Modelos de explotación a medio plazo de la generación eléctrica : aplicaciones para el sistema español

Disponer de una estimación a medio plazo suficientemente precisa de la utilización y costes variables de explotación de un sistema eléctrico es fundamental para realizar una planificación adecuada de su explotación, con vistas a reducir los costes sin comprometer la fiabilidad del suministro de energía eléctrica. Por otra parte, en la evaluación técnicoeconómica de opciones de expansión, los costes variables de explotación suponen una parte importante de la comparación'entre las diferentes alternativas en estudio. Ambos motivos hacen que sea fundamental disponer de un modelo de explotación que refleje adecuadamente las características de funcionamiento de los grupos y permita una optimlzación global de sus costes de explotación en un período dado. La Importancia relativa de los costes de explotación conduce a la necesidad permanente de perfeccionar y desarrollar nuevas herramientas de análisis. Para utilizar éstas adecuadamente es imprescindible su conocimiento detallado por parte de los usuarios, saber qué suposiciones y/o metodologías subyacen en ellas y, por lo tanto, qué se puede esperar de las mismas. Esta tesis analiza críticamente los modelos de explotación a medio plazo conocidos que reflejan el estado actual del arte, poniendo de relieve sus virtudes y limitaciones y proponiendo, en su caso, métodos de mejora. En primer lugar, se define el ámbito habitual de aplicación de los modelos de explotación a medio plazo dentro del conjunto de herramientas de análisis y planificación que utiliza una compañía eléctrica. Se clasifican los modelos de explotación según un procedimiento original atendiendo a los rasgos más básicos que permiten su diferenciación, definiendo unos modelos tipo en los que se basa el estudio posterior. Se utilizan modelos a cuya mejora y/o desarrollo se ha contribuido de manera importante y se desarrollan informáticamente versiones prototipo de nuevos modelos a fin de poder establecer conclusiones cuantitativas. Se definen las características más signiñcatlvas que permiten evaluar un modelo de explotación a medio plazo, obteniéndose conclusiones sobre las capacidades de cada uno mediante análisis cualitativos y cuantitativos de sus características. Se analiza también la utilización adecuada de cada tipo de modelo dependiendo del ámbito de aplicación y de las características técnico-económicas del sistema eléctrico considerado. A lo largo de la tesis se utiliza el sistema eléctrico peninsular español como principal caso ejemplo para centrar tanto los análisis cualitativos como la valoración cuantitativa de los modelos. Esta comparación permite extraer conclusiones globales de adecuación de los modelos a las características del sistema eléctrico considerado y de validez de las metodologías usadas al afrontar diferentes aplicaciones de los modelos de explotación de la generación. Para establecer ciertas comparaciones correctamente se ha desarrollado un modelo de referencia que permite realizar evaluaciones cuantitativas con algunos de los diferentes modelos estudiados. Es una aportación original y permite superar la mayor parte de las deficiencias de los modelos actualmente existentes, con la única limitación de su elevado tiempo de cálculo para determinadas aplicaciones. Este es un modelo de optimización probabilista. Optimiza la explotación de la generación planteando un problema de programación no lineal con restricciones lineales para cada escenario, haciendo uso de un gran número de ellos generados aleatoriamente. Este modelo de referencia representa el acoplamiento de las unidades de generación con variables discretas, cuyo valor optimiza mediante la técnica del branch and bound. Utiliza una simulación tipo Monte Cario para modelar la aleatoriedad en el sistema