Optimización de la generación en la C.H. Cerro del Águila mediante el uso de curvas de eficiencia de sus unidades generadoras

Abstract

Dentro de las funciones que realiza el COES, se encuentra la de la programación del despacho de corto plazo donde el objetivo es el de minimizar el costo total de operación utilizando de manera óptima los recursos disponibles programando de potencia de todas las centrales integrantes del SEIN. En las centrales hidroeléctricas, esta programación de generación de potencia es realizada por central y no toma en cuenta si la central se encuentra conformada por grupos por lo que se encuentra en manos del operador de la central distribuir la potencia asignada a cada uno de los grupos. Con esto, surge la interrogante de cuál sería la distribución más óptima conociendo la variabilidad de la eficiencia de cada unidad para cada punto de operación. En la presente tesis se desarrollará un modelo de optimización de manera que se distribuya de manera óptima la potencia asignada como central dada por el COES entre las todas las unidades de la central hidráulica, para esto se modelará matemáticamente la función de producción de generación potencia del central considerando las curvas de eficiencia por cada turbina hidráulica y de cada uno de los generadores. En primer lugar, se revisa las ecuaciones que rigen la producción de generación de potencia de una central hidráulica y los principales modelos de optimización aplicados para este tipo de ecuaciones, seleccionándose el modelo más adecuado. Luego se procede a implementar el modelo de optimización en GAMS®. Finalmente, se aplica el modelo a la central hidráulica de “Cerro del Águila” mostrándose y analizándose los resultados y los beneficios económicos luego de la implementación de dicho modelo.

Among the functions carried out by the COES, is that of short-term programming where the objective is to minimize the total cost of operation by optimally using the available resources, assigning the power generation of all the plants that are members of the SEIN. In the case of hydroelectric plants, this generation assignment is made by plant and does not consider whether this plant can be made up of units, so it is in the hands of the plant operator to distribute the power assigned to each of the units. With this, the question arises as to which would be the most optimal distribution, knowing the variability of the efficiency of each unit for each operating point. In the present work, the optimization model will be developed in such a way that the power assigned as the power plant given by the COES is optimally distributed among all the units of the hydraulic power plant, for this the production function of generation of the plant considering the efficiency curves of each hydraulic turbine and each of the generators. First, the equations that govern the generation production of a hydroelectric plant and the main characteristics of the optimization models applied for this type of equations are reviewed, selecting the most appropriate model. Then we proceed to implement the optimization model in GAMS®. Finally, the model is applied to the “Cerro del Águila” hydroelectric plant, showing and analyzing the results and economic benefits after the implementation of said model.