Figura 3.1 Horizontes de Estudio.
La Planeación a Corto Plazo.
El trabajo de los especialistas del IIE en lo que se refiere a la planeación de operación de sistemas eléctricos de potencia conjunta diversas disciplinas, como la optimación matemática, la ingeniería eléctrica de potencia y la informática. En el Instituto, la planeación de operación constituye una línea de investigación en la que continuamente se buscan mejores métodos de optimación matemática, así como modelos cada vez más precisos del funcionamiento de los componentes del sistema eléctrico; estos modelos permiten considerar en la planeación todas las restricciones físicas y operativas del sistema.
La primera versión del paquete CT se empezó a desarrollar en 1981 y fue entregada a la CFE en 1985. Flujos Optimos Control de Frecuencia Puntos Base Despacho Económico Configurador de Redes Procesador de Información en Tiempo Real Asignación de Unidades Coordinación Hidrotérmica Anual Pronóstico de Escurrimientos y Lluvias Datos en Tiempo Real Pronóstico de Carga a Mediano Plazo
Pronóstico del Clima
Pronóstico de Carga a Mediano Plazo
Pronóstico del Clima Coordinación Hidrotérmica a Corto Plazo Programación de Mantenimientos Programación de Consumos de Combustibles Inventarios de Combustibles Unidades Disponibles Contratos de Combustibles Datos de Salidas Forzadas Datos de Lluvias Escurrimientos y Embalses Agua Disponible Restricciones Operativas Generación Hidraúlica Disponible Unidades Térmicas
Con este paquete se determina el plan de operación a corto plazo de las unidades generadoras.
El plan, conocido como pre- despacho, establece para cada hora de un horizonte de planeación de hasta siete días, cuáles unidades entrarán en operación y cuáles serán sus potencias de generación para satisfacer la demanda pronosticada; en el pre-despacho se considera un mínimo de reserva de energía en el caso de que se presente un aumento inesperado de la demanda.
El operador ajusta el pre-despacho cada hora, en respuesta a los cambios que se tengan en las condiciones de operación.
La asignación de unidades se hace de manera tal que se minimiza el costo de operación que resulta del consumo de combustible en las unidades termoeléctricas, aprovechando de la mejor manera la producción de las unidades hidroeléctricas, y respetando las restricciones de las cuencas, los embalses, las centrales, las propias unidades generadoras y la red de transmisión.
La metodología analiza matemáticamente un gran número de opciones en lo que se refiere a la asignación de unidades de generación y selecciona soluciones muy cercanas, en costo, a la óptima. Constituye, además, un sistema de información que almacena los datos relevantes de cada unidad, con el que se pueden producir informes y gráficos tanto ejecutivos como operacionales que apoyen la toma de decisiones. Por otra parte, la posibilidad de ejecutar reiteradamente los programas de cómputo del paquete permite al usuario estudiar el impacto económico tanto de las prácticas operativas como de las restricciones físicas que los elementos del sistema eléctrico imponen a la propia operación.
La Planeación de Mediano Plazo
En 1987, el paquete CT se actualizó. En esta segunda versión se mejoraron los programas existentes, se añadieron otros para ampliar el horizonte de planeación hasta un mes y el paquete se trasladó de la mini computadora en la que funcionaba a una computadora personal.
Con estos cambios se facilitó la articulación de la planeación a corto plazo con la de mediano plazo; esta última se contempla en uno o dos años, divididos en intervalos mensuales y determina cuánta agua de cada central hidroeléctrica debe utilizarse cada mes.
La importancia de la planeación de mediano plazo obedece a la considerable variación que presentan los escurrimientos de agua en los grandes embalses entre un año y otro; si se extrae demasiada agua y después se presenta una
que a su vez implica una mayor producción termoeléctrica con la consiguiente elevación en los costos.
En la planeación de mediano plazo se contemplan las posibles variaciones en los escurrimientos; así, permite programar la extracción de agua de modo que no se excedan los límites necesarios para garantizar la producción en caso de que no llueva lo suficiente.
Los últimos cambios en el paquete tuvieron lugar en 1992, motivados en parte por los considerables avances registrados en las plataformas de cómputo, los cuales han resultado en máquinas mucho más veloces y con gran capacidad de memoria, y también en los paquetes comerciales de software para integrar nuevas interfaces hombre-máquina, cuyo manejo es muy sencillo para el usuario.
Los programas de CT actualmente se ejecutan en lo que se ha llamado “red de planeación”, esto es, estaciones de trabajo conectadas entre sí y con otros sistemas de producción del CENACE. El uso de estas máquinas y las mejoras
introducidas en los algoritmos han permitido que en la tercera versión del paquete de Coordinación Térmica se contemple por primera vez el efecto de la red de transmisión.
Anteriormente el sistema eléctrico se consideraba como si hubiera un solo nodo en el que se concentraran toda la demanda y toda la generación, sin tomar en cuenta directamente el flujo en las líneas; las herramientas de cómputo que existían entonces no permitían mayor detalle. Ahora, el paquete considera la red eléctrica en cuanto a la red troncal; se abarcan las principales regiones de generación del país y los enlaces de transmisión que existen entre ellas.
Así, la planeación se hace tomando en cuenta de manera directa cuál sería el flujo de potencia en los enlaces interregionales y respetando los límites de transmisión de cada uno.
El paquete analiza matemáticamente un gran número de opciones en lo que se refiere a la asignación de unidades de generación y selecciona soluciones muy cercanas, en costo, a la óptima. Constituye, además, un sistema de información que almacena los datos relevantes de cada unidad, con el que se pueden producir informes y gráficos tanto ejecutivos como operacionales que apoyen la toma de decisiones.