UNIVERSIDAD DE COLIMA

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

MERCADOS DE ENERGIA

PRESENTAN:

ALEJANDRO BANDA ASSAM

ANGEL YAEL MARTÍNEZ SÁNCHEZ

DOCENTE:

DR. EN C. LUIS CONTRERAS

DESPACHO ECONÓMICO INCLUYENDO LÍMITES DE GENERACIÓN Y PÉRDIDAS

CAMPUS COQUIMATLÁN, COLIMA., ABRIL DE 2015

INTRODUCCION

Un tipo de bus en los flujos de potencia era el bus controlado por voltaje, donde la verdadera generación de potencia y la magnitud de voltaje fueron especificadas. La solución de flujo de potencia proveyó el voltaje divide en fases la generación de potencia reactiva y el ángulo. En un sistema de potencia práctico, las centrales eléctricas no son localizadas a la misma distancia de los centros de cargas y sus gastos de combustible son diferentes.

También, bajo condiciones de funcionamiento normales, la capacidad de generación es más que la demanda de carga total y pérdidas. Así, hay muchas opciones para programar la generación. En un sistema de potencia interconectado, el objetivo es encontrar el verdadero y la planificación de potencia reactiva de cada central eléctrica de tal modo para reducir al mínimo el gasto de operación.

Esto quiere decir que permiten al generador verdadero y la potencia reactiva para variar dentro de ciertos límites para encontrar una demanda de carga particular con el coste mínimo de combustible. Llaman a esto el flujo de potencia óptimo (OPF) el problema. Los OPF son usados optimizar la solución de flujo de potencia del sistema de potencia de escala grande. Esto es hecho por reduciendo al mínimo el objetivo de las funciones seleccionadas manteniendo un funcionamiento de sistema aceptable en términos de la capacidad del generador de límites y la salida de los dispositivos que compensan.

I. DESPACHO ECONÓMICO INCLUYENDO LÍMITES DE GENERACIÓN Y PERDIDAS

El desarrollo de los despachos económicos se basa en el análisis de los condicionamientos económicos que afectan a un determinado sistema eléctrico para definir la combinación óptima de generadores en un instante concreto para una demanda particular.

En una primera aproximación a esta técnica, prescindiremos de los datos e influencia de la red, introduciéndolos más tarde de manera progresiva. El despacho económico consiste, por tanto, en que para una demanda dada consideramos qué generación tenemos (atendiendo o no a las pérdidas del sistema), declarando unos costes de producción delos generadores; y, a partir de ello, perseguimos la mejor configuración de la generación posible desde el punto de vista económico, independientemente de las empresas que haya detrás de esas centrales. Por todo ello, se trata de una optimización donde consideraremos que tenemos un nudo único dentro de la red al que inyectan energía una serie de generadores, que son absorbidas por unos demandantes.

Cada generador tendrá un coste por unidad de energía producida característico. Consideraremos de forma inicial sólo los costes debidos al combustible, sin tener presente los coste de mantenimiento, costes debidos a la compraventa de CO2 u otros que pueden ser introducidos más tarde. Los costes serán función de la potencia puesta en juego en cada central.

A más potencia, mayores consumos, luego mayor coste absoluto, aunque menor coste por unidad producida. Observando el comportamiento de la curva de costes se observa un óptimo en el que el coste unitario es el más bajo, es decir, el rendimiento de la producción es el más alto económicamente hablando.

Figura 1. Diagrama de despacho económico

DESPACHO ECONÓMICO INCLUYENDO PÉRDIDAS

Cuando las distancias de transmisión son muy pequeñas y la densidad de carga es muy alta, las pérdidas de transmisión pueden ser rechazadas y el despacho óptimo de generación es logrado con todas las plantas operando a un incremento igual al costo de producción. De igual forma, en una red interconectada donde la potencia es transmitida a través de largas distancias con áreas de densidad de cargas bajas, las pérdidas de transmisión son un mayor factor y afectan el despacho óptimo de generación. Una manera de incluir el efecto de pérdidas de transmisión es expresando la pérdida total de transmisión como una función cuadrática de las salidas de potencia del generador. La forma cuadrática más simple es:

PL=∑i=1

ng

∑j=1

n g

P i Bij P j

Los coeficientes Bij son conocidos como coeficientes B, el problema es minimizar el costo total de generación:

C t=∑1

n

Ci=¿∑1

ai+bi Pi+c i Pi2 ¿

Sujeto a las restricciones:

∑1

n

Pi=PD+¿PL¿

Pimin ≤ Pi≤ Pimax

Mediante el multiplicador de LaGrange y los términos adicionales necesarios para incluir las restricciones de desigualdad:

L=CT+λ (PD+PL−∑1

n

Pi)+∑1

n

μimax ( Pi−P imax )+∑1

n

μimin (Pi−Pimin)

Las variables μimaxy μimin son tales que su valor es cero si los límites de generación no son sobrepasados. La restricción se activa únicamente si alguno de los generadores sobrepasa los límites.

El efecto de incluir pérdidas en el transporte se traduce en introducir un factor de penalización cuyo valor depende de la situación en la que se localice el generador dentro de la red eléctrica. La ecuación a continuación muestra que se obtiene el mínimo costo cuando se igualan en todas las unidades generadoras el producto del costo incremental de cada generador por su factor de penalización.

( 1

1−δ PL

δ Pi)

δ Ci

δ Pi

=λ

El costo de producción incremental viene dado por la derivada de la ecuación que expresa las pérdidas en función de las potencias generadas. La derivada de dicha ecuación da lugar a la expresión:

δ PL

δ P i

=2∑1

n

B ij P j+BOi

O expresada de otra forma:

(Ci

λ+B ij)P i+∑

1

n

Bij P j=12¿

II. EJEMPLO 7.11

En la figura 2 está el bus de 26 nodos de la red del sistema eléctrico del problema 6.14. El bus 1 se toma como el bus slack con su voltaje ajustado a 1.025,0º pu. Los datos para los buses controlados por voltaje son:

Figura 2. Diagrama unifilar del ejemplo 7.11

Los datos del Shunt capacitivo:

Los costos de operación de generación en $/h, con Pi en MW son:

C1 = 240 + 7.0P1 + 0.0070P12

C2 = 200 + 10.0P2 + 0.0095 P22

C3 = 220 + 8.5P3 + 0.0090 P32

C4 = 200 + 11.0P4 + 0.0090 P42

C5 = 220 + 10.5P5 + 0.0080 P52

C26 = 190 + 12.0P26 + 0.0075 P262

Los límites de potencia real de generación son:

El resultado es:

III. CONCLUSIONES

REFERENCIAS

[1] Líneas de transmisión, Constantino Pérez Vega, Dpto. de Ingeniería de Comunicaciones, Universidad de Cantabria.

[2] Power System Analysis, Hadi Saadat, Milwaukee School of Engineering, McGraw-Hill.