Tesis doctoral de Juan Ignacio Pérez Díaz
En esta tesis, se estudia con detalle el problema de la planificación de la operación o la explotación a corto plazo de una central hidroeléctrica tomadora de precios que vende su energía en un mercado eléctrico liberalizado y organizado sobre la base de un sistema de ofertas de compra y venta de energía, poniendo un énfasis especial en el caso de las centrales con una capacidad de regulación semanal, diaria o menor, en las que es muy importante tener en cuenta, en el corto plazo, el efecto de la variación del salto, o del volúmen. analizando los modelos de explotación a corto plazo descritos en la bibliografía, se detectan en éstos ciertas limitaciones que pueden resumirse en los siguientes puntos: a) es frecuente ignorar en los estudios a corto plazo la influencia de la variación del volúmen del embalse a lo largo del período de explotación. b) se recurre generalmente a dividir el problema en dos partes o problemas distintos: la asignación óptima de grupos y el despacho económico o de carga de los grupos asignados. en esta tesis, se desarrollan tres modelos de explotación a corto plazo originales, que se basan respectivamente en programación lineal entera mixta, programación no lineal y programación dinámica. Los tres modelos resuelven simultáneamente la asignación y el despacho económico de los grupos de la central y los dos últimos tienen en cuenta el efecto de la variación del salto durante el proceso de optimización, superando así las principales limitaciones de la mayoría de los modelos existentes. los tres modelos se apoyan en la metodología que se propone en la tesis para obtener la característica de generación de la central, quedando implícitos en la solución de los tres modelos el estado óptimo (arranque/parada) y la potencia que producen todos los grupos de la central. Los tres modelos se apoyan además en una serie de procedimientos iterativos, de modelado y de discretización, algunos de los cuales son originales, y otros se basan parcialmente en procedimientos conocidos. Para comprobar la validez de los modelos, se estudia con éstos la explotación a corto plazo de una central de referencia formada por dos grupos generadores, bajo distintas condiciones de operación. además del desarrollo de nuevos modelos de explotación a corto plazo, se encuentran entre los objetivos de esta tesis la aplicación de los modelos desarrollados a una central de generación hidroeléctrica con velocidad variable y su utilización como herramienta de apoyo en estudios de rentabilidad de centrales hidroeléctricas. de acuerdo con los objetivos previstos, se describe en la tesis la metodología a seguir para aplicar los modelos desarrollados a una central de velocidad variable y se estudia la explotación a corto plazo de la central de referencia con dos grupos de velocidad variable bajo distintas condiciones de operación, demostrándose que, al permitir que los grupos de la central giren siempre a su velocidad óptima, aumentan considerablemente: a) el rango de caudales turbinables para cada nivel o volumen de embalse. b) la carrera de embalse aprovechable para producir energía. c) la potencia que produce la central en las mismas condiciones de caudal y salto. d) los ingresos que recibe la central por vender su energía en el mercado. cabe destacar que la aplicación de estos modelos a una central de velocidad variable constituye una de las principales aportaciones de esta tesis, ya que no se ha encontrado en la bibliografía ningún modelo de explotación a corto plazo aplicado a una central de este tipo. por último, se presenta en esta tesis una metodología para estimar, a partir de unas previsiones de aportaciones y de precios horarios, los ingresos anuales que produce una central hidroeléctrica, utilizando los modelos desarrollados. Aplicando esta metodología se obtienen unos resultados más precisos que los que se obtienen en la mayoría de los estudios de rentabilidad consultados, ya que se tienen en cuenta los siguientes aspectos: a) la variación del rendimiento global de la planta en función de las condiciones de operación y del número de grupos que están en funcionamiento. b) la variación horaria de los precios de venta de la energía. c) la capacidad de gestión de la central para maximizar sus ingresos, distribuyendo el agua de la mejor forma posible entre todas las etapas del período de estudio, y para maximizar la energía generada en cada etapa, repartiendo de forma óptima el agua asignada entre todos los grupos disponibles. cabe señalar que toda la tesis se desarrolla bajo un enfoque determinista en lo que se refiere al tratamiento de las aportaciones, los precios y la disponibilidad de los grupos.
Datos académicos de la tesis doctoral «Modelos de explotación a corto plazo de centrales hidroeléctricas. aplicación a la generación hidroeléctrica con velocidad variable.«
- Título de la tesis: Modelos de explotación a corto plazo de centrales hidroeléctricas. aplicación a la generación hidroeléctrica con velocidad variable.
- Autor: Juan Ignacio Pérez Díaz
- Universidad: Politécnica de Madrid
- Fecha de lectura de la tesis: 11/07/2008
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- José Román Wilhelmi Ayza
- Tribunal
- Presidente del tribunal: José Jesús Fraile mora
- Luis Fernandez beites (vocal)
- Antonio Jesús Conejo navarro (vocal)
- Andrés Llombart estopiñan (vocal)