Implementación de módulo de flujo de cargas a la plataforma SimSEE

Presentación del tema: "Implementación de módulo de flujo de cargas a la plataforma SimSEE"— Transcripción de la presentación:

1 Implementación de módulo de flujo de cargas a la plataforma SimSEE
Msc. Ing. Ruben Chaer, Ing. E. Coppes

2 1 2 3 Desarrollo de Modelo de Red aplicado a un
programa de Optimización Hidrotérmico 1 PROBLEMA 2 DESARROLLO 3 PRUEBAS Y VALIDACIÓN

3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

4 Introducción al problema
SIMSEE Plataforma de Optimización Hidrotérmica. ANII proyecto FSE "Mejoras a la plataforma de Simulación de Sistemas de Energía Eléctrica” Primera aproximación a modelado de la red: Nodos Arcos (limites y rendimientos) Gran aumento de la generación eólica, biomasa y fotovoltaica que impone restricciones a la red. Necesidad de un modelo mas exacto de la red como ser un flujo de cargas AC. Implementación en la plataforma de código abierto y orientada a objetos SIMSEE.

5 2 DESARROLLO Metodología

6 METODOLOGÍA Planteo general del problema de flujo de cargas, estudio y adaptación. Incorporación de los TAP's variables de los transformadores a la formulación del problema. Desarrollo de los algoritmos de lectura de datos de los archivos de datos de red del PSSE. Estudio de diferentes formas de incorporar la red al SIMSEE e implementación de la solución elegida.

7 Organice por secciones
Planteo general del problema de flujo de cargas Estudio y adaptación. Metodología de programación orientada a objetos Actores del sistema eléctrico participan en una sala de juegos virtual donde interactúan con los otros. Resolvedor de ecuaciones complejos no lineal: método de Newton-Raphson modificado. Trasformadores con cambiadores de punto de transformación. Organice por secciones Flujo de cargas

8 Organice por secciones
Incorporación de los TAP's variables de los transformadores a la formulación del problema Definición de tres tipos de nodos: genéricos, regulados y reguladores. Definición de los elementos de la matriz Jacobiana. TAP’s Organice por secciones

9 Organice por secciones
Desarrollo de los algoritmos de lectura de datos Datos de red PSSE. Módulos en PASCAL de lectura y creación de objetos de flujos de carga. Lectura de archivos *.RAW de PSSE versiones 26 y 32. Desarrollo de algoritmos de análisis de conectividad. Organice por secciones Lectura de datos

10 Organice por secciones
Estudio de diferentes formas de incorporar la red al SIMSEE e implementación de la solución elegida. Alternativas. Flujos de cargas DC Flujos de carga AC Flujo óptimo de cargas OPF. Organice por secciones Alternativas

11 Organice por secciones
Estudio de diferentes formas de incorporar la red al SIMSEE e implementación de la solución elegida. Elección de la alternativa viable. Flujo de cargas AC en forma separada del despacho Hidrotérmico, como dos subproblemas. Se resuelve un paso de optimización resultando: despacho de maquinas. Corrida del flujo de cargas, validez del caso en cuanto a la Red. Caso que no sea factible, se itera haciendo las correcciones necesarias en el despacho Hidrotérmico hasta que el sistema Hidrotérmico-Red tenga una solución factible. Organice por secciones Elección

12 Organice por secciones
Estudio de diferentes formas de incorporar la red al SIMSEE e implementación de la solución elegida. Implementación. Organice por secciones

13 Equivalencia Nodo del SIMSEE - Zona del flujo de cargas
Estudio de diferentes formas de incorporar la red al SIMSEE e implementación de la solución elegida. Implementación. Equivalencia Nodo del SIMSEE - Zona del flujo de cargas Cada Nodo del SIMSEE aporta una demanda a una zona del flujo de cargas la cual es distribuida de acuerdo a unos porcentajes calculados. Cada Generador de SIMSEE tiene su correspondiente generador en el flujo de cargas. Equivalencia Arco de SIMSEE - todas las canalizaciones entre dos diferentes zonas del flujo de cargas.

14 3 PRUEBAS Y VALIDACIÓN

15 DOS CASOS DE PRUEBA (1) Caso de flujo de cargas
Año 2015, 1200 MW eólica y 200 MW de biomasa. Se definieron 7 zonas. Equivalente de ARG

16 DOS CASOS DE PRUEBA (2) Caso de SIMSEE
Año 2015, 1200 MW eólica y 200 MW de biomasa. Se definieron 7 Nudos correspondientes a las 7 zonas definidas en flujo de cargas. Cada nudo tiene su demanda base. Se definieron fuentes de vientos independientes en cada zona. Los intercambios internacionales se definieron como cargas en los nudos frontera.

17 DOS CASOS DE PRUEBA (3)

18 RESULTADOS Se hicieron corridas del SIMSEE con y sin flujo de cargas.
Se variaron tanto las capacidades de las canalizaciones, los rendimientos y los peajes de las mismas. En los casos en que se tiene en cuenta la red, el SIMSEE efectivamente modifica el flujo por las líneas para adecuarse a lo que requiere el flujo de cargas.

19 CASO: FOTOVOLTAICA PRUEBA A REALIZAR. ANALISIS DE RESULTADOS.
OTRAS OPCIONES.

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21 4 MODELO DE ARCO - SIMSEE

22 ARCO - SIMSEE La función de los Arcos es la de realizar las conexiones entre dos nodos del sistema eléctrico y de esa forma permitir el flujo de energía entre los mismos. Los nodos y arcos representan a grandes rasgos la red de transporte del sistema eléctrico con sus limitantes de capacidad y disponibilidad.

23 ARCO - SIMSEE Para indicar el sentido del flujo de potencia, en cada arco es obligatorio cargar la información del nodo de entrada y el nodo de salida. En el caso en que se quiera modelar una línea con flujo de energía bidireccional, va a ser necesario crear dos arcos independientes permutando los nodos de entrada y salida.

24 ARCO - SIMSEE Para cada arco se debe especificar:
el factor de disponibilidad con su tiempo medio de reparación asociado Para cada poste de los definidos en las “Variables Globales” de la sala se debe indicar: la potencia máxima que puede transportar el peaje por el uso de la red el rendimiento.

25 ARCO - SIMSEE El concepto de rendimiento del arco está asociado a las pérdidas del sistema de transporte y en este caso se representa como un factor que multiplicado por la potencia de entrada del arco determina la potencia de salida. Por ejemplo, si el rendimiento es 0.9 esto quiere decir que cuando la potencia entrante al arco es 10 MW, la potencia saliente será 9 MW.

26 ARCO - SIMSEE El formulario de edición de los parámetros dinámicos es como el que se muestra en la siguiente figura:

27 ARCO - SIMSEE Como se puede apreciar, el límite de capacidad PMáx, el Rendimiento y el Peaje se deben especificar como una lista de números separados por ";" (Punto y Coma) siendo los valores para cada poste de la simulación. El casillero Considerar Peaje en el Despacho indica que el costo del peaje debe ser considerado a los efectos de resolver el despacho económico. El casillero Sumar peaje al CDP indica que el peaje debe ser sumado al Costo Directo del Paso (CDP) y por lo tanto estará integrado en la función de costo total. Al sumarlo al CDP, el peaje es previamente multiplicado por el Factor para CDP. Este factor se incluyó para poder considerar el peaje como un ingreso en lugar de un costo cuando se simulan exportaciones del país con un delta para exportación.

28 ARCO - SIMSEE En el caso de utilizar la herramienta FLUCAR para la resolución de problemas de flujo de carga en forma iterativa con el despacho energético, el peaje es usado como una señal para forzar los flujos de energía por los arcos que corresponda según la solución del flujo de carga. En este tipo de aplicación, el casillero "Considerar Peaje en el Despacho" debe estar marcado para forzar el despacho, pero el casillero "Sumar peaje al CDP" debe estar desmarcado pues no se trata de un costo real, sino de una forma de imponer un despacho.

29 ARCO - SIMSEE

30 ARCO - SIMSEE

31 ARCO - SIMSEE Como variable de control tenemos la potencia por el arco en cada poste. La restricción es la del límite máximo de potencia. Pj<Pmáx.(de caja, no adicional) El arco aparece como una demanda para el nodo de partida de potencia -P y como un generador para el nodo de llegada de potencia µP

32 INTERACCION FLUCAR - SIMSEE
5 INTERACCION FLUCAR - SIMSEE

33 PSEUDO CODIGO

34 PSEUDO CODIGO

35 PSEUDO CODIGO

36 PSEUDO CODIGO

37 ? … Preguntas?