Posgrado: Planeamiento integrado de la operación de sistemas multienergéticos en mercados eléctricos competitivos

Curso del programa de Posgrado en Ingeniería Eléctrica
Año 2023

PLANEAMIENTO INTEGRADO DE LA OPERACIÓN DE SISTEMAS MULTIENERGÉTICOS EN MERCADOS ELÉCTRICOS COMPETITIVOS

Fecha de inicio: 2 de mayo al 28 de junio de 2023

Días de cursado: Lunes a Viernes de 16:00 a 20 Hs Arg

Modalidad: Virtual a distancia - Presencial

Duración horaria: 240 horas (120 horas de clases y 120 horas de trabajos prácticos)

Dirección: Dr. Ing. Rodolfo Reta*

Docentes:  Dr. Ing. Rodolfo Reta, Dr. Ing. Benjamín Serrano, Dr. Ing. Diego Ojeda, Dr. Ing. Carlos Tascheret, Dr. Ing. Rodolfo Roses, Dr. Ing. Leonardo Ontiveros, Prog. María Ester Balmaceda, Ing. Alejandro Martí

Programa analítico

MODULO I:

1. Métodos de Optimización y Simulación. Métodos de programación matemática: Formulación matemática estándar. Formulación matricial. Características de un problema básico de “PL”. Tipo de soluciones. Aplicación práctica. Metodologías de solución. Adaptación de otras formas de “PL” diferentes a la estándar. Informaciones adicionales útiles de la “PL”. Programación entera binaria. Programación entera mixta. Teoría de dualidad. Problemas especiales de “PL”. Programación Cuadrática. Programación No Lineal. Método de Branch and Bound. Método de Descomposición de Benders. Método de Relajación Lagrangeana. Programación dinámica. Franja adaptativa de búsqueda. Programación dinámica estocástica. Aplicación de programación dinámica a problemas multidimensionales y a la programación de la operación. Método de simulación de Montecarlo.
2. Flujo Óptimo de Potencia Activa y Reactiva. El rol del FOP en sistemas de potencia. Modelación de componentes eléctricos para el cálculo del FOP. Formulación matemática general del FOP. Modelaciones matemáticas particulares del FOP. FOP acoplado activo – reactivo. FOP desacoplados activo y reactivo. Métodos de solución del FOP, basados en Programación Lineal, Programación No Lineal, Técnicas de Descomposición. Aplicaciones principales del FOP en estudios de sistemas de potencia. Utilización de programas de cálculo basados en alguna de las metodologías descriptas para resolver ejemplos prácticos.
3. Despacho Económico de sistemas eléctricos. Equilibrio de mercado y beneficio social. Costos de generación. Modelación de la demanda. Programación de la operación y el mercado. Restricciones de generación. El sistema de transmisión: consideración de congestión y pérdidas en la red. Despacho económico hidrotérmico: Consideraciones, horizonte de estudio, metodologías de resolución, restricciones, valor del agua.

MODULO II:

1. Caracterización de los Sistemas de Generación. Caracterización general de los sistemas de generación hidroeléctrica, termoeléctrica y basada en recursos renovables. Características técnicas, operativas y restricciones en relación con la programación de la óptima de la operación. Aspectos generales de la modelación: hidraulicidad, disponibilidad y mezcla de combustibles, restricciones operativas, costos de arranque y paradas.
2. Planeamiento de Mediano y Largo Plazo de SSEE (anual y plurianual). Objetivos, alcances y aplicaciones. Modelación de la demanda y de la red de transmisión. Modelación de la generación, aportes hidrológicos, disponibilidad integral de recursos primarios, topologías complejas de embalses en cascada. Embalses multipropósitos. Mantenimiento preventivo. Reserva de Generación. Costo de falla. Despacho en barra única y considerando la red. Función objetivo y restricciones. Modelación de las variables aleatorias. Métodos de optimización utilizados y combinación de los mismos. Descripción de los modelos OSCAR – MARGO y SDDP®. Parámetros de referencias entre la programación de largo – mediano y corto plazo. Cálculo del valor del agua.
3. Planeamiento de Mediano Plazo Integrado de Electricidad y Gas Natural: Características de los sistemas de energía eléctrica y de gas natural. Comparación de aspectos relevantes de ambos sistemas. Integración y Parámetros de coordinación. Almacenamiento energético. Planeamiento integrado de sistemas eléctricos y de gas natural. Comparación del planeamiento desacoplado con uno integrado: implicancias económicas y operativas. Aspectos de mercado: precios de la electricidad y del gas natural.
4. Planeamiento óptimo de la operación de corto plazo (semanal – diaria). Objetivos, alcances y aplicaciones. Modelación de los aportes, la demanda, la generación, disponibilidad de recursos primarios, mezcla de combustibles, topologías complejas de embalses en cascada, reserva, costos de arranque y paradas, tiempos mínimos en operación y fuera de servicio, retardo del agua entre embalses y red de transporte. Diferentes formas de considerar la red de transporte, red equivalente, restricciones, pérdidas, modelos DC y AC. Función objetivo y restricciones. Horizonte de optimización. Metodologías de solución. Predespacho, despacho y redespacho.
5. Introducción a la Planificación de la expansión de sistemas eléctricos. Planificación de la expansión de la generación y el sistema de transmisión. Etapas típicas de la planificación de la transmisión. Regulación de la expansión de sistemas eléctricos.

MODULO III:

1. Conceptos básicos de Microeconomía. Teoría de la demanda del consumidor. Teoría de la Producción. Competencia perfecta. Monopolio y Regulación. Oligopolio. Costos marginales. Cálculo de precios.
2. Estructura, funcionamiento y regulación de Mercados de Energía Eléctrica. Mercados de Energía Eléctrica. Competitividad y Poder de mercado. Empresas y entidades participantes en Mercados Competitivos. Rol de los Entes Reguladores. Productos comercializados en Mercados de Energía Eléctrica. Servicios Complementarios. Estructuras de Mercados Competitivos de Energía Eléctrica. Modalidades de compra-venta de energía.
3. Regulación del Servicio de Transmisión. Rol de la Empresa de Transmisión en Mercados Competitivos. Costos asociados al Servicio de Transmisión. Estrategias de regulación para definir las tarifas de red. Remuneración del servicio de transmisión bajo sistema de precios marginales. Remuneración variable del transporte y cargo complementario. Metodologías de asignación de cargos de transmisión. Principios de asignación y escenarios representativos. Aspectos regulatorios para el manejo de la congestión en sistemas eléctricos.
4. Expansión de sistemas eléctricos. Introducción a la expansión del sistema de transmisión. Aspectos regulatorios para el manejo de la congestión en sistemas eléctricos. Requisitos regulatorios para el acceso al sistema de nueva generación y equipamiento de transmisión.
5. Mercados Regionales de Energía Eléctrica. Introducción. Condiciones propicias para la integración. Beneficios y condiciones de equilibrio de los mercados. Transacciones internacionales de electricidad. Modelos de intercambio de energía. Rentas de congestión. Armonización regulatoria.

*Sobre el Director del curso:

Dr. Ing. Rodolfo Reta: Ingeniero Eléctrico, Universidad Nacional de San Juan
(UNSJ), 1994. Doctor en Ingeniería, UNSJ en cooperación con Universidad de
Wuppertal de Alemania, 2004. Profesor Titular en el IEE, UNSJ-CONICET.
Director de Cursos del Programa de Doctorado y Maestría en Ingeniería
Eléctrica, Cursos de Grado y Cursos de Perfeccionamiento para Graduados.
Director de Proyectos de Investigación y Director de Proyectos de Consultoría
y Transferencia Tecnológica, principalmente en las áreas de regulación de
mercados eléctricos, remuneración del servicio de transmisión y planificación
y programación de la operación de sistemas de energía eléctrica en Argentina, Panamá, El Salvador, Guatemala, Perú, Ecuador y Bolivia.