Cálculo en línea de flexibilidad de un sistema eléctrico de potencia

Abstract

La incertidumbre inherente a la generación de las Fuentes de Energía Renovable No Convencional (FERNC) supone retos adicionales en la planeación, programación y operación de los sistemas eléctricos de potencia. Con el fin de garantizar su operación segura y confiable, un sistema eléctrico debe contar con la capacidad de responder ante diferentes condiciones de cambio en el balance generación-demanda en todas las escalas y horizontes de tiempo; esta capacidad ha sido definida como la Flexibilidad del sistema de potencia. En esta tesis se caracterizan y evalúan cuatro indicadores propuestos en la literatura para cuantificar en línea la flexibilidad de una versión modificada del sistema IEEE de 39 barras, con un horizonte de muy corto plazo, ante distintos escenarios de operación. Posteriormente se proponen cambios a la formulación matemática de los indicadores analizados con la finalidad de que consideren variables adicionales a las planteadas inicialmente y, por ende, mejorar la confiabilidad de la información proporcionada a los operadores del sistema. La formulación propuesta en la tesis para los indicadores de flexibilidad es evaluada en la misma versión modificada del sistema IEEE de 39 barras y sus resultados fueron comparados con los resultados obtenidos de la formulación original. Por último, se utilizó el modelo eléctrico del Sistema Interconectado Nacional (SIN) de Colombia para calcular en línea su flexibilidad considerando las FERNC con capacidad superior a 1 MW que a la fecha están declaradas en operación. La implementación se hizo mediante simulaciones en DigSILENT Power Factory, utilizando el lenguaje de programación Python y una librería desarrollada que permite automatizar los comandos de DigSILENT para simular la operación en tiempo real de los sistemas de potencia. (Texto tomadfo de la fuente)

The inherent uncertainty in the generation of the Variable Renewable Energy (VRE) sources poses additional challenges in the planning, programming and operation of power systems. In order to guarantee its safe and reliable operation, a power system requieres the capability to respond to different changes in the generation-demand balance at all scales and time horizons; this capability has been defined as the Flexibility of the power system. In this thesis, four indicator proposed in the literature have been characterized and evaluated to make an online assessment of the flexibility of a modified version of the IEEE 39-bus system, with a very short-term horizon, in different operating scenarios. Subsequently, modifications to the mathematical formulation of the analyzed indicators have been proposed in order to cosider additional variables to those initially proposed and, therefore, improve the reliability of the information provided to the system operators. The formulation proposed in the thesis for the flexibility indicators is evaluated in the same modified version of the IEEE 39-bus system and its results were compared to the results obtained from the original formulation. Finally, the electrical model of the Colombian power system was used to online assess its flexibility, considering the VRE with capacity greater than 1 MW declared in operation to date. The implementation was done through simulations in DigSILENT Power Factory, using the Python programming language and a developed library which allows to automate DigSILENT commands in order to simulate the real-time operation of power systems.