Integración de redes de gas natural y sistemas de potencia para optimizar la operación de corto plazo del sistema energético peruano

• Autor: Salas Cardenas, Pablo César
• Formato: tesis de maestría
• Fecha de Publicación: 2024
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: UNI-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:cybertesis.uni.edu.pe:20.500.14076/28489
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.14076/28489
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Sistemas energéticos; Gas natural; Sistemas de potencia; Programación matemática; Operación de corto plazo; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.03.02

Actualmente los sistemas de potencia dependen considerablemente de las centrales térmicas que utilizan gas natural, lo que resalta la estrecha interdependencia entre la generación eléctrica interconectada y el gas natural suministrado. Por consiguiente, es de suma importancia analizar la integración apropiada de los sistemas de potencia y las redes de gas natural. Para abordar esta compleja interacción, se ha desarrollado un Modelo Entero Mixto Cónico de Segundo Orden (MISOCP), que ha sido aproximado al Modelo Entero Mixto No Lineal No Convexo. Respecto a la red de gas, se incluye la formulación del transporte de gas considerando las variaciones de altitud en los nodos, característica fundamental del transporte de gas natural en el Perú dado que el gasoducto atraviesa la cordillera de los Andes. Por el lado del sistema de potencia, se modela un problema de compromiso de unidades hidrotérmicas sin pérdidas. Este modelo ha sido validado con otros casos investigados y su aplicación ha sido evaluada específicamente en el contexto peruano, considerando condiciones de avenida, estiaje y racionamiento. Los resultados obtenidos demuestran que el modelo MISOCP reduce el tiempo de ejecución en un 90% y con un refinamiento adicional se logra un error de convexificación de 1%. Para el caso peruano, la operación integrada reduce el costo operativo en un 0.3% y el costo marginal en un 1.2%. Además, se observa que condiciones hídricas muy secas afectan negativamente la operación integrada, mientras que la gestión del line pack beneficia dicha operación.