Análisis y modelo para la asignación del despacho y el costo de potencia reactivade generación de la GCROR

Model to Determine the Dispatch and Cost of Reactive PowerGeneration of the GCROR in a Released Electricity Market

Oscar Fernández-Galindo
Comisión Federal de Electricidad, MÉXICO

José Luis Mar-Villegas
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla | Comisión Federal de Electricidad, MÉXICO

Juan Carlos Escamilla-Sánchez
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, MÉXICO

Genaro Campos-Castillo
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, MÉXICO

Ismael Albino-Padilla
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, MÉXICO

Recibido 31-01-2020, aceptado 26-03-2020.

Resumen

Desde el año 2013, México liberó su sector energético y con ello incursiona en el modelo de Mercado Eléctrico Mayorista (MEM). En este contexto, los servicios en red que son necesarios para realizar el servicio de transmisión de energía llamados servicios auxiliares, tales como la potencia reactiva de generación, la cual debido a su particularidad de tener un efecto local entran en la polémica de ¿cómo deben administrarse?, ¿quién debe dar el servicio? y ¿cuánto debe pagarse por el servicio?, estas son algunas controversias que surgen al liberar un sector eléctrico. Este artículo de investigación propone utilizar un método estocástico denominado Optimización de Enjambre de Partículas (OEP) que se aplica en un Sistema Eléctrico de Potencia (SEP) con el propósito de obtener un despacho de potencia reactiva eficiente que dé seguridad y confiabilidad al SEP, una vez determinado este escenario se puede aplicar la metodología propuesta para obtener el costo de potencia reactiva para cada generador. El método OEP puede obtener una solución rápida teniendo como consigna tener un despacho de potencia reactiva eficiente respetando bandas de voltaje en buses con el mínimo de pérdidas eléctricas, usando la red eléctrica del Operador Independiente de Sistema CENACE, en un nivel de voltaje de 400 kV. Las principales conclusiones de esta investigación: la administración eficiente de potencia reactiva usando OEP, reduce las pérdidas eléctricas al mínimo, las constantes C₁ y C₂ son importantes para obtener mejores resultados en la optimización y el método propuesto es una herramienta práctica para usar en tiempo real, debido a que la potencia reactiva suministrada tiene un impacto local que está dentro del ámbito de acción del operador de sistema.

Abstract

Since 2013, Mexico has liberated its energy sector and thereby ventures into the Wholesale Electricity Market (MEM) model. In this context, the network services that are necessary to perform the energy transmission service called auxiliary services, such as the reactive power of generation due to its particularity of having a local effect, enter into the controversy of: how they should be managed? Who should give the service? And how much should be paid for the service? These are some controversies that arise when liberating an electricity sector. This paper proposes to use a stochastic method called Particle Swarm Optimization (PSO) that is applied in an Electric Power System (EPS) in order to obtain an efficient reactive power dispatch that gives security and reliability to the EPS, once this scenario is determined, the methodology proposed can be applied to obtain the cost of reactive power for each generator. The PSO method can obtain a quick solution based on having an efficient reactive power dispatch respecting voltage bands on buses with the minimum electrical losses, using the CENACE System Independent Operator's electrical network, at a voltage level of 400 kV. The main conclusions of this research are: the efficient administration of reactive power using EPO, reduces electrical losses to a minimum, constants C₁ and C₂ are important to obtain better results in optimization and the proposed method is a practical tool to use in time real, because the reactive power supplied has a local impact that is within the scope of the system operator.

Palabras clave: potencia reactiva de generación, mercado eléctrico mayorista, servicios auxiliares, optimización de enjambre de partículas, operador Independiente de sistema y costo de generación.
Index terms: reactive power generation, wholesale electricity market, auxiliary services, particle swarm optimization, independent system operator and generation cost.

ISO 690 reference:
Fernández-Galindo, Oscar; Mar-Villegas, José Luis; Escamilla-Sánchez, Juan Carlos; Campos-Castillo, Genaro; Albino-Padilla, Ismael, 2020, Análisis y modelo para la asignación del despacho y el costo de potencia reactivade generación de la GCROR, Científica, Revista Mexicana de Ingeniería Electromecánica y de Sistemas, vol. 24, no. 2, ISSN 2594-2921, DOI: https://doi.org/10.46842/ipn.cien.v24n2a01