Coordinación hidrotérmica de corto plazo con restricciones de red usando un método de punto interior

Short run hydrothermal coordination with network constraints using an interior point method

En este artículo se presenta un modelo de optimización lineal para resolver el problema de la coordinación hidrotérmica. El principal aporte de este trabajo es la inclusión de las restricciones de red al problema de coordinación hidrotérmica y su solución usando un método de punto interior. El modelo propuesto permite manejar un sistema completamente hídrico, completamente térmico o un sistema mixto. Se presentan resultados para el sistema de prueba IEEE de 14 barras.

1 INTRODUCCIÓN

La coordinación hidrotérmica de un sistema de potencia busca encontrar la estrategia optima de operación de las diferentes centrales de generación del sistema, proponiendo la cantidad de potencia activa (MW) que debería producir cada central hidráulica y térmica en un momento dado en aras de conseguir abastecer la demanda del sistema. Se puede pensar que una coordinación hidrotérmica es un proceso de despacho económico clásico [1], que adicional-mente involucra el modelo de variables relacionadas con el entorno energético del sistema de potencia.

El problema de la coordinación hidrotérmica difiere del despacho económico clásico en que este último trata solo con las plantas térmicas de un sistema de potencia y no considera acoples temporales. Sin embargo, en la producción de energía eléctrica, se observa la dependencia en el tiempo para tomar decisiones operativas, más aún cuando se cuenta con embalses capaces de almacenar cantidades importantes de recurso hídrico [2].

Para una central hidráulica es difícil encontrar una política de operación de sus embalses dada la incertidumbre de sus afluencias. Las consecuencias a mediano y largo plazo de las acciones tomadas en el presente (generar energía o ahorrar agua) están fuertemente influenciadas por la hidrológica futura como se ilustra en la figura 1. En ultimas, la disponibilidad y el almacenamiento del recurso hídrico son variables que afectan la dinámica y la economía de la producción de electricidad de todo el sistema de potencia [3].

La coordinación hidrotérmica es un problema de optimización matemática donde aparecen variables de tipo económico y técnico que, además de mostrar un acople en dichos aspectos, presenta el acople temporal. Este problema debe plantearse para que, en todas las etapas del horizonte de planeamiento, se satisfagan restricciones operativas (capacidad de almacenamiento, capacidad de generación, capacidad de transporte, modelos de embalses, etcétera) y se minimice el costo de la energía [4]. Debido al acople temporal mencionado, en diferentes trabajos se ha planteado la Programación Dinámica [5] en todas sus versiones (dual, determinística, estocástica) para la solución de dichos modelos de optimización [6].