SimSEE - Modelo de ARCO con salida programable con anticipación

SimSEE - Modelo de ARCO con salida programable con anticipación.
Ruben Chaer
miércoles, 19 de junio de 2012
Montevideo - Uruguay.
Con el objetivo de poder modelar mejor la posibilidad de mandar apagar un grupo de
generadores con un pre-aviso de algunos meses se desarrolló este modelo que permite
manejar el pre-aviso y abrir un ARCO de forma de desconectar del sistema los
generadores que se conecten al sistema mediante dicho ARCO.
Para gestionar el pre-aviso, es necesario agregar una variable de estado al problema,
dado que una vez tomada la decisión es irrevocable y la desconexión sucederá
transcurrido el tiempo de pre-aviso. La desconexión se supone que tendrá lugar por un
plazo de desconexión pre-establecido. También se supone que una vez finalizado un
período de desconexión hay un tiempo mínimo de operación sin la posibilidad de
programar una nueva desconexión.
La ficha de parámetros dinámicos es:
Donde los parámetros son:
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La fecha de validés de la ficha y su periodicidad.
Rendimiento [p.u.]. El rendimiento relaciona la Potencia inyectada en el
arco en el nodo de salida on la Potencia que entrega el arco en el nodo de
llegada.
Peaje [USD/MWh] permite definir un costo para el sistema de la energía
transportada. Este costo es considerado para el despacho.
Pmax [MW], define la capacidad máxima de transporte del arco.
Nº Pasos pre-aviso. Define cuantos pasos de tiempo (de la duración que esté
definida en la Sala) son necesarios de pre-aviso antes de que el arco sea
desconectado.
Nº pasos desconectado. Es el número de pasos que permanece desconectado
el ARCO una vez que sale.
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Nº pasos antes nueva programación. Es el número de pasos que tienen que
transcurrir desde que el arco vuelve a estar conectado antes de que sea
posible programar una nueva salida. Este tiene que ser mayor o igual a 0
(cero).
Costo por desconexión. Es el monto en dólares a pagar por dar la orden de
desconexión.
Como variable de estado definiremos X_Desc, que tomará valores enteros de acuerdo
tal que, si X_Desc = 0 el arco está conectado y se está condiciones de tomar la decisión
de programar una Salida (en la cantidad de pasos establecida por el pre-aviso) o
permanecer en estado 0. Si se toma la decisión de desconectar, el estado al fin de la
etapa será Xs_Desc = NPasosDePreAviso iniciando así una cuenta regresiva.
Mientras que X_Desc > 1, se está en la cuenta regresiva ocasionada por el pre-aviso. Y
en ese caso, el ARCO está cerrado permitiendo el pasaje de la energía. El valor de
Xs_Desc será X_Desc - 1 en cada paso de tiempo.
Cuando se llegue a X_Desc = 1, el arco se abrirá, impidiendo así el transito de energía y
Xs_Desc = - ( NPasosDeDesconexión + NPasosNuevaProg ) comenzando así otra
cuenta regresiva en la que el arco permanece abierto durante NPasosDeDesconexión y
luego se conecta, pero no acepta nuevas programaciones hasta que el contador llegue a
cero.
Mientras que X_Desc < - NPasosNuevaProg el arco permanece abierto y Xs_Desc =
X_Dec +1
Cuando se alcanza el valor X_Desc = - NPasosNuevaProg, el arco se conecta, pero aún
no acepta nuevas programaciones y continúa evolucinando la variable de estado
incrementando de a uno en cada paso de tiempo con Xs_Desc = X_Dec +1 hasta llegar
al valor CERO que es el estado de “reposo” del arco en el cual se encuentra Conectado
y es posible programar salidas.
El formulario principal de un actor TArcoConSalidaProgramable es como se muestra en
la siguiente figura:
Como se puede apreciar, es necesario especificar un Nombre, un nodo de entrada y un
nodo de salida del arco.
El estado inicial es el valor al inicio de cada crónica de simulación de la variable de
estado X_Desc. En la figura tiene un valor 0 (Cero) que significa conectado y con
posibilidad de programación.
Las Fichas de parámetros dinámicos permiten especificar los parámetros de
programación.
El valor de las unidades disponibles hay que dejarlo en 1 (uno). El modelo en esta
primer versión IGNORA el valor de las unidades disponibles y supone que es 1 (uno).
Caso de Test.
Como caso de test se creó una sala, de paso semanal y un solo poste.
La sala tiene dos nodos: “NDemanda” y “NodoSP”.
En el nodo NDemanda, hay una demanda de 200 MW constantes y un generador “G1”
de 300 MW con un costo variable que vale 30 USD/MWh desde la primera hora del 1
de setiembre hasta la última hora del 30 de noviembre y vale 200 USD/MWh el resto
del tiempo. En definitiva, este generador tiene un costo reducido durante la primavera.
En el nodo “NodoSP” se instalá un generador “GenSP” de 100 MW con un costo
variable de 0.1 USD/MWh y un pago por energía de 80 USD/MWh.
Lo que se intentó modelar fue situación que se puede dar con la biomasa
autodespachada que recibe un pago por la energía del orden de los 80 USD/MWh y
analizar que el sistema puede querer apagarla en primavera.
En la sala se utilizó un arco “ArcoSP” del tipo de salida programable para conectar el
nodo “NodoSP” con el nodo “NDemanda”.
Los parámetros del arco son:
rendimiento= 0.9;
peaje= 12;
PMax= 100;
NPasosDePreAviso= 12;
NPasosDeDesconexion= 9;
NPasosAntesNuevaProg= 20;
CostoPorDesconexion= 3000000;
Todos los actores se pusieron con disponibilidad 1 y se realizó una optimización y
simulación de una crónica.
La siguiente figura muestra la evolución de la variable de estado X_Desc y también el
estado de conexión.
Como se puede apreciar, un poco antes del 1/7/2009 se programó la salida del arco y
tiene como consecuencia el salto dela variable de estado de X_Desc = 0 a X_Desc= 12.
A partir de ahí, paso a paso la variable de estado va decreciendo, permaneciendo el arco
conectado hasta que la variable de estado llega a X_Desc=1. En ese mismo paso, el arco
se desconecta y la variable de estado salta en el paso siguiente a
X_Desc = - ( NPasosDeDesconexion + NPasosAntesNuevaProg ) = -29
A partir de ahí, el arco está “desconectado” y la variable de estado va evolucionando
incrementando en cada paso de tiempo. El arco permanece desconectado hasta el paso
en que X_Desc= -20 en que pasa a conectarse el arco. La variable de estado continúa
incrementandose paso a paso hasta llegar al CERO. A partir de ahí está en condiciones
de programar una nueva salida del arco, pero el operador espera hasta estar a
NPasosDePreAviso de la entrada de la primavera para dar el aviso de desconexión.