Intensidades marginales de carbono en sistemas hidrotérmicos de potencia : teoría y aplicación al Sistema Interconectado Central (SIC) de Chile
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2013
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Abstract
La promoción de algunas fuentes de energía renovable requiere de la estimación de su reducción de emisiones para vender créditos de carbón, motivando la presente propuesta que se organiza en torno a las siguientes tres secciones. En la primera parte se estudian modelos de flujo de potencia óptimo (OPF) aplicados a: un sistema térmico sin sistema de transmisión, un sistema térmico con sistema de transmisión, y un sistema hidrotérmico con restricciones de transmisión que permite la gestión óptima del agua embalsada (peak load shaving). Se concluye que los precios de energía se ven fuertemente afectados por las características topológicas y económicas de los sistemas eléctricos, variando temporal y espacialmente por los efectos de las restricciones de transmisión y la gestión óptima de la energía embalsada (valor estratégico del agua).
En la segunda parte se desarrolla un modelo hidrotérmico donde se definen la intensidad marginal de carbono (IMC) de un nodo, la intensidad sombra de carbono (ISC) de una línea de transmisión y la intensidad marginal de carbono del agua (IMCA) en un sistema hidrotérmico. Se presenta la metodología de cálculo de estos índices a través de un análisis de sensibilidad del modelo de flujo de potencia óptimo. Estos índices relacionan la operación óptima del sistema de potencia con las emisiones de carbono y pueden ser utilizados para el desarrollo eficiente de medidas de reducción de emisiones de carbono. Éste es el primer trabajo en desarrollar esta teoría en sistemas hidrotérmicos. En la tercera parte se calculan los factores marginales de emisión en el Sistema Interconectado Central (SIC) de Chile, los resultados muestran que las restricciones de transmisión de la red eléctrica y la gestión óptima del agua embalsada tienen un efecto importante en las emisiones de carbono del sistema eléctrico. Se concluye que es necesario incorporar estos factores marginales de emisión en la cuantificación de las emisiones entregando señales económicamente eficientes para el desarrollo de proyectos renovables.
En la segunda parte se desarrolla un modelo hidrotérmico donde se definen la intensidad marginal de carbono (IMC) de un nodo, la intensidad sombra de carbono (ISC) de una línea de transmisión y la intensidad marginal de carbono del agua (IMCA) en un sistema hidrotérmico. Se presenta la metodología de cálculo de estos índices a través de un análisis de sensibilidad del modelo de flujo de potencia óptimo. Estos índices relacionan la operación óptima del sistema de potencia con las emisiones de carbono y pueden ser utilizados para el desarrollo eficiente de medidas de reducción de emisiones de carbono. Éste es el primer trabajo en desarrollar esta teoría en sistemas hidrotérmicos. En la tercera parte se calculan los factores marginales de emisión en el Sistema Interconectado Central (SIC) de Chile, los resultados muestran que las restricciones de transmisión de la red eléctrica y la gestión óptima del agua embalsada tienen un efecto importante en las emisiones de carbono del sistema eléctrico. Se concluye que es necesario incorporar estos factores marginales de emisión en la cuantificación de las emisiones entregando señales económicamente eficientes para el desarrollo de proyectos renovables.
Description
Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2013