¿Sabías que el sistema eléctrico se puede planificar proactivamente?

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Antes, en Chile, solo se decidía la construcción de nuevas líneas de transmisión una vez que las generadoras anunciaban aumentos de capacidad. Con el desfase de ambos procesos se pierden millones de dólares. Desde 2017 se puede utilizar un modelo que permite planificar la transmisión anticipadamente.

Con la reforma de los años 80, que descentralizó el sistema eléctrico chileno surgió el gran desafío de coordinar distintos agentes encargados de la transmisión, la distribución y la generación eléctrica.

Esta situación nos motivó junto al profesor Shmuel Oren, de la Universidad de California, Berkeley, a proponer en la década pasada un concepto inédito en el mundo que llamamos “planificación proactiva de la red eléctrica”.

Múltiples investigaciones demuestran que “haciendo una planificación proactiva de la red de transmisión se puede estimular a las empresas de generación eléctrica a instalarse en los lugares, tecnologías y tamaños de capacidad que son más beneficiosos para la sociedad en su conjunto”.

La planificación proactiva de la red eléctrica es un concepto muy simple de entender. En términos generales, se trata de planificar la expansión del sistema de transmisión eléctrica de manera anticipatoria al proceso de expandir la generación.

La complejidad está en que, por una parte, el crecimiento de la generación eléctrica es una decisión descentralizada de las empresas generadoras —las que siguen un proceso privado y estratégico de decisión de sus inversiones, dentro de las reglas del mercado eléctrico chileno. Y por otra, el aumento en la capacidad de transmisión eléctrica es una decisión centralizada del gobierno (de la Comisión Nacional de Energía, en el caso de Chile).

Naturalmente, ambos procesos no necesariamente tienen los objetivos perfectamente alineados y poseen distintas fuentes de incertidumbre, lo que hace compleja la coordinación entre ambos.

Históricamente, la planificación de cómo crecía la transmisión eléctrica había seguido al aumento de la generación. Es decir, solo se planificaba una línea de transmisión después de que una generadora declaraba oficialmente que instalaría una central en cierto lugar.

Uno de los inconvenientes de este proceso es que algunas líneas de transmisión (especialmente las construidas en los últimos 10 años en Chile) han tomado más de 5 años en ser instaladas y puestas en operación. En contraste, algunas centrales de generación —por ejemplo, las de energía solar fotovoltaica— poseen tiempos de construcción y puesta en operación cercanos a los dos años.

El desfase temporal de los dos procesos —construcción de líneas de transmisión y de centrales de generación— se traduce en millones de dólares en pérdidas económicas, las que afectan a la sociedad en su conjunto. Por ello, surgió naturalmente la idea de por qué no planificar el crecimiento de la transmisión con anticipación, y así evitar dichas pérdidas.

Modelo de optimización

Un modelo de planificación para expandir la transmisión se formula como un problema de optimización de múltiples etapas y agentes, quienes toman decisiones de inversión y operación en distintos momentos y con distintos objetivos, considerando incertidumbre.

La figura muestra un esquema gráfico de un modelo proactivo para planificar el crecimiento de la transmisión. El planificador de la red (Comisión Nacional de Energía, en el caso de Chile) estima la expansión de la red eléctrica anticipando tanto las decisiones de crecimiento de la generación como las decisiones de operación del mercado eléctrico.

Sistema electrico planificar proactivamente figura

Para ello, debe hacer estimaciones racionales de la función de respuesta de las empresas de generación y del equilibrio que estas constituyen, con técnicas económicas de la teoría de juegos y el diseño de mecanismos. A su vez, cada una de las generadoras debe decidir la expansión de su capacidad, anticipando las decisiones de operación del mercado eléctrico y haciendo estimaciones racionales de la función de respuesta de las otras empresas de generación del mercado y del equilibrio que se constituye.

Modelar este tipo de procesos es complejo, pero factible hoy en día gracias a los grandes avances en el mundo de la computación de alto rendimiento.
Este tipo de planificación se ha implementado también en algunas zonas de Canadá y Estados Unidos.

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Enzo Sauma
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