Despacho Hidrotérmico de Mediano Plazo aplicado al Complejo Hidroeléctrico Paute Integral
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Publicado:
jul 29, 2021
Palabras clave:
Despacho Hidrotérmico de Mediano Plazo (MTHD), Optimización de despacho energético, Despacho Probabilístico, Simulación hidroenergética
Contenido principal del artículo
Resumen
En Ecuador, la energía hidroeléctrica excede el 90% de la energía eléctrica y el Complejo Hidroeléctrico Paute Integral es el más importante en generación eléctrica. Dadas las características de la infraestructura de este complejo, el despacho hidrotérmico de mediano plazo (MTHD, por sus siglas in inglés) es de gran importancia, ya que permitiría establecer reglas operativas que sin duda impactarían en el costo total de generación del sistema eléctrico del país. Es por esto que se presenta dos estudios de MTHD: el primero de tipo probabilístico con variables estocásticas para los caudales afluentes a las represas del complejo y para la carga a ser atendida. Este estudio se lo compara con un segundo modelo propuesto por el autor, el cual se basa en encontrar niveles óptimos diarios para cada represa bajo análisis realizando una simulación diaria del sistema. Al realizar la comparación de los dos modelos, en términos de reglas operativas son altamente coincidentes; sin embargo, en términos de energía producida por el Complejo Paute Integral, el segundo modelo, con mayor nivel de detalle, y mediante una efectiva coordinación de la operación entre centrales hidroeléctricas en cascada, logra aprovechar mejor el recurso hídrico y en consecuencia una mayor producción del complejo.
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Cómo citar
Zalamea, J. (2021). Despacho Hidrotérmico de Mediano Plazo aplicado al Complejo Hidroeléctrico Paute Integral. Revista Técnica "energía", 18(1), PP. 95–105. https://doi.org/10.37116/revistaenergia.v18.n1.2021.465
Sección
PRODUCCIÓN Y USO DE LA ENERGÍA
Aviso de Derechos de Autor
La Revista Técnica "energía" está bajo licencia internacional Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0.
Citas
[1] ARCONEL, «Estadística Anual y Multianual del Sector Eléctrico Ecuatoriano (Documento Preliminar)», Quito Agencia Regul. Control Electr. Retrieved Httpwww Regulacionelectrica Gob Ecwp-Contentuploadsdownloads201708Estad C3 ADstica-Anu.-Multianual-Sect. C3 A9ctrico-2016 Pdf, jun. 2020.
[2] CELEC EP, «Portal de CELEC SUR», abr. 10, 2021. https://www.celec.gob.ec/celecsur/ (accedido abr. 10, 2021).
[3] F. Beltrán, W. de Oliveira, y E. C. Finardi, «Application of Scenario Tree Reduction Via Quadratic Process to Medium-Term Hydrothermal Scheduling Problem», IEEE Trans. Power Syst., vol. 32, n.o 6, pp. 4351-4361, nov. 2017, doi: 10.1109/TPWRS.2017.2658444.
[4] CELEC EP - Hidropaute, «Informe Anual 2017», 2018. https://www.celec.gob.ec/hidropaute/images/stories/INFORMES_DE_GESTION/2017/index.html (accedido abr. 21, 2021).
[5] A. G. Ruiz y O. G. Carmona, «Cálculo del valor en riesgo (var) en el despacho hidrotérmico a mediano plazo», Sci. Tech., vol. 1, n.o 35, Art. n.o 35, ene. 2007, doi: 10.22517/23447214.5345.
[6] S. Yakowitz, «Dynamic programming applications in water resources», Water Resour. Res., vol. 18, n.o 4, pp. 673-696, 1982, doi: https://doi.org/10.1029/WR018i004p00673.
[7] J. R. Stedinger, B. F. Sule, y D. P. Loucks, «Stochastic dynamic programming models for reservoir operation optimization», Water Resour. Res., vol. 20, n.o 11, pp. 1499-1505, 1984, doi: https://doi.org/10.1029/WR020i011p01499.
[8] H. Brannlund, J. A. Bubenko, D. Sjelvgren, y N. Andersson, «Optimal Short Term Operation Planning of a Large Hydrothermal Power System Based on a Nonlinear Network Flow Concept», IEEE Trans. Power Syst., vol. 1, n.o 4, pp. 75-81, nov. 1986, doi: 10.1109/TPWRS.1986.4335019.
[9] R. A. Duncan, G. E. Seymore, D. L. Streiffert, y D. J. Engberg, «Optimal Hydrothermal Coordination for Multiple Reservoir River Systems», IEEE Trans. Power Appar. Syst., vol. PAS-104, n.o 5, pp. 1154-1159, may 1985, doi: 10.1109/TPAS.1985.323467.
[10] L. M. Kimball, K. A. Clements, P. W. Davis, y I. Nejdawi, «Multiperiod hydrothermal economic dispatch by an interior point method», Math. Probl. Eng., vol. 8, n.o 1, pp. 33-42, 2002, doi: 10.1080/10241230211378.
[11] M. Basu, «Economic environmental dispatch of hydrothermal power system», Int. J. Electr. Power Energy Syst., vol. 32, n.o 6, pp. 711-720, jul. 2010, doi: 10.1016/j.ijepes.2010.01.005.
[12] X. Yuan, B. Ji, Z. Chen, y Z. Chen, «A novel approach for economic dispatch of hydrothermal system via gravitational search algorithm», Appl. Math. Comput., vol. 247, pp. 535-546, nov. 2014, doi: 10.1016/j.amc.2014.09.017.
[13] A. Santhosh, A. M. Farid, y K. Youcef-Toumi, «Real-time economic dispatch for the supply side of the energy-water nexus», Appl. Energy, vol. 122, pp. 42-52, jun. 2014, doi: 10.1016/j.apenergy.2014.01.062.
[14] B. Bezerra, Á. Veiga, L. A. Barroso, y M. Pereira, «Stochastic Long-Term Hydrothermal Scheduling With Parameter Uncertainty in Autoregressive Streamflow Models», IEEE Trans. Power Syst., vol. 32, n.o 2, pp. 999-1006, mar. 2017, doi: 10.1109/TPWRS.2016.2572722.
[15] F. Zaman, R. A. Sarker, y T. Ray, «Solving an economic and environmental dispatch problem using evolutionary algorithm», en 2014 IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management, dic. 2014, pp. 1367-1371, doi: 10.1109/IEEM.2014.7058862.
[16] M. Christoforidis, M. Aganagic, B. Awobamise, S. Tong, y A. F. Rahimi, «Long-term/mid-term resource optimization of a hydrodominant power system using interior point method», IEEE Trans. Power Syst., vol. 11, n.o 1, pp. 287-294, feb. 1996, doi: 10.1109/59.486108.
[17] L. Martinez y S. Soares, «Comparison between closed-loop and partial open-loop feedback control policies in long term hydrothermal scheduling», IEEE Trans. Power Syst., vol. 17, n.o 2, pp. 330-336, may 2002, doi: 10.1109/TPWRS.2002.1007900.
[18] A. L. Diniz, F. D. S. Costa, M. E. Maceira, T. N. dos Santos, L. C. B. D. Santos, y R. N. Cabral, «Short/Mid-Term Hydrothermal Dispatch and Spot Pricing for Large-Scale Systems-the Case of Brazil», en 2018 Power Systems Computation Conference (PSCC), jun. 2018, pp. 1-7, doi: 10.23919/PSCC.2018.8442897.
[19] V. H. Ferreira y G. H. C. Silva, «Natural optimization applied to medium-term hydrothermal coordination», en 2011 16th International Conference on Intelligent System Applications to Power Systems, sep. 2011, pp. 1-6, doi: 10.1109/ISAP.2011.6082235.
[20] M. BASU, «Goal-Attainment Method Based on Simulated Annealing Technique for Economic-Environmental-Dispatch of Hydrothermal Power Systems with Cascaded Reservoirs», Electr. Power Compon. Syst., vol. 32, n.o 12, pp. 1269-1286, dic. 2004, doi: 10.1080/15325000490446692.
[21] F. Cicconet y K. C. Almeida, «Moment-SOS relaxation of the medium term hydrothermal dispatch problem», Int. J. Electr. Power Energy Syst., vol. 104, pp. 124-133, ene. 2019, doi: 10.1016/j.ijepes.2018.06.004.
[22] Operador Nacional de Electricidad, CENACE, «Informe Anual CENACE 2019». 2020, [En línea]. Disponible en: http://www.cenace.org.ec/index.php?option=com_phocadownload&view=category&id=6:phocatinfanuales&download=1478:informe-anual-2019&Itemid=1.
[23] ARCONEL, «Reportes de Información Estadística del Sector Eléctrico», abr. 07, 2021. http://reportes.controlrecursosyenergia.gob.ec/ (accedido abr. 07, 2021).
[2] CELEC EP, «Portal de CELEC SUR», abr. 10, 2021. https://www.celec.gob.ec/celecsur/ (accedido abr. 10, 2021).
[3] F. Beltrán, W. de Oliveira, y E. C. Finardi, «Application of Scenario Tree Reduction Via Quadratic Process to Medium-Term Hydrothermal Scheduling Problem», IEEE Trans. Power Syst., vol. 32, n.o 6, pp. 4351-4361, nov. 2017, doi: 10.1109/TPWRS.2017.2658444.
[4] CELEC EP - Hidropaute, «Informe Anual 2017», 2018. https://www.celec.gob.ec/hidropaute/images/stories/INFORMES_DE_GESTION/2017/index.html (accedido abr. 21, 2021).
[5] A. G. Ruiz y O. G. Carmona, «Cálculo del valor en riesgo (var) en el despacho hidrotérmico a mediano plazo», Sci. Tech., vol. 1, n.o 35, Art. n.o 35, ene. 2007, doi: 10.22517/23447214.5345.
[6] S. Yakowitz, «Dynamic programming applications in water resources», Water Resour. Res., vol. 18, n.o 4, pp. 673-696, 1982, doi: https://doi.org/10.1029/WR018i004p00673.
[7] J. R. Stedinger, B. F. Sule, y D. P. Loucks, «Stochastic dynamic programming models for reservoir operation optimization», Water Resour. Res., vol. 20, n.o 11, pp. 1499-1505, 1984, doi: https://doi.org/10.1029/WR020i011p01499.
[8] H. Brannlund, J. A. Bubenko, D. Sjelvgren, y N. Andersson, «Optimal Short Term Operation Planning of a Large Hydrothermal Power System Based on a Nonlinear Network Flow Concept», IEEE Trans. Power Syst., vol. 1, n.o 4, pp. 75-81, nov. 1986, doi: 10.1109/TPWRS.1986.4335019.
[9] R. A. Duncan, G. E. Seymore, D. L. Streiffert, y D. J. Engberg, «Optimal Hydrothermal Coordination for Multiple Reservoir River Systems», IEEE Trans. Power Appar. Syst., vol. PAS-104, n.o 5, pp. 1154-1159, may 1985, doi: 10.1109/TPAS.1985.323467.
[10] L. M. Kimball, K. A. Clements, P. W. Davis, y I. Nejdawi, «Multiperiod hydrothermal economic dispatch by an interior point method», Math. Probl. Eng., vol. 8, n.o 1, pp. 33-42, 2002, doi: 10.1080/10241230211378.
[11] M. Basu, «Economic environmental dispatch of hydrothermal power system», Int. J. Electr. Power Energy Syst., vol. 32, n.o 6, pp. 711-720, jul. 2010, doi: 10.1016/j.ijepes.2010.01.005.
[12] X. Yuan, B. Ji, Z. Chen, y Z. Chen, «A novel approach for economic dispatch of hydrothermal system via gravitational search algorithm», Appl. Math. Comput., vol. 247, pp. 535-546, nov. 2014, doi: 10.1016/j.amc.2014.09.017.
[13] A. Santhosh, A. M. Farid, y K. Youcef-Toumi, «Real-time economic dispatch for the supply side of the energy-water nexus», Appl. Energy, vol. 122, pp. 42-52, jun. 2014, doi: 10.1016/j.apenergy.2014.01.062.
[14] B. Bezerra, Á. Veiga, L. A. Barroso, y M. Pereira, «Stochastic Long-Term Hydrothermal Scheduling With Parameter Uncertainty in Autoregressive Streamflow Models», IEEE Trans. Power Syst., vol. 32, n.o 2, pp. 999-1006, mar. 2017, doi: 10.1109/TPWRS.2016.2572722.
[15] F. Zaman, R. A. Sarker, y T. Ray, «Solving an economic and environmental dispatch problem using evolutionary algorithm», en 2014 IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management, dic. 2014, pp. 1367-1371, doi: 10.1109/IEEM.2014.7058862.
[16] M. Christoforidis, M. Aganagic, B. Awobamise, S. Tong, y A. F. Rahimi, «Long-term/mid-term resource optimization of a hydrodominant power system using interior point method», IEEE Trans. Power Syst., vol. 11, n.o 1, pp. 287-294, feb. 1996, doi: 10.1109/59.486108.
[17] L. Martinez y S. Soares, «Comparison between closed-loop and partial open-loop feedback control policies in long term hydrothermal scheduling», IEEE Trans. Power Syst., vol. 17, n.o 2, pp. 330-336, may 2002, doi: 10.1109/TPWRS.2002.1007900.
[18] A. L. Diniz, F. D. S. Costa, M. E. Maceira, T. N. dos Santos, L. C. B. D. Santos, y R. N. Cabral, «Short/Mid-Term Hydrothermal Dispatch and Spot Pricing for Large-Scale Systems-the Case of Brazil», en 2018 Power Systems Computation Conference (PSCC), jun. 2018, pp. 1-7, doi: 10.23919/PSCC.2018.8442897.
[19] V. H. Ferreira y G. H. C. Silva, «Natural optimization applied to medium-term hydrothermal coordination», en 2011 16th International Conference on Intelligent System Applications to Power Systems, sep. 2011, pp. 1-6, doi: 10.1109/ISAP.2011.6082235.
[20] M. BASU, «Goal-Attainment Method Based on Simulated Annealing Technique for Economic-Environmental-Dispatch of Hydrothermal Power Systems with Cascaded Reservoirs», Electr. Power Compon. Syst., vol. 32, n.o 12, pp. 1269-1286, dic. 2004, doi: 10.1080/15325000490446692.
[21] F. Cicconet y K. C. Almeida, «Moment-SOS relaxation of the medium term hydrothermal dispatch problem», Int. J. Electr. Power Energy Syst., vol. 104, pp. 124-133, ene. 2019, doi: 10.1016/j.ijepes.2018.06.004.
[22] Operador Nacional de Electricidad, CENACE, «Informe Anual CENACE 2019». 2020, [En línea]. Disponible en: http://www.cenace.org.ec/index.php?option=com_phocadownload&view=category&id=6:phocatinfanuales&download=1478:informe-anual-2019&Itemid=1.
[23] ARCONEL, «Reportes de Información Estadística del Sector Eléctrico», abr. 07, 2021. http://reportes.controlrecursosyenergia.gob.ec/ (accedido abr. 07, 2021).
