Proyecto III

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Abstracto—Este documento presenta los resultados obtenidos al realizar el Despacho Económico en un caso de estudio. El caso de estudio se analiza en tres situaciones distintas de acuerdo a los tipos de restricciones del análisis. El documento complementa la parte teórica con en el análisis práctico aplicándolo en una red dada como caso de estudio con el uso del software especializado en elmodelado de sistemas eléctricos de potencia PowerWorld. Se evalúan los resultados y se comparan las diferencias entre cada caso, así como las similitudes para explicar el comportamiento de cada cálculo y cómo llegar a la solución más óptima del sistema.

Índice de términos— Curvas de Costo, Despacho Económico, Sistemas Eléctricos de Potencia, Unidades de Generación.
I. Introducción
EL aspectoeconómico en los sistemas eléctricos de potencia (SEP) es un tema de particular interés. Para lograr que la generación de energía eléctrica sea redituable se han creado herramientas a partir de modelos matemáticos que describen con precisión el comportamiento del sistema y permiten encontrar la manera de controlar el sistema para que los costos se minimicen [1].
El despacho económico de un SEP empiezapor establecer los parámetros principales de la red, tales como los costos de las unidades de generación del sistema. El costo de la energía se modela mediante una función de acuerdo a la potencia generada [2].
El despacho económico minimiza los costos encontrando la alternativa más barata mediante métodos de optimización. Sin embargo, si se desea una solución más apropiada el modelo debe tomaren cuenta no solo las funciones de costos, sino también debe admitir condiciones de entrada adicionales como la carga total del sistema, las pérdidas debido a la transmisión, las limitaciones de los generadores y los mantenimientos programados [3].
Este documento analiza las herramientas para hacer un adecuado despacho económico desde de los fundamentos teóricos hasta la evaluación práctica en unSEP de ejemplo, apoyándose del software especializado PowerWorld. Se utiliza la versión educativa del software, lo que limita la capacidad de cálculos, por lo que el caso de estudio se elige de tamaño pequeño (relativo a sistemas con cientos o miles de nodos). La red está formada de 12 elementos (3 generadores, 3 transformadores y 6 líneas de transmisión) distribuidos en 9 nodos. El documento soloaborda centrales térmicas y no considera cualquier otro tipo de unidad generadora.
II. Curvas de Costo
La descripción de las unidades generadoras se facilita mediante una representación gráfica de las características del generador y parámetros como costos de combustible y de generación de energía. Estos parámetros se muestran en gráficas llamadas Curvas de Costo, en las que se describe cómovarían las características en función de la potencia del generador.
A. Curva Entrada/Salida
Esta gráfica es útil para determinar el costo de producción del generador [2]. La gráfica muestra la energía que ingresa a la unidad por hora (MBTU/h) como una función de la potencia a la salida en MW. Un ejemplo de esta curva se aprecia en la Fig. 1.


Fig. 1 Curva Entrada/Salida
Esta curva normalmentemuestra que en unidades térmicas, si se aumenta la cantidad de energía a la entrada la potencia a la salida por unidad de combustible comienza a disminuir. Este comportamiento se explica físicamente debido a que en la unidad térmica se pierde más energía por transferencia de calor conforme la temperatura aumenta.
Cabe señalar que la relación entre la potencia entre la energía a la entrada es unamedida proporcional a la eficiencia.
B. Curva Calor-Rendimiento
Esta curva, a diferencia de la anterior, muestra una medida inversamente proporcional a la eficiencia. Esta gráfica muestra en el eje vertical la relación de combustible a la entrada en MBTU por energía a la salida en MWh. Un ejemplo de esta curva se aprecia en la Fig. 2.


Fig. 2 Curva Calor-Rendimiento
Esta curva muestra...