PROGRAMACIÓN DE LA OPERACIÓN SISTEMA ELECTRICO NACIONAL PLANEAMIENTO ENERGÉTICO DE SISTEMAS ELÉCTRICOS MODERNOS Y SOSTENIBLES PROGRAMACIÓN DE LA OPERACIÓN SISTEMA ELECTRICO NACIONAL Juan Marcos Donoso – Jefe Dpto. Programación de la Operación Sebastián Campos – Jefe Dpto. de Excelencia Operacional

Contexto Operacional en Chile

Chile: Un sistema eléctrico con características únicas

OBRAS PARA LA INTERCONEXIÓN SING-SIC Subestación KIMAL Subestación CUMBRE Subestación NUEVA CARDONES Subestación LOS CHANGOS Subestación KAPATUR Subestación NUEVA MAITENCILLO Subestación NUEVA PAN DE AZUCAR Subestación POLPAICO P.E.S. 2017 KAPATUR 220 kV Líneas de Transmisión en 500kV P.E.S. 2020 P.E.S. 2017 P.E.S. 2017/18 140 km 400 km 189 km 135 km 212 km 408 km

Energía Renovable en Chile Chile tiene importantes recursos: más de 1.865 GW de energía eólica, solar e hidroeléctrica, y probablemente 2.000 o más MW de potencia geotérmica y 2.000 MW de biomasa. Fuente: Presentaciones CNE y Min. Energía: http://www.minenergia.cl/documentos/estudios/2014.html

Demanda neta: verano 2021 El incremento de energía renovable variable, generará impactos en la curva de demanda neta, con efectos sostenidos en los despachos de generación térmica. Los modelos y los procesos asociados a la programación de la operación deben ser capaces de responder a estos desafíos.

Abordando la Programación de la Operación desde sus Procesos

Procesos Personas Información Innovación Referente

LA RUTA DE NUESTROS PROCESOS

Mejora en los procesos de Operaciones y Mercado Transparencia Documentar los Criterios Expertos utilizados en el proceso de programación. Documentar los Criterios Expertos utilizados en los procesos de transferencias económicas. Eficiencia del Proceso Desarrollo e implementación de plataformas tecnológicas para gestionar las entradas del proceso. Ordenar herramientas actuales en función de la mejor utilización de recursos. Mejora del performance en la simulación de Plexos. Trazabilidad Gestión de observaciones Gestión del pronósticos de Demandas, Caudales y ERNC Realización de informe descriptivo de los aspectos relevantes que fueron considerados en la programación del día X. Seccionamiento y ordenamiento de cada uno de los procesos de cálculo, con el fin de facilitar revisión de empresas.

Programación de la Operación en el SEN

El programa se elabora mediante un único proceso. Proceso de programación de la operación. Sistema Eléctrico Nacional (SEN). El programa se elabora mediante un único proceso. El proceso incluye mediano plazo y corto plazo Programación de la Operación. El proceso se iniciará a las 09:00 horas de cada día hábil. La información de trabajos, mantenimientos, costos y disponibilidad de combustibles se cierra el día anterior. El proceso termina a las 17:00 horas con la publicación del programa de corto plazo o programa diario y las políticas de operación (lista de prioridades) Los días viernes se elabora el programa diario para los días sábado, domingo y lunes. En el futuro se estudiará la opción de redespachos mediante capacitación al CDC. Modelos utilizados PLP: Modelo estocástico multinodal y multiembalse. Utiliza la metodología “Programación Dinámica Dual Estocástica”. PLEXOS: Modelo determinístico multinodal. Se resuelve un problema entero mixto. Se utiliza la metodología de resolución “Branch & Cut”. (CPLEX, Gurobi, Xpress) Responsables: Juan Marcos y Patricio Valenzuela Tarea: Verificar contenido de la slide

Proceso de Ejecución Diaria Proceso de programación de la operación. ¿Cómo se ejecuta los modelos de programación? Los modelos de corto y mediano plazo se “acoplan” o por medio de la curva de Costo de Operación Futuro (COF) Empalme Corto plazo Mediano Largo COF Vf $ 1 – 7 días 2 – 3 años 5 años o más Horizonte de planificación: Ejecución cada 6 meses Proceso de Ejecución Diaria Mucho detalle Detalle moderado Modelación gruesa Modelos Utilizados PLEXOS PLP

Fuente Proceso Salidas Programación de la Operación SEN Entradas Clientes Pronósticos ERNC. Generación, afluentes y cotas reales. Recopilación de información Coordinados Coordinados 1) Política de Operación (Lista de prioridades). 2) Programa horario de generación para él o los días siguientes. 3) Recomendaciones de operación al CDC. 4) Factores de penalización. 5) Costos marginales por barra. 6) Cotas de embalses. 7) Transferencias esperadas por el sistema de transmisión. Depto. Transferencias - Coordinados - CDC Sur - Depto. A. Operación - Depto. Programación Ejecución Modelo PLP 3) Solicitudes de trabajo, limitaciones, cursos forzosos. Deptos. CDC Depto. Control De la Operación 4) Mantenimiento mayor. 5) Previsión de la ventas y demanda de semana 1. 6) Pronóstico de caudales afluentes y cotas iniciales. Ejecución Modelo Corto Plazo PLEXOS Autoridades (CNE, SEC, etc.) Depto. Programación Elaboración de Políticas de Operación y Programa de generación horario Universidades Depto. Análisis Económico 7) Declaración de costos y disponibilidad de combustibles Operadores Internacionales Publicación - CDC Sur - Depto. A. Operación 8) Restricciones operacionales Otros Interesados Observaciones

Proceso de programación de la operación Sistema Eléctrico Nacional (SEN) para el día X - Solicitudes de trabajo, limitaciones. - Mantenimiento mayor. - Previsión de la ventas. - Declaración de costos y disponibilidad de combustibles 18:00 09:00 - Pronósticos ERNC. - Pronósticos centrales de pasada. - Pronóstico de caudales afluentes y cotas iniciales. - Previsión de demanda horaria para la primera semana. - Restricciones operacionales y cursos forzosos. Proceso de observaciones y correcciones 1) Política de Operación (Lista de prioridades). 2) Programa horario de generación para él o los días siguientes. 3) Recomendaciones de operación al CDC. 4) Factores de penalización. 5) Costos marginales por barra. 6) Cotas de embalses. 7) Transferencias esperadas por el sistema de transmisión. 17:00 Responsables: Juan Marcos y Patricio Valenzuela Tarea: Verificar contenido de la slide Ejecución Modelo PLP 10:00 Ejecución Modelo Corto Plazo PLEXOS 12:00

Proceso de programación de la operación Proceso de programación de la operación. Sistema Eléctrico Nacional (SEN). La principal mejora radica en disminuir de dos a un día la duración del proceso completo. Comparado respecto del proceso que se realizaba previamente en el Sistema Interconectado Central Al realizar el proceso todos los días se espera disminuir las desviaciones en la operación de los embalses. Disminución de condiciones especiales de operación de embalses. En el futuro, con las mejoras que se estudian al proceso de pronósticos de caudales, los beneficios serán mayores. Todo lo anterior va en la dirección indicada por los objetivos definidos en la LGSE: (Artículo 72-1º): 1- Preservar la seguridad de servicio y 2- Garantizar la operación más económica. Responsables: Juan Marcos y Patricio Valenzuela Tarea: Verificar contenido de la slide Beneficios Integrales del Nuevo Proceso de Programación de la Operación

Resultados del Proceso de Programación

Resultados de la programación de la operación Resultados de la programación de la operación. Sistema Eléctrico Nacional (SEN). Programa para el día miércoles 17-ene-2018 Responsables: Juan Marcos y Patricio Valenzuela Tarea: Verificar contenido de la slide

Resultados de la programación de la operación Resultados de la programación de la operación. Sistema Eléctrico Nacional (SEN). Programa para el día miércoles 02 al 04-jun-2018 Responsables: Juan Marcos y Patricio Valenzuela Tarea: Verificar contenido de la slide

DESAFIOS A LA OPERACIÓN Y PROGRAMACIÓN Flexibilidad de centrales hidráulicas de embalse: Responsables: Juan Marcos y Patricio Valenzuela Tarea: Verificar contenido de la slide

DESAFIOS A LA OPERACIÓN Y PROGRAMACIÓN Reserva equivalente de centrales de embalse para diferentes condiciones operacionales del sistema: Máxima reserva disponible teórica para tomar variaciones de carga. En temporada de riego (octubre - marzo que podría extenderse septiembre - abril) Sin considerar a las centrales El Toro, Antuco, Pangue y Machicura. Caso anterior para operación en la madrugadas (Sin Rapel ni Cipreses, con sólo una unidad de las centrales Colbún, Pehuenche, Ralco, Canutillar en servicio) Responsables: Juan Marcos y Patricio Valenzuela Tarea: Verificar contenido de la slide

DESAFIOS A LA OPERACIÓN Y PROGRAMACIÓN Reserva equivalente de para diferentes condiciones operacionales del sistema: La reserva disponible en las centrales de embalses depende de las condiciones hidrológicas y del nivel de cota en cada uno de ellos. En condiciones hidrológicas muy húmedas, la reserva total disminuye, ya que por operación económica las centrales deben operar a plena capacidad. Responsables: Juan Marcos y Patricio Valenzuela Tarea: Verificar contenido de la slide

Proyectos en Curso para Mejorar Eficiencia del Proceso de Programación

PRONÓSTICO DE GENERACIÓN RENOVABLE CONTEXTO PRONÓSTICO DE GENERACIÓN RENOVABLE Centrales solares FV Centrales eólicas Centrales de embalse Centrales de pasada PROYECTO FUTURO

PRONÓSTICO CENTRALIZADO PRONÓSTICO CENTRALIZADO DE GENERACIÓN RENOVABLE VARIABLE PRONÓSTICO DESCENTRALIZADO (ENVIADOS POR COORDINADOS CONECTADOS AL SISTEMA DE TRANSMISIÓN) OTROS PRONÓSTICOS (ENVIADOS POR TERCEROS CONTRATADOS POR EL COORDINADOR) Coordinado 1 Coordinado 2 Coordinado N Por planta Por área (PMG – PMGD) Cortísimo plazo por contratar SISTEMA EXPERTO (PROCESAMIENTO – METODOLOGÍA DE PONDERACIÓN DE PRONÓSTICOS) por definir Mediano plazo PRONÓSTICO CENTRALIZADO COORDINADOR Sistema de información pública Corto plazo Cortísimo plazo

Tipos de pronóstico de AWST RESUMEN DE RESULTADOS DE DESEMPEÑO DE AWS TRUEPOWER (AWST) VS COORDINADOS Tipos de pronóstico de AWST AWST pronostica AWST y el Departamento de programación analizaron el desempeño de los pronósticos para el mes de enero de 2018 Intraday: horizonte 12 hrs., entrega cada hora. Day-ahead: horizonte 9 días, entrega cada hora. 2.019 MW 1.406 MW Conclusiones a la fecha: Pronósticos solares: Existe una gran cantidad de centrales en donde AWS Truepower ha obtenido sostenidamente mejor desempeño que los Coordinados. Pronósticos hour ahead eólicos: en condiciones de ser utilizados en la operación en tiempo real debido a que en general muestran mejor desempeño que los de los Coordinados. Pronósticos day-ahead eólicos: Hasta el mes de enero 2018 los Coordinados obtuvieron mejor desempeño que AWST en gran cantidad de las centrales.

PRONÓSTICO DE CAUDALES DE EMBALSES Diseño general

UTILIZACIÓN EN EL PROCESO DE PROGRAMACIÓN DE LA OPERACIÓN

Desafíos Futuros

DESAFÍOS DE INTEGRACIÓN DE ERNC Régimen de Operación de centrales convencionales (Campaña de determinación de parámetros ) Regulación ambiental SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO FLEXIBILIDAD

DADO QUE LA CADENA COMPLETA NO FINALIZA EN LA PROGRAMACIÓN MEJORAS EN LA OPERACIÓN EN TIEMPO REAL SCADA Estimador de Estado Despacho Económico AGC Pronósticos ERNC y Caudales Información Histórica Despacho económico con restricciones de seguridad Pre-despacho en tiempo real con restricciones de seguridad. Factores de Penalización con cálculo en tiempo real. APLICACIONES DE MERCADO Estabilidad Dinámica Estabilidad en Tensión Inter- operabilidad Pronósticos Demanda y Centrales Pasada DESPACHO AUTOMATICO DEL PARQUE GENERADOR Próximos Trabajos Aplicaciones en Operación

SERVICIOS COMPLEMENTARIOS

PROGRAMACIÓN DE LA OPERACIÓN SISTEMA ELECTRICO NACIONAL GRACIAS PROGRAMACIÓN DE LA OPERACIÓN SISTEMA ELECTRICO NACIONAL