PROPUESTA DE HERRAMIENTA INFORMÁTICA PARA REALIZAR LA PROYECCIÓN DE DEMANDA DE ENERGÍA ELÉCTRICA
DIANA MARÍA HINCAPIÉ URIBE 20171197044
SAMIR ANTONIO TUIRÁN MÁRQUEZ 20171197097
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERÍA
ESPECIALIZACIÓN EN GESTIÓN DE PROYECTOS DE INGENIERÍA BOGOTÁ
CONTENIDO
1. JUSTIFICACIÓN ... 5
2. IDENTIFICACIÓN ... 5
2.1. Planteamiento del problema ... 5
2.2. Análisis de interesados ... 9
2.3. Matriz de marco lógico ... 11
3. OBJETIVOS ... 14
3.1. Objetivo general ... 14
3.2. Objetivos específicos ... 15
4. MARCOS DE REFERENCIA ... 15
4.1. Marco histórico ... 15
4.2. Estado del arte ... 16
4.3. Marco conceptual ... 17
4.3.1. Mercado eléctrico mayorista (MEM) ... 17
4.3.2. Empresas comercializadoras de energía ... 18
4.3.3. Empresas generadoras de energía ... 18
4.3.4. Bolsa de energía ... 18
4.3.6. Demanda de energía eléctrica en Colombia ... 19
5. ESTUDIO DE MERCADO ... 20
5.1. Identificación del bien o servicio ... 20
5.1.1. Usos ... 20
5.1.2. Usuarios ... 20
5.1.3. Presentación ... 20
5.1.4. Composición ... 21
5.1.5. Características físicas ... 21
5.1.6. Producto ... 21
5.1.7. Productos Sustitutos ... 21
5.1.8. Complementarios ... 22
5.1.9. Bienes de capital, intermedios y finales ... 22
5.1.10. Sistemas de distribución ... 22
5.1.11. Bienes y servicios del sector público ... 22
5.1.12. Condiciones de política económica ... 23
5.2.1. Análisis del mercado ... 23
5.2.2. Pronóstico de demanda ... 24
5.3. La oferta ... 28
5.4. El precio ... 29
5.4.1. Características de las Licencias: ... 29
5.4.2. Precio de los Servicios posventa: ... 29
5.5. La comercialización ... 30
5.5.1. Estructura de los canales ... 30
5.5.2. Los sistemas de transporte empleados ... 30
5.5.3. La presentación del producto o servicio ... 30
5.5.4. Formas de pago ... 30
5.5.5. La asistencia técnica a los usuarios ... 31
5.5.6. Promoción y publicidad ... 32
6. ESTUDIO TÉCNICO ... 32
6.1 Tamaño ... 32
6.1.1 Capacidad del proyecto ... 33
6.2 Localización ... 33
6.3 Ingeniería del proyecto ... 33
6.3.1 Requerimientos para el desarrollo de Forecast Wizard ... 33
6.3.2 Descripción técnica del producto o servicio ... 37
6.3.3 Identificación y selección de procesos ... 38
6.3.4 Equipos ... 46
6.3.5 Distribución espacial e interna ... 48
6.3.6 Gestión tecnológica ... 48
7. ESTUDIO ORGANIZACIONAL ... 49
7.1. Personal ... 49
7.2. Organigrama ... 50
8. EVALUACIÓN FINANCIERA DEL PROYECTO ... 50
8.1. Inversión inicial ... 50
8.1.1. Costos de personal ... 51
8.1.2. Costos recursos tecnológicos ... 51
8.1.4. Servicios ... 53
Teniendo en cuenta un sector estrato 4, para una empresa de 50 a 100 (137,00 m²), personas y suponiendo que el proyecto tuviese que pagarlo se estiman los siguientes valores. Ver tabla 13. ... 53
8.1.5. Comercialización y publicidad... 53
Corresponde al 4% de los ingresos proyectados: ... 53
8.2. Proyección de ingresos ... 53
8.3. Costos servicios posventa ... 54
8.3.1. Costos de personal ... 54
8.3.2. Recursos tecnológicos ... 55
8.4. Otros costos ... 55
8.5. Flujo de caja ... 55
8.5.1. Escenario Realista e inversión inicial – Recursos propios (ver tabla 18) 56 8.5.2. Escenario Pesimista e inversión inicial – Recursos propios (ver tabla 19) 56 8.5.3. Escenario Optimista e Inversión inicial – Recursos propios (ver tabla 20) 57 8.5.4. Escenario realista e inversión inicial 60% - 40% (Ver tabla 21) ... 58
8.5.5. Escenario pesimista e inversión 60% - 40% (Ver tabla 22) ... 58
8.5.6. Escenario optimista e inversión 60% - 40% (Ver tabla 23) ... 59
9. ESTUDIO AMBIENTAL... 60
10. GERENCIA DEL PROYECTO ... 60
10.1. Estructura desglosada del trabajo EDT ... 60
10.2. Diagrama de Gantt ... 61
10.3. Curva S ... 61
10.4. Gestión de riesgos (RBS) ... 62
10.4.1. Tipos de riesgos ... 62
10.4.2. Gestión de Riesgos ... 63
11. CONCLUSIONES ... 63
ANEXOS ... 65
Anexo 1 ... 66
1. JUSTIFICACIÓN
Los sistemas eléctricos de potencia y distribución tienen el objetivo principal de proveer el servicio de energía garantizando parámetros mínimos sobre la calidad asegurando la continuidad, seguridad y confiabilidad, por esta razón se hace referencia a la demanda de energía. Sin embargo, los sistemas eléctricos no son sistemas adaptables ni cambiantes y para suplir dicha demanda requiere contar con un estimado del valor demandado por dicho sistema para poder realizar las modificaciones y cumplir con las exigencias del servicio. La determinación de un buen estudio de pronóstico de demanda de energía eléctrica es importante puesto que contribuye a la correcta programación de unidades de generación por parte del CND (Centro Nacional de Despacho), el marco regulatorio dispuesto por la CREG (Comisión de Regulación de Energía y Gas) le exige a todos los OR (Operadores de Red) del país un pronóstico de energía y potencia horaria, el cual debe ser enviado cada semana al CND para que éste pueda realizar la operación y programación de las unidades de generación que diariamente salen seleccionadas en el despacho económico, con el fin que no se tengan que realizar nuevas programaciones con unidades de generación más costosas para atender la demanda o, en el caso contrario, prescindir de generaciones programadas, todo ello implicando mayores costos por generación.
Un pronóstico más acertado reduce el riesgo de realizar redespachos donde se deban usar unidades de generación más costosas o, por el contrario, se deba prescindir de generaciones programadas anteriormente. Por las razones expuestas se encuentra la necesidad de plantear un proyecto basado en la propuesta de una herramienta de software que permita optimizar y hacer más eficaces los procedimientos utilizados actualmente para las proyecciones de demanda energía eléctrica que debe estimar un comercializador de energía eléctrica para cumplir con la demanda contratada a sus clientes (grandes consumidores), sin que dicho proceso represente una compra de energía en bolsa con unos valores mucho más altos que el valor de compra inicial, adicional facilite la toma de decisiones relacionados con el mercado de energía eléctrica buscando siempre obtener la mejor utilidad para los comercializadores de energía.
2. IDENTIFICACIÓN
2.1. Planteamiento del problema
sistemas eléctricos no son adaptativos, por esta razón se requiere contar con un estimado del valor demandado por dicho sistema para poder realizar las modificaciones y cumplir con el servicio.
Cada día la realización de un muy acertado pronóstico de energía y de potencia eléctrica se convierte en un factor relevante e importante debido a la necesidad de poder realizar la operación y programación de las unidades de generación que diariamente salen seleccionadas en el despacho económico. Por otro lado, este factor se ha convertido en una misión de los diferentes operadores de red, los cuales desarrollan una planeación operativa y comercial a partir de este cálculo.
Al disminuir las desviaciones del pronóstico se reduce el riesgo de realizar redespachos donde se deban usar unidades de generación más costosas o, por el contrario, se deba prescindir de generaciones programadas anteriormente, así mismo, con un valor pronosticado cercano al comportamiento real del mercado se entrega a los agentes comercializadores herramientas que facilitan la toma de decisiones sobre la cantidad de energía que debe estimar para comprar y vender; de forma resumida y explicita se presentan los factores que afectan la situación problema mencionada:
- Sobreestimar la demanda de energía que se debe contratar mediante
contratos a largo plazo: El hecho de que el comercializador compre más energía de la que debe suministrar a sus clientes mediante contratos a largo plazo, representa pérdidas económicas para el comercializador, ya que dicha energía excedente contratada no se ve reflejada en facturación y las pocas veces que es comprada por otro comercializador, es negociada con precios inferiores al valor inicial contratado.
- Subestimar la demanda de energía que debe ser contratada mediante
contratos a largo plazo: En el momento en que el comercializador realiza un
- Falta de sistematización de proceso de proyección de demanda: La mayoría de los comercializadores, realizan sus proyecciones de demanda mediante hojas de cálculo de Excel y otros pocos utilizan programas estadísticos, sin embargo ninguna de estas alternativas permite al usuario almacenar un histórico de las proyecciones realizadas con datos de periodos anteriores, que les facilite la interacción con escenarios dinámicos mediante la variación de para metros que influyan en el cálculo de la proyección. En la mayoría de las ocasiones la proyección se realiza en el momento en que se necesita y dicha información se pierde por no estar almacenada en una base de datos.
- Alta dependencia de generación hidráulica de energía eléctrica: En
Colombia aproximadamente el 75 % de la energía eléctrica generada tiene como fuente la generación hidráulica, lo cual genera una fuerte dependencia del estado de factores como las condiciones climáticas, el nivel de los embalses y las épocas de sequía, los cuales sin duda alguna influyen de forma directa en el precio de la energía eléctrica en bolsa.
- Imposibilidad de vender excedentes de energía de comercializador a
comercializador: En las situaciones en las cuales un comercializador presenta excedentes de energía, no tiene la posibilidad de vender directamente a otro comercializador dicha energía, por la dinámica comercial que utiliza la bolsa de energía (falta de tiempo para cumplir con todos los requisitos que requiere establecer un contrato), adicional el mercado de la energía ofrece ventanas de tiempo muy reducidas para negociar la energía excedente hora a hora, ya que dicha energía no puede ser almacenada para posteriores despachos.
A continuación, se observa el árbol de problemas en la Imagen 1.
Fuente: Propia
Teniendo en cuenta lo mencionado anteriormente, se hace necesario proponer una opción que mejore todos los aspectos que se ven afectados con el posible cálculo de demanda de energía no acertado con respecto a la demanda real a futuro cercano. De la anterior situación problema surge la necesidad y la solución de dicha problemática con la propuesta de un proyecto:
• Necesidad: Para los agentes comercializadores que participan en el mercado de energía, es necesario contar con una herramienta que permita realizar proyecciones de energía acertadas en el corto plazo, que faciliten y entreguen los criterios suficientes para mejorar la toma de decisiones. • Proyecto: Diseño de una herramienta de software sobre desarrollo .Net
(aplicativo Web) que permita realizar proyecciones sobre la demanda de energía utilizando diferentes tipos de métodos de cálculo, los cuales faciliten la toma de decisiones para interactuar en el mercado de energía de la forma más conveniente financieramente para el comercializador.
Basándose en los procedimientos y metodologías que plantea el enfoque de marco lógico, se realiza la construcción del árbol de objetivos mediante la transformación del árbol de problemas. Ver Imagen 2.
Imagen 2. Árbol de Objetivos Fuente: Propia
Del árbol de objetivos se extraen las alternativas que se consideran como posibles soluciones a la situación objetivo de optimización y mejora. Este análisis de alternativas se puede observar en la tabla 1.
2.2. Análisis de interesados
Los interesados o Stakeholders que se pueden ver afectados por la realización del proyecto positiva o negativamente se identifican y analizan en la tabla 2:
Tabla 2. Análisis de involucrados directos Fuente: Propia
Grupo de actores Intereses Interés en el proyecto
Grado Interés
Grado Influencia
Empresas
comercializadoras de energía
Compra y venta energía, mediante estimación de la demanda
Obtener una herramienta que ayude a realizar la estimación de la demanda con la mínima desviación.
Alto Alta
Empresas generadoras de energía
Buena planeación para producción y oferta de energía.
Programar de manera eficiente la
generación de la energía eléctrica con la demanda
correctamente estimada
bajo Baja
Grupo ejecutor del proyecto
Realizar la correcta planificación y ejecución de los proyectos asignados
Diseñar una
herramienta para que las empresas comercializadoras de energía puedan realizar una
proyección de forma eficiente de la demanda de energía eléctrica.
Patrocinador (Gerencia)
Rentabilidad y sostenibilidad de la empresa
Rentabilidad del
proyecto Alto Alta
Área de mercadeo y ventas
Impulsar nuevos productos para aumento de clientes
Atracción del cliente mediante nuevos productos
Alto Baja
Socios
Aumento de valor de la empresa, mediante la realización de proyectos rentables
Aumento de valor de la empresa mediante la ejecución del proyecto
Bajo Alto
Centro Nacional de despacho
Correcta programación de unidades de generación de energía.
Mediante la correcta estimación de la energía de las empresas
comercializadoras, se realizará la correcta programación de generación
Bajo Baja
Comisión de
regulación de energía y gas (CREG)
Asegurar que el servicio de energía eléctrica se preste a los usuarios a menor costo para estos y con la mayor remuneración para las empresas que permitan garantizar calidad y cobertura del servicio.
Asegurar la prestación del servicio de energía de las empresas de energía con la mayor calidad
Bajo Baja
Imagen 3. Matriz de interesados Fuente: Propia
2.3. Matriz de marco lógico
En la tabla 3 se observa la matriz de marco lógico.
Tabla 3.Matriz de marco lógico Fuente: Propia
Resumen Narrativo de Objetivos (RNO)
Indicadores Verificables Objetivamente (IVO)
Medios de Verificación (MV) estadística, permita la
interacción de
diferentes variables que influyen en el pronóstico de demanda de energía eléctrica y así, las empresas comercializadoras de
Indicador del nivel de mejora en cuanto a la optimización de recursos empleados para el pronóstico de la demanda de energía.
Indicador del nivel de satisfacción de los usuarios (Comercializadores), al ver la reducción de costos por una apropiada estimación.
Registros estadísticos que permitan realizar la comparación del tiempo, trabajo y suministros que se invierten en realizar el pronóstico con herramientas
convencionales frente a la nueva herramienta propuesta.
La herramienta informática
desarrollada para el pronóstico de demanda de energía eléctrica es mucho más eficiente que los procedimientos y herramientas actuales para dicha estimación. Mediante el cálculo del pronóstico con la herramienta Grupo ejecutor del
proyecto Patrocinador (Gerencia)
OBSERVAR
Empresas generadoras de energía Centro Nacional de
despacho
energía pueden realizar dicho pronostico con la mínima desviación posible.
Informe de gestión donde presenten resultados operativos con la implementación de la nueva herramienta
informática.
desarrollada se ha aumentado el nivel de satisfacción de las comercializadoras de energía ya que han reducido sus costos en la compra de energía en bolsa.
Propósito
Las empresas
comercializadoras de energía del mercado eléctrico colombiano,
disminuyen la
probabilidad de desviaciones en el pronóstico de la demanda de energía eléctrica con el uso de una herramienta informática, que integra todas las variables que se deben considerar para dicho objetivo.
Indicador del nivel de mejora en cuanto a la desviación de la estimación de la demanda respecto a la demanda real.
Registro estadístico que permita comparar desviaciones
obtenidas con métodos tradicionales frente a la herramienta que se propone.
Disminución en la probabilidad de desviaciones en el pronóstico de demanda de energía eléctrica, en las empresas
comercializadoras del mercado eléctrico colombiano.
Componentes
1. Herramienta informática para el cálculo de la demanda de energía eléctrica, que integre todas las variables que se deben considerar para la estimación deseada.
2. Herramienta sistematizada
3. Herramienta informática que articula con diversas
Indicador de eficiencia sobre cálculo en el pronóstico de demanda de energía eléctrica.
Indicador de integración con fuentes externas de información que influyen en la estimación adecuada de la demanda de energía eléctrica.
Indicador de optimización de procesos mediante la sistematización del pronóstico de la demanda de energía eléctrica.
Indicador de costos asociados con la ejecución de cada fase del proyecto.
Reporte de indicadores que permitan revisar la eficiencia de los procedimientos. Informe sobre los aspectos que influyen en la integración de la herramienta con fuentes externas. Reporte sobre optimización de procesos que se vieron mejorados con la sistematización del pronóstico de la demanda de energía eléctrica.
Informe de gestión sobre costos necesarios para
Con el uso de todas las variables que influyen en el pronóstico de la demanda de energía eléctrica, se garantiza que la confiabilidad y veracidad de la información con la que se realizara el
pronóstico Mediante la sistematización de todos los subprocesos del pronóstico de la demanda de energía eléctrica, se consigue optimizar los recursos disponibles para dicho fin.
fuentes de información.
ejecución de cada fase del proyecto.
con la sistematización realizada se genera valor agregado al producto ya que el usuario tendrá la posibilidad de variar diversos parámetros que faciliten su toma de decisiones en cuanto a la dinámica de evaluar escenarios y presentar un pronóstico de demanda de energía eléctrica
recursos para desarrollo de la repositorio de datos.
2.2 Análisis sobre jerarquización de variables a tener en variación de parámetros
Indicador de la capacidad operativa de cada actividad.
Indicadores estadísticos de los análisis realizados para cada actividad que se debe ejecutar en cada una de las fases del proyecto.
Indicador de tiempo requerido para ejecución de cada actividad.
Indicador de recursos necesarios para la ejecución de proyecto teniendo en cuenta los indicadores de tiempo de ejecución de cada actividad.
Indicador de costos asociados con la ejecución de cada actividad.
Indicador de la demanda de la herramienta informática para el pronóstico de la demanda de energía eléctrica.
Plan técnico operativo del proyecto
Reporte de análisis estadísticos de cada actividad y fase del proyecto.
Informe de avances periódicos del proyecto
Informes de nivel de desempeño y cumplimiento de cada una de las actividades y su aporte a cada fase del proyecto. Reporte de costos y cotizaciones Informe de los beneficios y características complementarias esperados por el usuario con cada actividad del proyecto.
Con la ejecución de las actividades de cada una de las fases del proyecto, se conseguirá
dimensionar cual será la demanda,
y evaluación de posibles escenarios.
3:
3.1 Análisis técnico de integración de herramienta, con motores de recolección de
datos de
suministros de energía. 3.2 Análisis técnico
de integración con fuentes de información de variables que influyen en el pronóstico. 3.3 Determinar condiciones económicas para articular con fuentes de información externas. 3.4 Determinar
condiciones legales para articular con fuentes de información externas. 3.5
pronóstico frente a la demanda real.
3. OBJETIVOS
3.1. Objetivo general
3.2. Objetivos específicos
Determinar la viabilidad de integración de la herramienta de software propuesta con fuentes de información externas como condiciones económicas, meteorológicas y datos históricos de demanda.
Presentar las condiciones que se deben mejorar en el pronóstico de la demanda de energía eléctrica para reducir las pérdidas económicas que sufren las empresas comercializadoras por sobreestimar o subestimar dicha demanda.
Evaluar la viabilidad de integrar la herramienta de software propuesto con software de recolección de datos de suministros de energía.
Determinar las ventajas y beneficios que se obtienen con un modelo de sistematización adaptado al proceso de pronóstico de la demanda de energía eléctrica para las empresas comercializadoras del mercado colombiano.
Contribuir con la reducción de la probabilidad de sobrecargas en los sistemas de distribución de energía eléctrica y de esta forma reduciendo la ocurrencia de apagones y fallas de los equipos mediante un correcto pronóstico de la demanda de energía eléctrica.
4. MARCOS DE REFERENCIA
4.1. Marco histórico
A finales del siglo XIX se da inicio a la prestación del servicio de energía eléctrica en Colombia mediante empresas privadas, en el siglo XX esas empresas privadas pasan a ser el Estado por la opresión de la clase política del país. En el año de 1967 se constituye la empresa ISA encargada de construir y operar el Sistema Interconectado Nacional (SIN), con la finalidad de optimizar los procesos tendiendo a minimizar los costos del sistema.
económicos, ambientales y de viabilidad financiera. En el 1995 se constituye el Mercado Energía Mayorista conformado por un conjunto de sistemas de intercambio de información entre generadores y comercializadores que operan en el Sistema de Interconexión Nacional. Aquí se transa toda la energía para abastecer la demanda de los usuarios conectados, El funcionamiento del MEM está soportado en la existencia de una Bolsa de Energía (BE) en la que se realizan intercambios comerciales definidos en el contexto de un mercado spot; que es aquel donde todos los activos que se compran o venden se entregan de forma inmediata (o en un corto período de tiempo) al precio de mercado del momento de la compra/venta, y no al precio que haya en el momento de la entrega del activo.
4.2. Estado del arte
Con el surgimiento de la CREG explicada en el marco histórico, se exige a las empresas comercializadoras de energía realizar el pronóstico de la demanda de energía para asegurar de manera eficiente la disponibilidad del servicio de energía a todos los usuarios, abasteciendo la demanda de esta bajo criterios de calidad, evitando que las empresas generadoras tengan que realizar generación más costosa o prescindir de generación programada. Por esta razón, para las empresas comercializadoras de energía nace la necesidad de realizar dicha proyección con la menor desviación posible ya que consecuentemente esto traería pérdida de dinero para la empresa. Bajo este esquema se procede a revisar los estudios realizados frente a este tema:
• 2011- Herramienta de software para el pronóstico de demanda horaria de potencia eléctrica en el sistema eléctrico de Codensa S.A. ESP Se describe un modelo dinámico para el pronóstico de demanda horaria a corto plazo, desarrollando un soporte lógico, con el fin de obtener una reducción del error aproximadamente del 2% con respecto al modelo actual utilizado por Codensa S.A para pronóstico de demanda. Codensa S.A. ESP, como empresa distribuidora de energía eléctrica, semana tras semana tiene la obligación de enviar al CND un pronóstico de demanda de energía diaria, por esta razón en este proyecto se desarrolla una herramienta de software para pronóstico de demanda horaria a corto plazo del sistema eléctrico de Codensa S.A., a partir de técnicas matemáticas deductivas y técnicas de inteligencia artificial
• 2015- Programas de gestión de demanda de electricidad para el sector residencial en Colombia: Enfoque sistémico
implementación en el sector residencial, basados en un análisis sistémico de la implementación en Colombia de dichos programas. La Gestión de Demanda de energía eléctrica es un tema de amplio tratamiento a nivel internacional, no solo como tópico en el paradigma de las Redes Inteligentes, sino también en el marco de la discusión acerca de eficiencia y sustentabilidad energética.
• 2010- Controlador digital predictivo de demanda máxima de potencia eléctrica
Se describen el diseño y la construcción del controlador digital predictivo de máxima demanda de potencia eléctrica. El dispositivo gestiona cargas de cualquier planta, conectando y desconectando grupos de equipos, en intervalos de tiempo, sobre la base de prioridades del negocio y considerando la estructura tarifaria. Está compuesto por un algoritmo de control, un bloque lógico que establece la secuencia de apagado y encendido de grupos de cargas, un modelo matemático que ordena estos grupos para que operen en ciertas franjas tarifarias y un módulo de pronóstico de demanda, basado en redes neuronales artificiales para anticiparse a la presencia de posibles demandas no deseadas.
4.3. Marco conceptual
A continuación, se puede observar algunos conceptos que se deben tener en cuenta ante la temática tratada en este trabajo.
4.3.1. Mercado eléctrico mayorista (MEM)
Mediante la Ley 142 de 1994, también llamada Ley de Servicios Públicos Domiciliarios y con base en mandatos de la Constitución de 1991, se introdujo el modelo de mercados en competencia para la prestación de los servicios públicos domiciliarios en Colombia, sometidos a la regulación, control y vigilancia por parte del Estado. Para el servicio de energía eléctrica en particular, con la Ley 143 de ese mismo año se estableció el esquema aplicable a las actividades de generación, transmisión, distribución y comercialización de electricidad, así como los elementos y principios rectores del MEM. Este mercado entró en funcionamiento el 20 de julio de 1995 bajo este enfoque.
4.3.2. Empresas comercializadoras de energía
Agentes del sector eléctrico que realizan la actividad de compra y venta de energía eléctrica en el mercado mayorista (MEM) y su venta con destino a otras operaciones en dicho mercado o a los usuarios finales, son los que están en contacto con el cliente, con la finalidad de que el servicio llegue a todos los usuarios con la disponibilidad y calidad que lo amerita.
4.3.3. Empresas generadoras de energía
Agentes del sector eléctrico que realizan la actividad de producción de energía eléctrica en Colombia.
4.3.4. Bolsa de energía
El MEM en Colombia corresponde a un sistema de nodo único. En este mercado la red de transmisión es neutral, lo que significa que el generador hace su oferta de precio para cada día y su declaración de disponibilidad de generación para cada hora, sin considerar el estado de la red de transmisión. Con base en las ofertas más económicas se seleccionan los recursos que serán despachados para abastecer la demanda hora a hora. A este despacho se le conoce como despacho ideal, pues difiere del despacho real en que este último incorpora las restricciones que puedan presentarse en la red de transmisión. En otras palabras, el despacho ideal, determinado de manera expost por el CND, se obtiene de considerar la demanda real y la disponibilidad real de las plantas o unidades de generación, sin tener en cuenta las restricciones físicas y técnicas impuestas por la red de transmisión. Las ofertas de precio que presenten los generadores que participan en el MEM deben reflejar los costos variables de generación y los costos de oportunidad. El precio del último recurso utilizado para atender la demanda total de energía en cada hora es el que fija el precio al que serán remunerados todos los recursos inframarginales a esa misma hora y se denomina Precio de Bolsa. La parte de la demanda de energía de los comercializadores que no esté cubierta por contratos bilaterales, debe pagarse a este Precio de Bolsa. La liquidación de las obligaciones y acreencias financieras de los participantes en la bolsa es realizada por el ASIC.
4.3.5. Contratos bilaterales
contratada se efectúa a través de la bolsa por parte del generador que suscribió el contrato o por parte de otro generador según lo determine el despacho ideal.
4.3.6. Demanda de energía eléctrica en Colombia
Proyección de la demanda de energía eléctrica en Colombia
Según estudios de la Unidad de Planeación Minero Energética UPME la proyección de demanda de energía total, tendrá un crecimiento promedio anual en el escenario medio del 2,85% durante el periodo de 2017 a 2031, El consumo de energía eléctrica de Colombia es función directa del crecimiento económico; el cual está ligado al nivel de industrialización y de desarrollo de la economía, así como también en cuanto al avance en I+D+i de las tecnologías, como de su progreso productivo y labora, El consumo de electricidad está fuertemente ligado al crecimiento económico futuro, y tiende a reflejarse en el nivel de la actividad económica en sectores claves de consumo de electricidad. En el total nacional, el consumo per cápita del mercado regulado tiene una participación promedio del 67,61%, lo cual guarda relación directa con el consumo per cápita en el sector residencial que posee una participación promedio del 41,71%.
Variables que intervienen en la proyección de la demanda de energía
Las siguientes son algunas de las variables que intervienen en la proyección de la demanda de energía:
1- Demanda histórica
2- Condiciones meteorológicas
3- Consumo energético (Actual e histórico)
4- Factores económicos (Eventos de afectación de evolución) 5- Escenarios de crecimiento de la UPME
Métodos para realizar la proyección de demanda de energía
5. ESTUDIO DE MERCADO
5.1. Identificación del bien o servicio
5.1.1. Usos
La herramienta informática se utilizaría para realizar un pronóstico de la demanda de energía, que arroje automáticamente un resultado acertado y con la mínima desviación, y así agilice la toma de decisiones en cuanto a la energía estimada. La herramienta se ofrecería inicialmente a las empresas comercializadoras de energía que son las encargadas de realizar dicha acción.
5.1.2. Usuarios
Los usuarios principales de la aplicación son las empresas comercializadoras, puntualmente el área que se encarga de compra y venta de energía, se registran personas que trabajan en estas áreas entre los 25 y 44 años de edad. Los ingresos anuales de estas empresas se encuentran entre los 0.5 y 2 billones de pesos. Nivel de escolaridad, profesión y ocupación
Los usuarios del aplicativo en su mayoría son profesionales en áreas como Ingeniería Electrónica, Eléctrica, Telecomunicaciones, Mecatrónica y Sistemas entre otras, que laboran en CGM de empresas que fundamentan su labor en el sector eléctrico, también se encuentran operarios que no cuentan un nivel de estudios profesional, sin embargo la mayor parte de su vida profesional han trabajado en áreas de control y maquinas, razón por la cual cuentan con la suficiente experiencia indagando contadores de energía de forma remota.
5.1.3. Presentación
La forma más común con la cual se presentan los aplicativo al mercado por primera vez es en foros o eventos que reúnen a profesionales y entidades relacionados con el mercado eléctrico, en muchas situaciones para presentaciones de aplicativos que ya se encuentran en el mercado, realiza eventos donde se describen funcionalidades y explican cómo se cubre la necesidad del usuario.
5.1.4. Composición
La propuesta para el diseño del aplicativo está orientada a funcionar en navegadores web de forma modular o por secciones, de tal manera que facilite la navegación / interacción del usuario con la herramienta. De tal manera como es un producto intangible, no acarrea restricciones de importación, comerciales o legales.
5.1.5. Características físicas
La descripción de las características físicas para este producto no aplica, teniendo en cuenta que es un aplicativo Web.
5.1.6. Producto
El producto o solución de software que se pretende proponer para un posterior desarrollo, se ubica en el sector industrial ya que es una herramienta Web que mejorara eficientemente los procesos utilizados para la comercialización de energía.
5.1.7. Productos Sustitutos
Dentro de los productos sustitutos se encuentran: • Microsoft Excel:
Microsoft Excel es una aplicación de hojas de cálculo que forma parte de la suite de oficina Microsoft Office, Excel se vende con los demás productos de Microsoft y el precio se estipula en 100 dolares anuales. Es una aplicación utilizada en tareas financieras y contables, con fórmulas, gráficos y un lenguaje de programación.
• Programas estadísticos como Eviews
5.1.8. Complementarios
El producto puede estar condicionado de la disponibilidad de otros bienes como: 1. Para generar reportes de los resultados obtenidos:
• Microsoft Excel • Block de notas
• Programas para exportar .PDF
2. Programas estadísticos para realizar econometría o páginas donde se extraiga información de economía.
• Eviews • DANE
3. Páginas que arrojen información de condiciones meteorológicas • http://www.ciifen.org/
4. Software para extraer el consumo de energía registrado en los suministros de energía.
• PrimeRead • Mitra • ACE Pilot • Metercat
5.1.9. Bienes de capital, intermedios y finales
Se considera que el producto que se quiere ofrecer es un bien de consumo ya que se suplirá una necesidad a partir de este producto.
5.1.10. Sistemas de distribución
Las empresas generalmente cuentan con áreas como preventa y comercial, los cuales se encargan de desarrollar mecanismos para dar a conocer todos los productos que se desarrollan, también entre sus labores, realizar todo el acompañamiento al cliente antes de realizar la venta del software, ya que después de la venta es necesario la actuación de otras áreas para dar atención y soporte al cliente. En algunas también se cuentan con empresas aliadas en otros países conocidos como clientes canal.
5.1.11. Bienes y servicios del sector público
5.1.12. Condiciones de política económica
Dentro de las principales normas se pueden mencionar, se detallan las que están relacionadas directamente con la producción de software:
a. Ley 529 de 1999 emitida por el Congreso de Colombia, por medio de la cual se define y reglamenta el apropiado acceso y uso de comercio electrónico. b. Ley 599 de 2000 emitida por el Congreso de Colombia, la cual está
relacionada con la normativa que se debe tener en cuenta en temas relacionados con la propiedad intelectual.
c. Ley 1273 de 2008 emitida por el Congreso de Colombia y con relación directa sobre el proceso de protección de la información.
d. Ley 1341 emitida por el Congreso de Colombia, por medio de la cual se definen los principios y conceptos sobre los que se deben regir las organizaciones TIC.
Se mencionan algunas de las normativas que se establecen en Colombia para fundamentar el oficio y labor de la organización, sin embargo, el detalle de todas las leyes y normas que se deben abarcar para el óptimo desarrollo de este proyecto se estipulan en el normograma legal que se presenta en el anexo 1.
5.2. La demanda
5.2.1. Análisis del mercado
Por ejemplo, para la empresa Codensa, en el 2016 se alcanzaron $4,2 representados en $3,9 billones en venta de servicios de energía, con una utilidad neta de $0,54 billones aumentando 5% respecto al año anterior y se obtuvo una rentabilidad del 9% sobre el total del activo y el 21% sobre el total del patrimonio. La empresa invirtió en proyectos hasta $643.446 millones.
La tasa de crecimiento de los agentes comercializadores se registra en 24% para el año 2017 registrando empresas como Ecopetrol. La actividad central que se registra para estas empresas es la compra de energía eléctrica en el mercado mayorista y su venta a usuarios finales.
5.2.2. Pronóstico de demanda
• Fuentes primarias
En la imagen 4 se realiza la siguiente encuesta a 40 de los usuarios que laboran en empresas de comercialización de energía y los resultados son los siguientes:
Población 119 empresas
comercializadoras de energía
Muestra 40 usuarios que laboran en el área de compras de energía
1. ¿Qué tipo de herramientas utiliza para realizar la estimación de la demanda de energía?
2. ¿Cuál de las siguientes herramientas prefiere utilizar para realizar la estimación de la demanda de energía?
3. ¿Con que frecuencia realiza la estimación de la demanda de energía?
4. ¿Cuantas horas diarias invierte en realizar el análisis y cálculo de la demanda de energía?
0%
65% 0%
35%
Aplicación que realiza esta función
específicamente Hojas de excel
Otros (Por favor especifique)
57% 25%
5% 13%
Aplicación que realiza esta función
específicamente Hojas de excel
Otro (Por favor especifique)
Programa estadístico
25%
47% 0%
28% anualmente
5. ¿Le gustaría contar con una aplicación que realice la función de la estimación de la demanda de energía?
6. ¿Qué variables considera importantes para realizar la estimación de la demanda de energía?
7. ¿Utiliza algún modelo matemático para realizar la estimación de la demanda de energía?
37%
40% 23%
1 a 3 Horas 3 a 7 Horas 0 a 1 Horas
32%
68%
No Sí
25%
30% 32%
8% 5%
Condiciones meteorológicas Consumos actuales e históricos
Datos de demanda histórica
8. Por favor, indique su sexo:
9. ¿Cuál es su categoría de edad?
• Fuentes secundarias
De acuerdo a los datos obtenidos de diferentes fuentes secundarias como XM, UPME se puede realizar el cálculo de la demanda de agentes comercializadores hasta el año 2020 obteniendo un crecimiento promedio de 11% y se estiman que para el 2020 habrá 155 empresas comercializadoras de energía. En las figuras 4 y 5 se observarán los resultados mencionados anteriormente.
32%
68%
No Sí
80% 20%
Hombre Mujer
0%
62% 35%
3%
Imagen 4. Proyección de demanda de Agentes comercializadores
Imagen 5. Tasa de crecimiento
5.3. La oferta
En cuanto al análisis de la oferta, se encuentra que no se tiene registro de un aplicativo que realiza la estimación de la demanda de energía en el mercado colombiano, pero de acuerdo al análisis de demanda, las empresas utilizan programas estadísticos y Excel y con fórmulas propias y modelos existentes, se crean curvas de carga estandarizadas a nivel de circuitos. Las mismas se calculan de forma horaria, para cada día de la semana y se actualizan de 3 a 4 veces por año. A su vez, se realizan cálculos con herramientas econométricas y de esta manera realizan la proyección de la demanda de energía. Esos aplicativos rondan entre los 1000 y 3000 dólares. Por lo tanto, se puede decir que hasta el momento es conveniente el desarrollo de esta herramienta.
La producción sería única, con el ciclo de mantenimiento debido para sus cambios y mejoras. Las características del aplicativo que se suministraría son:
62 62 62
96 93 119
123 140 155
0 50 100 150 200
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Proyección de la demanda de Agentes
comercializadores
de energía
Total
-0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
Tasa de Crecimiento
Realiza pronósticos en distintos horizontes de tiempo con un muy alto nivel de precisión.
• Considera restricciones y/o factores de incidencia. • Presenta metodología de cálculo.
• Realiza presupuesto anual de compra de energía.
• Simula diferentes escenarios utilizando diferentes metodologías de cálculo. • Considera restricciones y/o factores con incidencia en la demanda.
• Considera optimización del Sistema de Distribución. • Presenta información en formatos requeridos. • Considera juicio experto.
El precio variaría entre 15.000 y 50.000 dólares con la posibilidad de aumentar en caso que aumenten los requisitos del cliente. Las empresas participantes son las 119 que se mencionan en el punto 5.2.1 Análisis del mercado.
5.4. El precio
Se encuentra en el estudio del precio que por la naturaleza del producto y teniendo en cuenta que es una herramienta que puede llegar a ser muy utilizada por la mayoría de empresas del sector eléctrico en el mundo, se estima que los precios para adquirir la herramienta de software están entre 15000 y 50000 dólares, este precio se fija esperando ingresos entre USD 750.000 y USD 2’500.000, también por la capacidad de pago típica de este tipo de empresas para este tipo de proyectos, pero este precio puede variar dependiendo de los costos y de la evaluación financiera realizada en el capítulo 9.
5.4.1. Características de las Licencias:
a. El licenciamiento entregado es a perpetuidad.
b. La licencia de base de datos, licencias de S.O., los servidores así como el medio y equipos de telecomunicaciones NO son parte de este suministro.
5.4.2. Precio de los Servicios posventa:
La modalidad de soporte que se podría establecer es el siguiente:
• soporte estándar: El precio estimado equivaldría al 20% del costo del desarrollo los cuales tienen vencimiento anual.
Que contempla:
4. Acuerdos de niveles de servicio
El primer año de contratación de la herramienta el servicio de soporte estándar estaría incluido en el precio inicial.
5.5. La comercialización
5.5.1. Estructura de los canales
El tipo de canal que se propone realizar es la relación directa entre el productor y el consumido mediante un gerente de cuentas clave. Tener un gerente de cuentas clave (KAM) es de vital importancia para la comercialización del producto.
El KAM es el encargado de realizar el análisis del cliente, del establecimiento de objetivos, realizar el plan y la estrategia para realizar la oferta al cliente, ejecutar el plan y revisión continua del cliente durante el proceso.
El KAM debe contar con habilidades de comunicación, perspicacia de negocios, visión estratégica y capacidad de planeación, capacidad para solución de
problemas, empatía cultural con los clientes, coordinación y aceleración de los servicios.
5.5.2. Los sistemas de transporte empleados
El sistema de transporte del producto se facilita en la medida que se puede hacer por medios tecnológicos, destinar un servidor para almacenar los instaladores, licencias y manuales de usuario y el cliente pueda tener acceso a estos de manera ilimitada. Esto no acarrea costos para el cliente y es un método confiable y seguro.
5.5.3. La presentación del producto o servicio
La presentación del producto debe ser lo más llamativa posible, indicando al cliente de qué manera la herramienta va a suplir su necesidad, en la etapa de presentación y promoción del producto se debe ser muy puntual en los objetivos a los que se quiere llegar.
5.5.4. Formas de pago
5.5.5. La asistencia técnica a los usuarios
En la oferta que realiza el KAM se debe incluir la etapa de soporte y mantenimiento pues esto le garantiza al cliente la calidad del producto y genera un valor al agregado al cliente. Para este tipo de servicio se considera un tipo de soporte estándar en cual contiene lo siguiente:
Al obtener el servicio de soporte bajo el esquema de soporte contratado: Soporte Estándar, el servicio incluye asistencia experta en la solución del software mediante un equipo dedicado a la atención de las solicitudes del Cliente.
Por medio del servicio de soporte se realiza la recepción de las solicitudes del cliente en cuanto: Peticiones e Incidentes concernientes al software. Ver tabla 4.
Tabla 4. Alcance del servicio de asistencia técnica
Componentes del servicio Descripción
Gestión de peticiones: Solicitudes de Servicio
Gestiona las peticiones de los usuarios proporcionándoles información y acceso rápido a los servicios estándar.
Gestión de Incidentes Gestiona cualquier incidente que cause una interrupción en el servicio.
1. Recepción de Incidentes 5 x 8 2. Horario de atención 5 x 8 3. Soporte Remoto
4. Acuerdos de niveles de servicio. Ver tabla 5.
Tabla 5. Acuerdos de niveles de servicio
Nombre del servicio Severidad Tiempos de atención Plan acción
Soporte Estándar
Bloqueante 2 horas 10 horas
Mayor 6 horas 16 horas
Menor 12 horas 24 horas
Asistencia 24 horas N/A
• Skype
• Línea de atención de soporte al cliente • Buzón de soporte técnico
• Herramienta para Auto-Servicio al cliente
5.5.6. Promoción y publicidad
Esto genera un valor agregado y supone desde luego la necesidad de asumir un costo por ese concepto. La estrategia de promoción es una acción clave para alcanzar el éxito del producto. Pues el objetivo de la promoción, es aumentar las ventas del mismo, atraer la atención de los clientes y mejorar su imagen de marca. De esta manera se realizará la estrategia de promoción para el producto mencionado. Ver imagen 6.
Imagen 6. Estrategia de mercadeo
6. Consideraciones de incertidumbre en la comercialización. • Costos de viajes imprevistos
6. ESTUDIO TÉCNICO
6.1 Tamaño
Teniendo en cuenta que el producto que se quiere proponer para un posterior desarrollo con la ejecución de este proyecto (Forecast Wizard), es una herramienta de software que permita realizar el pronóstico de la demanda de energía eléctrica para empresas comercializadores del mercado colombiano, en primera instancia la producción de Forecast Wizard estaría enfocada en llegar a todas las empresas comercializadoras de energía en Colombia, ya que se rigen bajo los mismos parámetros y condiciones fijados por la CREG (Comisión de Regulación de energía y gas). Posterior a esta primera etapa de comercialización y estabilización en el
•Catálogos del sector
Guías y páginas especializadas
•Realizar Eventos
•Asistencia a Ferias
•Webinar
Publicidad
•Clientes existentes
•Voz a voz
•Partners de negocios
•Referencias en general
mercado colombiano, es posible evaluar el alcance y funcionalidad de la herramienta en países vecinos (Naciones de NAM y LATAM) que tengan una dinámica similar al mercado eléctrico nacional.
En Colombia se cuenta con 119 empresas comercializadoras de energía eléctrica y como objetivo sobre el alcance se quiere tener presencia en todas las empresas que fijan su operación de comercialización en Colombia. (Ver sección 5.2.1 Análisis del mercado).
6.1.1 Capacidad del proyecto
Se estima que el proyecto se planeará para tener una duración de un (1) año, donde se contemplan todos los procesos que se ven involucrados en el desarrollo de software como son: Levantamiento de requerimientos, creación de casos de uso, estimación de horas de desarrollo, ejecución, pruebas, capacitaciones e implementación en cliente, también se toma en cuenta la capacidad de desarrollo del personal, ya que es necesario contar con desarrolladores que adicional a sus competencias profesionales en el desarrollo de software, tengan nociones básicas de la dinámica del mercado eléctrico colombiano. Se debe evaluar la dimensión del proyecto con un análisis más exhaustivo.
6.2 Localización
Considerando que el producto que se quiere desarrollar posterior al presente estudio es un bien intangible, para el desarrollo del proyecto no es necesario contar con espacios físicos o geográficos específicos, sin embargo la localización de las instalaciones de desarrollo del proyecto, se encuentra establecido en la ciudad de Bogotá ya que se cuenta con el mercado de mayor reconocimiento, se encuentra la infraestructura disponible para la ejecución y pruebas, se cuenta con todos los servicios públicos necesarios, el recurso humano, las condiciones de clima son aptas para el tipo de proyecto a realizar, el transporte no es un tema de complejidad y el costo del transporte depende de la urgencia del tema, de esta forma existe facilidad de transporte desde la ciudad de Bogotá, la empresa cuenta con políticas de desarrollo y disponibilidad de insumos.
6.3 Ingeniería del proyecto
6.3.1 Requerimientos para el desarrollo de Forecast Wizard
tabla 6 se presentan los requerimientos que surgieron como resultado de dicha actividad:
Tabla 6. Requerimientos para el desarrollo de Forecast Wizard Fuente: Propia
Nombre Descripción Tipo
Realiza pronósticos en distintos horizontes de tiempo con un muy alto nivel de
precisión.
Estimar demanda para distintas periodicidades, las cuales podrían variar en un rango bastante amplio, desde unas cuantas horas hasta unos 30 años; en función de nuestras estadísticas de consumo y nuestro historial disponible, el cual podría variar y ser distinto para cada punto de compra, debiendo el sistema ser capaz de identificar y corregir esta situación, o al menos considerarlo a la hora de realizar las predicciones.
Requerido
Pronósticos de muy corto plazo. Periodicidad horaria según lo descrito en la resolución
CREG 038. Deseable
Pronósticos de corto plazo. Periodicidad diaria y semanal, según lo descrito en la
resolución CREG 038. Requerido
Pronósticos de mediano plazo. Periodicidad anual (12 meses no necesariamente
calendarios). Requerido
Pronósticos de largo plazo. Periodicidad por cuatrienio. Requerido
Pronósticos de muy largo plazo. Periodicidad mayor a 4 años con fines de planificación. Requerido
Considera restricciones y/o factores de incidencia.
Referirse a "restricciones y/o factores con incidencia en
la demanda". Requerido
Realiza pronóstico de demanda máxima anual.
Realizar un informe contentivo de las estimaciones de consumo de energía mensual para cada uno de los meses del año siguiente, junto con un estimado de la forma de los consumos por día típico de cada mes, con detalle horario por punto de medida.
Requerido
Considera restricciones y/o factores de incidencia.
Referirse a "restricciones y/o factores con incidencia en
la demanda". Requerido
Presenta metodología de cálculo.
Las estimaciones deberán estar justificadas con las suposiciones asumidas, fórmulas, metodología y datos utilizados en los cálculos, las cuales deben ser descritas detalladamente e incluidas en el informe.
Requerido
Realiza presupuesto anual de compra de energía.
La estimación del presupuesto anual de compra de energía coincide con el espacio de tiempo del pronóstico de mediano plazo, a diferencia de que el presupuesto si se estima para un año calendario y requiere de mayor precisión ya que esta se valorizará monetariamente. En el presupuesto el juicio del experto juega un papel determinante, ya que, por lo general, los resultados deben ser ajustados atendiendo a una o varias de las restricciones y/o valores de incidencia, muy especialmente por los recortes presupuestarios.
Simula diferentes escenarios utilizando diferentes metodologías de cálculo.
El sistema debe ser capaz de simular diferentes escenarios, utilizando diferentes metodologías de cálculo, identificando la que mejor se ajuste al horizonte de tiempo pronosticado, bien sean horas, días, semanas, meses, años, etcétera; seleccionando la combinación escenario/metodología que proporcione mayor precisión y menor error para el tipo de estimación requerida.
Requerido
Considera restricciones y/o factores con incidencia en la demanda.
Clima: temperatura, humedad, viento, lluvia, índice de calor, temporada ciclónica, fenómenos atmosféricos. Recortes presupuestarios, entrada de proyectos residenciales de gran envergadura, entrada y salida de grandes clientes y/o, movimientos de energía, traspasos de carga. Programación especial: días festivos, semana santa, navidad, etcétera.
Requerido
Considera efectos climáticos.
Efecto temperatura, humedad, viento, lluvia, índice de calor, temporada ciclónica, fenómenos atmosféricos, etcétera.
Requerido
Considera imprevistos en los sistemas de distribución
Salidas-averías de líneas de transmisión y/o subestaciones, déficit de generación, baja y alta frecuencia, etcétera.
Requerido
Considera ajustes presupuestarios. Variaciones al presupuesto en función a las restricciones
presupuestarias impuestas. Requerido
Considera festividades. Semana santa, navidad, días festivos y sus movimientos. Requerido
Considera optimización del Sistema de Distribución.
Modificación de las redes, con miras a optimizar nuestro sistema de distribución, lo que podría traducirse en movimientos de energía, traspasos de carga, etcétera.
Requerido
Presenta información en formatos requeridos.
El sistema debe ser capaz de presentar sus estimaciones
según los formatos establecidos. Requerido
Flexible y adaptable a cambios.
El sistema debe ser capaz de adaptarse con relativa facilidad a futuros cambios normativos, ya sean de requerimientos de nueva información, información adicional, cambios en el formato de presentación, etcétera.
Requerido
Exporta información.
El sistema debe ser capaz de exportar de manera ágil y sencilla sus resultados a diversas herramientas informáticas y/o formatos.
Requerido
Microsoft Excel, CSV, otros. El sistema debe ser capaz de exportar a diferentes
formatos de MS Excel. Requerido
Microsort Word El sistema debe ser capaz de exportar a diferentes
formatos de MS Word. Requerido
Adobe Acrobat (PDF) El sistema debe ser capaz de generar informes en PDF. Requerido
HTML El sistema debe ser capaz de generar informes en
lenguaje HTML. Deseable
Estima demanda de circuitos.
Estimación de la demanda de nuestros circuitos en función de la demanda de sus respectivos puntos de medida.
Considera juicio experto.
Permitir realizar ajustes a los pronósticos considerando la experiencia y juicio del personal especializado en el área de pronóstico, incluyendo la consideración o no de los factores con incidencia en la demanda (considerar todos, ninguno, o bien una combinación de ellos), así como la selección de la cantidad de información a utilizar en las estimaciones.
Requerido
Permite escoger metodología del pronóstico
Permitir al personal especializado la selección de la metodología de pronóstico que en función a su experiencia se ajuste más al tipo de estimación a realizar.
Requerido
Permite visualizar el pronóstico mediante tablas, gráficas etcétera.
El sistema debe permitir la visualización de la información mediante tablas, diferentes tipos de gráficos y/o cualquier otro medio de visualización que resulte en una fácil interpretación de sus resultados.
Requerido
Permite personalizar tablas, gráficos, etcétera.
El sistema debe permitir personalizar la visualización de los resultados mediante la selección de diversos tipos de tablas y/o colores, diferentes tipos de gráficos con diversos colores.
Requerido
Genera reportes personalizados.
El sistema debe ser capaz de generar reportes e informes en los diferentes formatos establecidos. Debe incluir conclusiones estandarizadas.
Requerido
Permite personalizar informes, reportes, etcétera.
El sistema debe permitir personalizar y/o modificar los informes previos a la impresión y/o exportación. Debe permitir insertar comentarios adicionales a las conclusiones estandarizadas, o bien la modificación de estas.
Requerido
Permite impresión de reportes, informes, etcétera.
El sistema debe permitir imprimir los reportes e informes
directamente desde la aplicación. Deseable
Valor agregado por parte del suplidor.
El desarrollo de la aplicación no debe limitarse a los requerimientos establecidos en él, sino que requiere de un valor agregado por parte del proveedor.
Deseable
Requerimientos técnicos para implementación de Forecast Wizard (Tabla 7)
Tabla 7. Requerimientos técnicos para implementación de Forecast Wizard Fuente: Propia
Nombre Descripción Tipo
Capacitación/Certificación del personal técnico
Capacitar al personal técnico (TI) de la organización
Requerido
Roadmap Contar con una hoja de ruta para la implementación del sistema
Diccionario de datos Descripción de la estructura de las tablas utilizadas
Requerido
Manual de usuarios Documentación de uso del aplicativo Requerido Capacitación a usuario Entrenamiento a los usuarios que utilizaran la
aplicación
Requerido
Interfaces con otros sistemas El sistema puede ser integrado con otros sistemas de la empresa
Deseable
Cumple con los estándares de DB SQL Server y ORACLE Requerido Cumple con los estándares OS Windows Server, Windows 7 Deseable
Log de Seguridad El sistema almacena registro de las transacciones realizadas
Deseable
Portabilidad del sistema Configurable independiente al tipo de equipo que se adquiera
Deseable
Reportes exportables Exportables a formatos de Excel y CVS Requerido Multiusuario El sistema permite el trabajo de múltiples
usuarios a la vez
Requerido
Módulo de seguridad roles y perfiles de usuario
El sistema posee un módulo de seguridad Requerido
Web Enable Que pueda ser utilizado vía WEB Deseable
6.3.2 Descripción técnica del producto o servicio
Nombre de aplicación: Forecast Wizard
con el desarrollo del proyecto, es la integración con fuentes de información que describen las condiciones metereológicas que van a caracterizar las diferentes épocas del año, ya que los parámetros de generación de energía eléctrica en Colombia se ven directamente influenciados por el clima, considerando que en el país el 75% de la generación de energía eléctrica depende de la generación de hidroeléctricas, en épocas de sequia el costo del kWh es mucho más costoso ya que es necesario recurrir a las fuentes de generación a través de combustibles fósiles; la situación expuesta anteriormente es un claro ejemplo de la forma en que se condiciona el pronóstico de la demanda y la dinámica del mercado eléctrico. Los datos obtenidos de las diversas fuentes de información expuestas en el parrafo anterior, son almacenados en bases de datos para posteriormente ser consultados y mediante la interacción con otros datos y condiciones que fije el usuario, se establecen escenarios cercanos al comportamiento real de la demanda que facilitan la toma de decisiones en la dinámica de los comercializadores de energía eléctrica con el mercado.
6.3.3 Identificación y selección de procesos
A continuación, se describen todos los procesos que se ven involucrados para la estimación de la demanda de energía eléctrica.
Recolección de datos
Imagen 7. Lectura en sitio
Fuente: http://www.wi-mobile.com/soluciones/soluciones-destacadas-0/soluciones-destacadas/nuevo-wm-meters-server-en-ambiente-web
Imagen 8. Esquema de telemedida
Fuente: http://www.coop5.com.ar/coop/ver_noticia.php?ver=87
Articulación con fuentes de información de condiciones meteorológicas
suministrado por el CIIFEN. Como una muestra del trabajo que realiza el CIIFEN y la gestión de la información con la que articulará Forecast Wizard, ver la Imagen 9.
Proceso de pronóstico de demanda de energía eléctrica mediante procedimientos de cálculo y estadística (Imagen 10)
Métodos de cálculo y estadística para el pronóstico
En el proceso de identificación y selección de los modelos matemáticos para realizar el pronóstico de la demanda, se escogen y se adaptan 4 por presentar los resultados con menores errores. A continuación, se realiza una descripción de cada uno de estos.
• Modelos de promedios móviles
Una de las principales características de este modelo es que atenúa las fluctuaciones en los datos, enfocando su cálculo a la tendencia de la curva. Una media móvil utiliza un determinado número de puntos de datos, establecidos por periodo, de los cuales se hace un promedio y se utiliza el valor del promedio como punto de la línea, y a partir de ésta se comienza a formar el comportamiento de la curva, dependiendo de los k puntos de datos. Por ejemplo, en nuestro caso que el valor del periodo está establecido en dos, el promedio de los dos primeros puntos de datos se utiliza como el primer punto en la línea de tendencia de media móvil. El promedio de los puntos de datos segundo y tercero se utiliza como el segundo punto de la línea de tendencia y así hasta terminar el número de datos de la muestra. Para este modelo se definió un periodo de dos, lo que significa que todos los datos están directamente relacionados con los últimos dos datos anteriores; los datos de entrada a cada modelo dependen del filtro, que a su vez está ligado a la tipificación. La siguiente ecuación (1) describe el modelo utilizado para el pronóstico de
demanda con el modelo de promedios móviles:
𝐷𝑡 = ∑ 𝑑𝑡−1 𝑛
𝑛
𝑖=1
(1)
Donde:
Dt = pronóstico de demanda de energía para el periodo t
𝑛 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜𝑠 𝑖𝑛𝑐𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜𝑠 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑜𝑟𝑑𝑒𝑛 2
𝑑𝑡−1 = 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜 𝑡 − 𝑖
• Modelo potencial
𝑦 = 𝑎 ∙ 𝑥𝑏 (2)
log 𝑦 = 𝑏 ∙ log 𝑥 + log 𝑎 (3)
𝑆𝑖 𝐷 = log 𝑦 (𝑒𝑗𝑒 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙) 𝑦 𝐷 = log 𝑥 (𝑒𝑗𝑒 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑎𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙)𝑠𝑒 𝑡𝑖𝑒𝑛𝑒 𝑞𝑢𝑒,
𝐷 = 𝑏 ∙ 𝑋 + log 𝑎 (4)
Donde:
𝑏 = 𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑟𝑒𝑐𝑡𝑎
log 𝑎 = 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑝𝑜𝑠𝑖𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑟𝑒𝑐𝑡𝑎
𝐷 = 𝑝𝑟𝑜𝑛ó𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎
𝑋 = 𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑡𝑖𝑝𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎
El modelo potencial es ideal para el tipo de gráficas que tiene n un pequeño comportamiento curvo, aproximado a través de rectas. Es pertinente anunciar que este modelo hay que llevarlo a la forma de la ecuación lineal (y = ax + b) con el fin de usar el método de mínimos cuadrados para encontrar su respectiva ecuación.
• Modelo ARMAX (Autoregressive moving average model with exogenous inputs model)
La notación del modelo está dada por ARMAX (p, q, b) y se refiere a un modelo econométrico con p términos auto-regresivos, q términos de media móvil y b términos de entrada exógena. Un modelo ARMAX se compone de un modelo AR (p), un modelo MA (q) y una combinación lineal de los últimos términos de b (entrada exógena). Los modelos auto-regresivos se abrevian con la palabra AR y posteriormente se indica el orden del modelo: AR(1), AR(2),…. etc. El orden del modelo expresa el número de observaciones retrasadas de la serie temporal analizada que intervienen en la ecuación. La expresión que describe este modelo es:
𝑌𝑡= ∅0+ ∅1𝑌𝑡−1+ ∅2𝑌𝑡−2+ ⋯ + ∅𝑡−𝑝𝑌𝑡−𝑝+ 𝑎𝑡 (5)
𝑌𝑡 = 𝜇 + 𝑎1+ 𝜃1𝑎𝑡−1+ 𝜃2𝑎𝑡−2+ ⋯ + 𝜃𝑞𝑎𝑡−𝑞 (6)
Los parámetros de este modelo para el pronóstico de demanda de energía se calculan de manera dinámica a partir del filtro que se seleccione como entrada al modelo.
• Red Neuronal
No existe una definición general de red neuronal artificial, a pesar de que existen algunas aproximaciones del concepto en algunos textos y autores consultados. Una de las definiciones que se identifica más con el modelo realizado en este proyecto es: "Modelos matemáticos desarrollados para emular el cerebro humano". Las redes neuronales tienen una estructura de cálculo distribuido y son sistemas no lineales, por lo que una interconexión de ellas también será un dispositivo no lineal. Otra propiedad característica de las redes neuronales artificiales (RNA) es que son sistemas tolerantes a fallas, es decir, permiten la falla de algunos de los elementos individuales (neuronas) sin alterar significativamente la respuesta total del sistema, además la red neuronal tiene la capacidad de modificar los parámetros de los que depende su funcionamiento de acuerdo con los cambios que se produzcan en su entorno de trabajo (cambios en las entradas, presencia de ruido, entre otras.), lo que los hace ser un sistema adaptativo ideal para el desarrollo de este proyecto. Se adoptó un modelo de red funcional multicapa (Ver Imagen 11) con algoritmo de aprendizaje backpropagation y función de activación logística.
Imagen 11. Estructura general de la red neuronal multicapa
Fuente: http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0123-921X2011000100002
