Teoría de juegos aplicado a problemas de asignación de potencia reactiva, perdidas y costos del sistema de transmisión en un ambiente desregulado - Castillo Correa, Carlos Gilmer (2021)
La desagregación del mercado eléctrico en negocios autónomos (generación, transmisión y distribución) promueve la inversión privada, con el propósito de aumentar la eficiencia económica del mercado, reducir los costos, garantizar un servicio confiable y asegurar su continuidad en el tiempo. Dentro de este contexto, el sistema eléctrico de transmisión se ha convertido en la columna vertebral del mercado eléctrico. En un mercado eléctrico desregulado, todos los agentes tienen acceso abierto y no discriminatorio al sistema de transmisión, incrementándose la magnitud y el número de transacciones energéticas. Esto plantea nuevos y complejos desafíos para el operador de la red, ya que todas y cada una de las transacciones energéticas ocurren simultáneamente. Para mantener la seguridad y confiabilidad del sistema, el Operador Independiente del Sistema (ISO), debe gestionar servicios complementarios, también llamados “servicios auxiliares”. Entre los servicios auxiliares, el soporte de potencia reactiva cumple la función principal de mantener la tensión de cada una de las barras del sistema de transmisión dentro de los limites técnicos permitidos, asegurando una gestión optima de flujos de potencia a través de la red, reduciendo al mínimo las pérdidas eléctricas. El incremento de agentes que usan la red de un tercero hace que los problemas de asignación sean cada vez más complejos y en la mayoría de los casos controversiales. Es por ello por lo que, en un ambiente en donde todos y cada uno de los agentes buscan maximizar sus beneficios individuales, la teoría de juegos provee las herramientas conceptuales, metodológicas y de modelación que garantizan un proceso de asignación justo y transparente. Por estas razones, en esta tesis se utiliza el Método de Aumann-Shapley de la teoría de juegos cooperativos en combinación con la teoría de circuitos eléctricos para desarrollar nuevos modelos utilizados en la asignación de potencia reactiva, pérdidas eléctricas y costos del sistema de transmisión eléctrico. Los resultados numéricos obtenidos mediante la aplicación del modelo propuestos en la resolución de estos problemas fueron comparados con otros métodos reportados en la literatura científica. Los resultados muestran una clara ventaja en términos de coherencia económica, estabilidad, consistencia con los flujos de potencia y las características técnicas de la red, en comparación con los métodos presentados por otros autores, en cada uno de los problemas investigados.