Curvas Sintéticas Tipos de Clientes

Como se mencionó al inicio de la sección 4.8.1, las curvas sintéticas, son una serie de estimaciones a partir de una curva real del operador del sistema. A través de las cuales es posible diseñar escenarios que en principio representan, por ejemplo un set de empresas distribuidoras cuyos clientes presentan diversos tipos de forma de consumo. La primera etapa de modelación consiste estimar las curvas agregadas de carga del sistema. El procedimiento desarrollado es el que se muestra en la Figura 4-7.

Un hecho relevante, es la necesidad de suavizar el efecto entre intervalos producto de estimación a partir de la componente aleatoria de las curvas, dado que el intervalo es de cada 5 minutos, no deben en forma normal cambios extremos entre el instante t y el t-1.

Estas curvas han sido diseñadas en base a información del NYISO, luego los resultados esperados son de una alta intensidad de consumo, si se comparan que las exigencias de la gran mayoría de países en desarrollo. Sin embargo, lo interesante de esta información, es que es posible lograr obtener perfiles de distintos tipos de consumo. En este sentido, es posible diseñar perfiles escalables a consumos existentes en países en desarrollo.

Carga de Serie temporal de Datos Fr(t) d = 1 Operador del Sistema ISO Es la ultima Empresa distribuidora? d = D d =d +1 No Set de datos de curvas agregadas para el periodo T Si Suavización de la curva. Generación de Curva agregada de

demanda para el periodo T

Generación de curva aleatoria a partir de Fr(t) – Proceso de estimación de Montecarlo. Generación de pesos w

Figura 4-7: Diagrama del proceso de generación de curvas agregadas de carga horaria con intervalos de 5 minutos.

La segunda etapa, consiste en desarrollar los diversos perfiles de carga según el tipo de cliente. En donde debe cumplirse que la suma de los consumos por tipo de cliente sea equivalente a la demanda agregada del sistema.

La metodología implementada es la que se muestra en la Figura 4-8. Serie de Datos Fs*(t) Base de Datos Curvas Agregadas Pre-procesamiento de la serie de tiempo

Numero de Bloques - B Grupo de Clientes Tipo - G

x=1 i=1 j=1 Es el Cliente G? Es el Bloque B? Curvas Sinteticas Fs(D,B,G) No Si Si Construcción de Matriz de Factores por tipo de cliente y bloque para cada distribuidora

Es la distribuidora D? j = j+1 i = i+1 j = 1 x =x+1 ; i=1 ; j=1 Fs(d,b,g)=Fs(x,i,j) No No Si

Figura 4-8. Generación de perfiles de carga por tipo de cliente para conformar la curva de carga de cada distribuidora del sistema

El proceso de pre-procesamiento, hace referencia al desarrollo de ajustes entre bloques para evitar saltos significativos entre cada uno de estos periodos, así como la eliminación de outliers, entre otros.

La curva de carga horaria fue dividida en 4 bloques idénticos, y se estimaron 4 tipos de perfiles de carga para cada set de datos. Los perfiles construidos son del tipo industrial y se encuentran en detalle en (Tsekouras et al, 2008); y éstos son los que se describen a continuación:

1. Carga plena en horario laboral: esta curva presenta una intensidad de consumo constante en los bloques horarios 2 y 3, es decir de las 6:00 a las 18:00hrs. 2. Carga plena: es una curva de consumo constante, la cual presenta leves baja en

la mañana así como un pequeño incremento en el horario punta.

3. Escalera descendente: es una curva que disminuye su consumo en la medida que se acerca la punta del sistema.

4. Escalera ascendente: es un consumidor que tiene preferencia de consumo en las horas de la tarde, generalmente algunos comercios presentan este perfil de carga.

5. Curva clásica de consumo residencial: algunos clientes comerciales presenta este tipo de tendencia.

6. Consumo exclusivo fuera de punta: este consumidor en noctambulo, su consumo se realiza en el turno de noche, una imprenta, un periódico, puede tener este tipo de comportamiento.

7. Consumo preferente en punta: este cliente sólo tiene consumos significativos en horario punta.

a) Carga plena en horario laboral:

Esta curva presenta una intensidad de consumo constante en los bloques horarios 2 y 3, es decir de las 6:00 a las 18:00hrs.

Figura 4-9: Perfil de consumo del tipo horario de oficina (MW)

La ventaja de un perfil de este tipo, es su potencial estrategia de contratación a partir de energía renovable (Solar PV Fijo o Seguidor). El desarrollo de un portafolio de energía base convencional más un bloque de contratación a partir de ERNC en donde dicho portafolio incorpore demanda gestionable que cuente con medios de generación distribuida resulta estratégico. En efecto, un esquema de generación distribuida que satisface la punta (sobre los 400 MW), reduciría las exigencias que ve el distribuidor así como su riesgo de demanda máxima coincidente con la demanda máxima del sistema.

b) Carga plena:

Este perfil se caracteriza por ser un consumo de naturaleza constante, con leves variaciones durante el día, una baja en la mañana así como un pequeño incremento en el horario punta.

Este perfil requiere de esquemas de gestión automática de generación o de carga (según sea el programa DR al cual se suscriba), de manera de reducir el consumo visto por parte del operador en las horas de máxima exigencia. En este tipo de clientes (generalmente consumo industrial y minero) son requeridos sistemas de respaldo automático, los cuales podrían ser parte de un Joint Venture entre el

distribuidor y el cliente libre de manera de realizar una desconexión parcial o total de consumo.

Figura 4-10: Perfil de consumo a carga plena industrial-minero (MW)

c) Escalera descendente:

Esta demanda se caracteriza porque su perfil de consumo disminuye su consumo en la medida que se acerca la punta del sistema y puede obedecer a zonas mixtas, esto es, zonas comerciales más un grupo de consumo residencial. También clasifica para edificios que cuentan con sistemas de acumulación de calor, que aprovechan la energía barata en la noche para almacenar energía en forma de calor y usarla durante el día.

d) Escalera ascendente:

Este es un consumidor que tiene preferencia de consumo en las horas de la tarde, generalmente se asocia a centros comerciales, áreas de entretenimiento, zonas de comercio de productos, cinemas, locales comerciales, restaurantes en la modalidad (restaurante – Bar) presentan este perfil de carga.

Figura 4-12: Perfil de consumo comercial - escalera ascendente (MW)

Para esquemas de consumo de esta naturaleza existen varias estrategias de soporte a demanda en punta. La ventaja es que en la mayoría de estos casos la demanda en principio es predecible, luego una estrategia es que el distribuidor establezca contratos de suministro distribuido con la demanda para garantizar parte de la componente de punta más esquemas de emergencia ante posible exceso de consumo.

e) Curva clásica de consumo residencial:

Una parte importante de la demanda cuenta con este tipo de perfil de consumo. Sin embargo, en el último tiempo se ha observado u desplazamiento del consumo hacia las horas noche, especialmente en escenarios en donde los comercializadores transfieren el riesgo del mercado al usuario final. Pese a esto, la tendencia aún

marca el periodo entre las 18:00 – 23:00 horas como el de mayor intensidad de consumo eléctrico en los hogares. En el caso Chileno se ha observado que este perfil7 se mantiene, sin embrago su intensidad varía en forma significativa (de dos a tres veces) en función de la zona socio económica que se esté observando.

Figura 4-13: Perfil de consumo residencial clásico (MW)

En este escenario lo ideal es un esquema de participación voluntaria que contemple al menos dos productos (i) venta de excedentes de energía desde fuentes de generación (ii) esquemas voluntario de reducción o desconexión automática de carga, (iii) implementación de generadores virtuales con ofertas conjuntas para abastecer consumo en horas de punta

f) Consumo exclusivo fuera de punta:

Este perfil es usado por industrias que operan en forma contraría al día laboral clásico, imprentas, clubes nocturnos, algunos lugares de entretenimiento, como teatros, entre otros. También se ha observado que este perfil se asocia a clientes noctámbulos.

7

Considerando curvas de consumo real del 2010 disponibles en la página web del operador del sistema (CDEC-SIC)

g) Consumo preferente en punta:

Este perfil es usado por comercios que operan solo en horario punta, imprentas, clubes nocturnos, restaurantes-bar, algunos lugares de entretenimiento, como teatros, entre otros.

De esta manera la curva agregada de una de las distribuidoras virtuales, que presenta 7 diferentes tipos de clientes presenta un comportamiento durante la semana tal como se muestra en la Figura 4-14.

0 50 100 150 200 250 300 350 0:00 1:40 3:20 5:00 6:40 8:20 10:00 11:40 13:20 15:00 16:40 18:20 20:00 21:40 23:20

Figura 4-14: Perfiles sintéticos de consumo agregados para una semana tipo

Nótese que el primer día que aparece es domingo. Ahora, el actual modelo de generación de curvas y las ecuaciones de cliente tipo no distinguen carga para días feriados y domingo, es una restricción que se puede incorporar a algún cliente ej. GC1. De esta manera, la etapa final en el desarrollo de las curvas sintéticas consiste en replicar esta metodología en las series agregadas