slack optimal power flow formulation for determining locational marginal price

Este artículo presenta una visión general del cálculo de los precios marginales de localización (LMP) en un sistema de energía eléctrica. Los LMP se obtienen de la formulación de un flujo de potencia óptimo en DC, FPODC, que incluye las pérdidas de transmisión y la capacidad máxima de transmisión de potencia de las líneas. Una característica destacada de la formulación es el rol de una referencia distribuida en los factores de pérdida, así como el impacto de la congestión de la red en la fijación de los precios, lo que se reconoce explícitamente. Se presentan resultados de simulación en una red de seis barras para ilustrar la eficacia del modelo propuesto.

INTRODUCCIÓN

En las últimas décadas, muchos países han llevado a cabo reformas estructurales en su sector eléctrico. Estas reformas han consistido principalmente en la separación de los segmentos verticales de la industria que son potencialmente competitivos (generación y comercialización), la creación de mercados mayoristas, el uso de esquemas de regulación por incentivos en segmentos monopólicos, la implementación de procesos de privatización en los casos de industrias operadas por empresas estatales y, en algunos casos, la creación de mercados minoristas. Como resultado, estas reformas han llevado a diversos arreglos institucionales que tratan de establecer un proceso para suministrar con eficiencia la energía eléctrica, optándose por diferentes soluciones, ya sean centralizadas o descentralizadas, mediante mecanismos de mercado [1].

En un mercado reestructurado o en un sistema regulado tradicionalmente, el funcionamiento del mercado eléctrico mayorista tiene un efecto directo en la fijación de precios al por menor. En consecuencia, la manera en que los proveedores minoristas adquieren suministro al por mayor y cómo se distribuye el precio de oferta, es un tema importante para los organismos reguladores estatales [11].

Para el mercado mayorista de electricidad se han propuesto variados modelos, aquel basado en precios nodales, obtenidos de un despacho económico con restricciones de seguridad [1-2], y sistemas zonales, donde predomina la tendencia de descentralizar la operación y el mercado, lo que implica que los agentes participan activamente de la valorización de la energía y de los niveles de congestión en el sistema [2]. A pesar de que en ambas posturas se pueden hallar importantes precursores de dichos modelos, en la actualidad, solo variantes del modelo precio marginal de localización nodal (Locational Marginal Pricing, LMP) ha sido implementado con éxito en algunos mercados desregulados, como en la Interconexión PJM, ERCOT, Nueva York y Nueva Inglaterra en los mercados de EE.UU. y en Nueva Zelanda.