Flujo de carga DC aplicado al sistema de trasmisión de energía eléctrica uruguayo

Abstract

En Uruguay, el crecimiento de la matriz energética junto con el ingreso de generación distribuida en diferentes nodos de la red, provocó que el método utilizado históricamente para el análisis de la red en estado estacionario, en el marco de la planificación de la expansión de la red de trasmisión de mediano plazo, quedara obsoleto. Este método, consistía en la determinación de los peores casos, combinando distintos escenarios de generación y demanda. Debido a la variabilidad de dichos escenarios, comenzó a presentar gran incertidumbre y dificultad para representar la realidad futura. Por este motivo, surge la necesidad de utilizar flujos de carga probabilísticos con enfoque Montecarlo que implican la resolución de un millón de flujos AC mediante métodos iterativos como Newton-Raphson. La totalidad de resoluciones requieren tiempos de ejecución elevados. Esto motivó el estudio e implementación de técnicas de resolución de flujos de carga aproximados como el flujo DC. En este trabajo se realiza una recopilación de los distintos documentos acerca de dichos flujos de carga aproximados y se aborda en detalle aquellos que plantean la resolución del flujo de carga mediante factores de distribución de potencia, PTDF (por su sigla en inglés Power Transmission Distribution Factors). Se documenta un estudio teórico de los modelos que a priori resultan aplicables a la red uruguaya. Se evalúan los modelos sobre las redes IEEE de 5, 39, 118 y 200 barras, comparando la resolución con el flujo de potencia activa de referencia AC, de forma de determinar la selección de los modelos que a priori pueden ser implementables sobre la red uruguaya. Se estudia la sensibilidad de los errores de los modelos a las aproximaciones consideradas. Los modelos seleccionados se evalúan ante la variación de la generación y la demanda en intervalo horario que presenta la red de trasmisión de energía eléctrica de Uruguay a lo largo de un año, totalizando 8760 escenarios. Dicha evaluación compara los resultados con la resolución de referencia mediante flujo AC y el análisis de la sensibilidad frente a algunos parámetros de interés. El estudio se divide según un el tipo de rama y de las conclusiones obtenidas, se destaca que la no consideración de pérdidas incrementa los errores frente al AC en algunas líneas, y en determinados casos la influencia de la relación de X/R cobra relevancia. Por último, se interpreta qué modelo mejor aproxima a la resolución AC de referencia y para determinar la gravedad de la diferencia a efectos de la aplicación, se agrega un análisis para determinar si dicho resultado subestima o sobrestima la solución de referencia para cada rama.