A combined pool/bilateral dispatch model for electricity markets with security constraints

Un modelo combinado de despacho pool/bilateral para mercados eléctricos con restricciones de seguridad

La operación segura del sistema de potencia es una tarea difícil para el operador del sistema, el cual es responsable por la coordinación, control y monitoreo de éste. En la mayoría de los sistemas de potencia, la seguridad es manejada mediante una metodología multi-etapa. En este caso, los criterios de seguridad son incorporados mediante restricciones adicionales que modifican el cálculo de despacho inicial. En este artículo se presenta un modelo de despacho de generación para mercados eléctricos competitivos considerando restricciones de seguridad. La metodología propuesta combina el despacho de generación de mercados pool y contratos bilaterales con flujos de potencia óptimos post- contingencia acoplados en un solo modelo de despacho, lo cual evita ineficiencias económicas que aparecen en los despachos convencionales multi-etapa. El modelo propuesto es lineal, y como tal, se basa en el modelo DC de la red. Un sistema didáctico de seis barras y el sistema IEEE RTS-24 son utilizados para ilustrar la operación y efectividad de la metodología propuesta y para compararlo con el despacho pool/bilateral básico sin restricciones de seguridad. Los resultados muestran que la inclusión de restricciones de seguridad lleva a un despacho más costoso. Por otra parte, se encontró que la ejecución de contratos bilaterales firmes puede llevar a problemas de congestión en el sistema.

INTRODUCCIÓN

El problema de despacho surge en el momento en que dos o más generadores deben abastecer a varias cargas, obligando al operador del sistema a distribuir óptimamente las cargas entre estos generadores. Históricamente, los primeros esfuerzos de optimización se realizaron sobre el control de la generación, lo que hoy se conoce como despacho económico clásico [1]. La mayor capacidad de procesamiento informático junto con las nuevas técnicas de tratamiento eficiente de matrices dispersas han permitido la solución de problemas que incluyen restricciones de red y criterios de fiabilidad. Esta evolución ha llevado a lo que hoy se conoce como Flujo de Potencia Óptimo (OPF) [2]. En la última década, el sector energético ha experimentado cambios fundamentales. La mayor parte de estos cambios están relacionados con la nueva tendencia de separación de la operación de los sistemas eléctricos de potencia, que tiene como objetivo aumentar la competencia y reducir la regulación. En el marco de estos retos, el estudio de los modelos económicos y su adaptación a los nuevos marcos regulatorios ha sido de gran interés en los últimos años [3]-[4].

Existen varios estudios que abordan el despacho óptimo sobre la base de un OPF.