Post on 13-Jan-2016
description
transcript
PLANEAMIENTO DE LA
EXPANSIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE
TRANSMISIÓN
Antonio Escobar Z.
Grupo de PlaneamientoUniversidad Tecnológica de Pereira
2012
Métodos de Solución para el Problemade Planeamiento
19 circuitos nuevos en 17 corredores
23 circuitos nuevos en 19 corredores
45 circuitos en 40 corredores
23 circuitos nuevos en 19 corredores
13 circuitos en 11 corredores
Opcion 1 Desplanificación (Sistema Colombiano):
93 barras
155 corredores
Costo de inversión del plan de expansión
Costo de elementos de la red base usados
Pla
n d
e e
xpansi
ón t
radic
ional
Pla
n q
ue ince
nti
va p
erm
anenci
a d
e c
ircu
itos
Pla
n q
ue ince
nti
va r
eti
ro d
e c
ircu
itos
PN
L
Propuesta asociada al problema de congestionamientoen el problema de planeamiento de la expansión:
Determinar la solución de costo mínimo que elimina la congestión del sistema de potencia, para cualquier
escenario futuro de generación factible.
Todos los escenariosde generación
factibles
1
3
2
Ejemplo de escenarios de Generación Factibles:
125 MW
Generación = (G1 + G2) MW = 125 MW
Demanda = 125 MW
Gmin = 0 MWGmax = 150 MW
Gmin = 0 MWGmax = 90 MW
G1G2
Propuesta asociada al problema de congestionamientoen el problema de planeamiento de la expansión:
Conjetura: la red es adecuada para cualquier escenario de generación factible si es adecuada para todos los escenarios extremos y factibles de generación.
Todos los escenariosde generación
factibles
Escenarios extremosEscenario no
extremo
Concepto de Escenario Extremo
• Todos los generadores en uno de sus límites pueden o no ser factibles.
•Un generador es relajado para completar la demanda.•Para tres generadores, un escenario extremo es un punto
que pertenece a una arista del cubo de generación.
G1
G2G3
Escenario
extremo
Escenarios Extremos Posibles = 12 (un punto por cada arista)
Escenarios Extremos Factibles = 4 (los puntos factibles de cada arista)
Ejemplo de escenarios Extremos y Factibles:
G1
G2
G3
100 MW
50 MW
300 MW
30 MW
130 MW
80 MW
180 MW
Escenarios posibles todos los
puntos del volumen
G2
180 MW
G2 max = 50 MW
G3 max = 300 MW
G1 max = 100 MW
G1 min = 0 MW
G3 min = 0 MW
G2 min = 0 MW
G1
G3
• (n-1) generadores se encuentran en uno de sus límites.•Un generador es relajado para completar la demanda,
de tal forma que se cumpla la relación:
•Para que un escenario de generación sea extremo y factible se debe cumplir que:
Ejemplo de escenarios Extremos y Factibles:
• Si (n-1) generadores se encuentran en uno de sus límites y un generador puede ajustarse entre sus límites, entonces se tienen:
n*2(n-1) escenarios posibles
•Para 10 generadores, se tienen:
5120 escenarios extremos posibles. Algunos de ellos son infactibles, por ejemplo, si todos los generadores están en su límite inferior y este es cero, este es un escenario extremo infactible.
Ejemplo de escenarios Extremos y Factibles:
• Para el sistema IEEE24 nodos, con 10 generadores, de los 5120 escenarios extremos posibles, únicamente 78 escenarios son factibles. El 3.5% de los escenarios.
Ejemplo de escenarios Extremos y Factibles:
Problema que calcula el corte de carga de cada escenario
Problema operativo
Problema de Inversión
propuesta para los nij
Soluciones élite
Escenario de generación q = 1
no
si
Corte de carga acumulado
o
ij
ijij
iqi
j
qj
iqi
q
kqk
q
k
ijijoij
qij
qj
qiij
oijij
qij
qqq
p
q i
qii
ji
tegerinn
nn
dr
jgg
igg
ggg
fnnf
nnf
drgSf
ts
rvMin
),(
0
0
)(
0))((
..
2
1
1
q=p? p = escenarios extremos y factibles (178 en el caso IEEE 24)
Metodología de Solución usada:
Ejemplo de escenarios factibles para una demanda de 8550 MW
-----------------------------------------------------------------------------Plan escenario SumaMin SumaMax
g1 g2 g3 g4 g5 g6 g7 g8 g9 g10
---------------------------------------------------------------------------- 1 - 2 1 1 1 1 0 1 1 0 1 8274.000 8850.000 2 - 2 1 1 1 0 1 1 1 0 1 8094.000 8670.000 3 - 2 0 1 1 1 1 1 1 0 1 8163.000 8739.000 4 - 2 1 1 1 1 1 1 0 1 1 8439.000 9015.000 5 - 2 1 1 1 1 1 0 1 1 1 8439.000 9015.000 6 - 2 1 1 1 0 0 1 1 1 1 8529.000 9105.000 7 - 2 1 0 1 1 0 1 1 1 1 8274.000 8850.000 8 - 2 1 0 1 0 1 1 1 1 1 8094.000 8670.000 9 - 2 0 1 1 0 1 1 1 1 1 8418.000 8994.00010 - 2 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8163.000 8739.00011 - 1 2 1 1 1 0 1 1 0 1 8274.000 8850.00012 - 1 2 1 1 0 1 1 1 0 1 8094.000 8670.00013 - 0 2 1 1 1 1 1 1 0 1 8163.000 8739.00014 - 1 2 1 1 1 1 1 0 1 1 8439.000 9015.00015 - 1 2 1 1 1 1 0 1 1 1 8439.000 9015.00016 - 1 2 1 1 0 0 1 1 1 1 8529.000 9105.00017 - 1 2 0 1 1 0 1 1 1 1 8274.000 8850.000
-----------------------------------------------------------------------------
Mejor solución para todos los escenarios extremos factibles:
US$1.330.000.000
Mejor solución sin considerar escenarios de
generación:US$152.000.000
8.75
x
Solución con escenarios extremos y factibles:
US$(1.330.000.000 – 152.000.000) Es una medida de que tan
adecuada o inadecuada es la red inicial respecto a las condiciones de
libre competencia.
Solución con escenarios extremos y factibles:
G1 = 523.4 MW G2 = 9.7 MW G3 = 817.8 MW G4 = 1611.0 MW G5 = 586.1 MW G6 = 422.5 MW G7 = 872.4 MWG8 = 1090.4 MW G9 = 817.8 MWG10= 1799.1 MW
Prueba de la conjetura – Generación de escenarios no extremos
Criterio de parada coeficiente de variación de la media
CV de la media de
G(1) vs número de escenários
CV media de G(23) vs
número de escenários
Se estabiliza
Planeamiento Multietapa coordinado:• Determina que, donde, cuantos y CUANDO, realizar las inversiones.
Modelo de transportes
Modelo DC
Red inicial
PT: Plan tradicionalPC: Plan para múltiples escenarios de generaciónPCI: Plan para múltiples escenarios de generación e incertidumbre en dPCMO: Múltiples escenarios de generación y racionamiento del 5%PCIMO: Múltiples escenarios de generación, racionamiento e incertidumbrePS: Plan tradicional + contingencias simples