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los próximos 25 años, mientras se minimiza el costo, sujeto
a varias restricciones, como las limitaciones físicas de las
centrales de generación y transmisión existentes y los presupuestos
para el carbono.
A continuación, se utiliza un conjunto de modelos para
explorar el problema de optimización a través de distintas
etapas. Este enfoque se centra en todo el periodo de perspectiva
o en una representación mejorada del sistema a nivel
intertemporal. Al adoptar esta metodología, podemos explorar
una serie de características operativas para cada una de
las soluciones de generación, almacenamiento y respuesta a
la demanda en cada uno de los escenarios.
En la práctica, un modelo de perspectivas de capacidad es
un enfoque de dos etapas. En la primera etapa, se estudian las
interdependencias de la electricidad y el gas con un horizonte
temporal a largo plazo, pero con una representación no refinada
del tiempo. La segunda etapa es un modelo más granular
que proporciona representaciones cronológicas y detalladas
del sistema eléctrico a largo plazo mediante la solución en
múltiples etapas. Como aquí se realiza una optimización más
compleja en un horizonte de tiempo más corto, se apoya en la
previsión que ofrece el modelo de la primera etapa.
Para que estos modelos funcionen bien, tenemos que proporcionar
un modelo de perspectiva de capacidad de varios
parámetros fijos, como la demanda de electricidad, los costos
de los nuevos generadores o los requerimientos normativos.
También necesitamos presentar varias " opciones posibles "
para la nueva generación y la interconexión de transmisión
a gran escala, que se pueden seleccionar mediante la perspectiva
de capacidad a fin de cumplir el objetivo mientras se
cumplen las restricciones.
Especificamente, las perspectivas de capacidad contienen
parámetros para las 35 REZ, como se describió anteriormente,
lo que garantiza que el modelo de perspectivas
de capacidad sea rico en detalles a la hora de tomar decisiones
sobre el desarrollo de la transmisión y la generación
en las REZ. Esto asegura que se tenga en cuenta la diversidad
entre las REZ, lo que puede reducir la necesidad de una
generación de mayor coste, como las turbinas de gas de ciclo
abierto, para proporcionar estabilidad.
En general, hemos comprobado que los posibles nuevos
grandes interconectores que aumentan la capacidad de transferencia
entre los principales centros de carga suelen tener
sinergias con los desarrollos de la red de las REZ. Es decir,
un nuevo interconector entre las principales ciudades suele
atravesar o pasar cerca de varias posibles REZ. Por lo tanto,
incluimos la capacidad de red adicional que proporcionan
las opciones de expansión de los interconectores a una REZ
en el modelo de perspectivas de capacidad.
Por último, los resultados del modelo de perspectivas
de capacidad son un conjunto de decisiones de inversión
en generadores, almacenamiento y redes. Estas decisiones
representan las interdependencias entre los sistemas de gas
y electricidad para determinar las inversiones óptimas en
generación térmica, los retiros y los planes de expansión de
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la transmisión, los yacimientos de gas y los gasoductos en el
horizonte a largo plazo (25 años o más).
Para completar las perspectivas de capacidad, es necesario
asignar las inversiones en generación (por lo general,
según la capacidad disponible de la red) a ubicaciones específicas
de la red (normalmente un punto de conexión a la
red específico en la REZ). Esto se debe a que el modelo de
perspectivas de capacidad plantea una imagen simplificada
de la topología de la red, mientras que la siguiente fase del
modelo utiliza una representación mucho más detallada de
esa topología.
Para cumplir con los estándares de confiabilidad, cualquier
futuro con alta generación eólica y solar requerirá
fuentes despachables para estabilizar la producción de energía
renovable. El almacenamiento de energía ubicado dentro
de una REZ puede suavizar el perfil de la electricidad exportada,
lo que permite un dimensionamiento óptimo de la red.
Al asignar la generación, se tiene muy en cuenta dónde se
sitúa el almacenamiento a gran escala (tanto el almacenamiento
de energía hidroeléctrica por bombeo como por
baterías), de modo que pueda reducir o evitar la inversión
en la red de una REZ, así como estabilizar la VRE. Ahora
que se han tomado las principales decisiones de inversión, la
siguiente fase del modelado pretende optimizar los resultados
del despacho para este conjunto dado de inversiones en
generación, almacenamiento y red.
El modelo secuencial en el tiempo
Las decisiones de generación y transmisión que toma el
modelo de perspectivas de capacidad se utilizan como base
para el modelo secuencial en el tiempo. Básicamente, este
modelo simula los resultados del despacho para el sistema
dado e imita el proceso de despacho que se emplea en las
operaciones en tiempo real.
Dado que las decisiones de inversión están prácticamente
fijadas (para nuestro modelado), el modelo secuencial en el
tiempo nos permite profundizar mucho más en la representación
de las complejidades físicas del sistema eléctrico. El
modelo presenta una topología de red detallada y una representación
del límite del sistema eléctrico, y una simulación
Monte Carlo de las interrupciones de generación, así como
los modelos de oferta de suministro y compromiso de las
unidades de generación.
Los resultados del despacho y la información sobre el
flujo de la red resultante del modelo secuencial en el tiempo
nos permiten explorar varios aspectos importantes. Como se
indica en el sitio web del AEMO, estos aspectos incluyen
✔ las posibles infracciones de los estándares de confiabilidad;
✔
la viabilidad de las perspectivas de generación y transmisión
cuando se modelan las condiciones operativas
y las limitaciones de la red;
✔ el número de generadores síncronos en línea;
✔ la matriz de generación y el consumo de combustible;
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