Optimización de la producción hidroeléctrica

Retos

 

La optimización de la producción eléctrica en cuencas hidráulicas es un problema altamente complejo debido no sólo al número de variables en juego sino a una multitud de restricciones que han de ser respetadas, tanto de carácter técnico como regulatorio. La función objetivo es distinta si nos encontramos en un sistema eléctrico regulado (en cuyo caso se intenta maximizar la producción) a si nos encontramos en un sistema liberalizado.  En este último caso se intenta optimizar el beneficio económico, teniendo en cuenta los distintos marcos regulatorios (como por ejemplo las retribuciones por regulación secundaria o terciaria, o el régimen especial para centrales mini), las variables de mercado (previsión de precios, mercados específicos para la regulación, etc.), y criterios derivados de la estrategia de mercado que se desee llevar a cabo.

Por otra parte el problema subyacente de optimización debe tener en cuenta multitud de aspectos técnicos: el acople entre los embalses de la misma cuenca, la dependencia no-lineal de la potencia producida por cada unidad con respecto al caudal y la cota, las restricciones de parada/arranque de unidades, los caudales y volúmenes máximos y mínimos a respetar, la casuística particular de centrales de bombeo, la de las centrales de fluyente…  En suma, se trata de un problema de optimización no lineal en donde se mezclan variables continuas y discretas, junto con un número considerable de restricciones duras.


Enfoque

 

AIA ha desarrollado una técnica propia para atacar este problema, basada en primer lugar en una modelización novedosa de las curvas de output para el conjunto de la subestación generadora, que conserva la no-linealidad esencial del problema y permite aplicar después las técnicas matemáticas de Network Flow y de Optimización Convexa.

Esta técnica ha sido aplicada con éxito a cuencas con varios embalses acoplados, incluyendo centrales de bombeo o centrales fluyentes. La optimización puede ser calculada con horizontes temporales anuales, semanales, o intra-día.


Beneficios

 

  • Permite la optimización global de la producción en cuencas acopladas, bien sea con criterio de máxima producción eléctrica o de máximo beneficio en mercado
  • La innovadora modelización del comportamiento de la generación del conjunto de la planta ofrece una alta precisión en los resultados
  • Calcula la programación óptima a diversos horizontes temporales: anual, semanal, diario
  • Integra todas las restricciones presentes en el problema real, tanto de carácter técnico como regulatorio
  • Integra casos especiales como centrales fluyentes o de bombeo
  • Contempla posibles incentivos a la disponibilidad de recursos para regulación, o la existencia de mercados para la misma

Casos de Éxito

 

AIA ha aplicado con éxito estas metodologías de análisis de mercado eléctrico en varios escenarios:

  • Implantación del sistema SOPHIA para la optimización de la producción hidroeléctrica, en uno de los grandes productores del mercado español
  • Implantación, en otro de los grandes productores del mercado español, del sistema SOPHIA para la optimización del beneficio económico en la gestión de la producción hidroeléctrica. Incluye la ayuda a la estratificación de la oferta a mercado de los diferentes niveles de producción disponibles en cada momento.