Este proyecto realiza una revisión crítica del actual diseño del mercado eléctrico colombiano, relacionado con la identificación y el manejo de las restricciones en el Sistema de Transmisión Nacional (STN), buscando identificar la metodología implementada para caracterizar las restricciones durante el proceso de planeamiento operativo y de la expansión en el Sistema Interconectado Nacional (SIN), así como analizar y evaluar diferentes alternativas que permitan un manejo más eficiente de las mismas y que conlleve a la reducción de los costos de operación del sistema.
Además, se desarrolla un estudio de las tendencias operativas en los diferentes mercados internacionales, buscando identificar metodologías que se puedan implementar en el manejo de las restricciones en el SIN. Los análisis realizados se presentan como recomendaciones para la operación del mercado eléctrico nacional, con el objetivo de hacerlo más económico, pero conservando los altos índices de confiabilidad y seguridad con los que hoy se opera la red.
Persiguiendo dichos objetivos, se realizó un estudio al modelo utilizado para el planeamiento de la operación y de la expansión en el SIN, buscando identificar políticas que incrementan el costo de la energía debido al manejo de las restricciones relacionada con el análisis de seguridad y confiabilidad llevado a cabo por XM, las cuales se puedan mejorar dándoles un manejo más flexible. Se identificó que el criterio utilizado actualmente para llevar a cabo el análisis de seguridad y confiabilidad en el SIN se puede considerar sobre-restringido, lo que si bien asegura que el sistema sea operado con altos índices de seguridad, puede generar sobrecostos innecesarios que se verán representados en el cobro de la energía realizado al usuario final.
Por tal razón se presenta una metodología para el análisis de seguridad en el SIN bajo un criterio hibrido Preventivo - Correctivo, el cual realice análisis de severidad y de probabilidad para la ocurrencia de contingencia en cada activo del STN. Esta metodología se desarrolla como una evolución a los criterios hoy utilizados por XM para el análisis de seguridad llevado a cabo en el planeamiento operativo del SIN, la cual reduzca los costos debido a un manejo más flexible de las restricciones, pero mantenga los altos índices de confiabilidad con que hoy se cuenta.
En este informe se presenta el modelo de optimización implementado, el cual fue desarrollado en su totalidad por el autor de esta investigación y se muestra la recopilación de una red eléctrica como equivalente representativo del SIN. Además se presenta el desarrollo del método de Linear Sensitivity Factors (LSF) para modelar las capacidades del STN en pre y pos contingencia, y se describe la implementación del concepto de contingencias dominantes en los activos de transmisión.
Se presenta además el análisis eléctrico y probabilístico efectuado, detallando las consideraciones realizadas durante este proyecto. En el análisis eléctrico se describe la implementación de factores de carga en los circuitos del STN, los cuales buscan modelar los cortes eléctricos manejados por XM S.A. E.S.P y por tanto, acercar el modelo construido al planeamiento operativo ejecutado por dicha entidad. El análisis probabilístico se basa en los datos históricos de indisponibilidades reportados por el operador del SIN, un modelo de probabilidad más riguroso se presentará en la tesis de maestría que resultará de esta investigación y en diferentes artículos de divulgación científica.
