MEEDS-09-M5-R1

Caracterización de la demanda de electricidad

Prospectiva Energética

Maestría en Economía de la Energía y Desarrollo Sustentable

Introducción

La caracterización de la demanda de electricidad consiste en encontrar curvas o patrones de comportamiento de la demanda de potencia respecto al tiempo, para un determinado período, que puede ser diario, semanal o mensual. Así mismo, identificar las variaciones que tanto la demanda de energía como la demanda de potencia pueden presentar, respecto a las estaciones del año, que de igual manera pueden estar representadas por semanas, meses, trimestres, etc. Estas curvas o patrones de comportamiento, se les conoce como modelos típicos de la demanda, son adimensionales y se determinan a partir del tratamiento estadístico de uno o varios años de registros históricos de demandas de potencia horarias. Estos modelos permitirán proyectar la demanda eléctrica a futuro con sus respectivas características, sobre las cuales trabajarán los modelos de abastecimiento.

Fuente: OLADE. (1998) Manual del Módulo de Demanda del SUPER-OLADE

El Modelo SUPER-OLADE

El SUPER-OLADE, es un modelo de planificación eléctrica desarrollado por OLADE, que permite encontrar planes óptimos de expansión de mínimo costo de sistemas de generación y transmisión eléctrica. Dicho modelo está compuesto en su última versión por los siguientes módulos: Módulo de Demanda (DEMMOD): Construye los modelos de demanda y sus proyecciones para cada etapa del período de planificación. Modelo Hidrológico (MODHID): Determina a partir de datos históricos series hidrológicas para la estimación del recurso hídrico en los modelos de expansión y operación del SUPER-OLADE. Módulo de Planificación Bajo Incertidumbre (MODPIN): Genera las estrategias de expansión de mínimo costo total. Módulo de Despacho Hidrotérmico: determina la política óptima de operación para un sistema hidro-térmico.

Fuente: OLADE. (1998) Manual del Módulo de Demanda del SUPER-OLADE

Modelamiento de las Curvas de Carga

La primera tarea del Módulo de Demanda del SUPER-OLADE, es elaborar los modelos de curvas de carga por días tipo semanal y las curvas de duración de carga mensual o semanal, por regiones y sectores de consumo, a partir de registros históricos de carga horaria, de 1 a 5 años. Para fines de la simulación del despacho hidrotérmico, el año se divide en un número determinado de períodos mensuales (12) o semanales (52). En el caso de utilizarse 12 períodos por año, el modelamiento de cargas diarias se efectúa tomando meses calendario. Si los períodos son semanales, para los modelos de carga diaria se utilizan meses equivalentes de 4 semanas cada uno, es decir, 13 períodos de igual duración por año. Los modelos de curvas de demanda que se obtienen del MODEM son:

1. Curvas de carga horaria, por días típicos semanales (CCD)
2. Curvas de duración de carga (CDC) continuas, por períodos semanales o mensuales.

Fuente: OLADE. (1998) Manual del Módulo de Demanda del SUPER-OLADE

Tipos de días de la semana

Debido a que estadísticamente se puede comprobar que la demanda de potencia eléctrica se comporta de manera diferente en los distintos días de la semana, con el fin de analizar, depurar y procesar el registro histórico de carga horaria, el MODEM considera 4 tipos de días de la semana:

Fuente: OLADE. (1998) Manual del Módulo de Demanda del SUPER-OLADE

Coeficientes de Modulación

Para la construcción de los modelos de demanda, es necesario definir un día típico equivalente para el cual se caracteriza la demanda en cada etapa del período de planificación y además determinar las variaciones de esta demanda en relación con las diferentes estaciones del año. Para el efecto, el MODEM, calcula un conjunto de factores denominados Coeficientes de Modulación. Estos coeficientes son los siguientes:

1. Coeficientes de ponderación diaria
2. Factores de potencias reducidas horarias por días tipo
3. Coeficientes estacionales
4. Coeficientes de tendencia

Fuente: OLADE. (1998) Manual del Módulo de Demanda del SUPER-OLADE

Coeficientes de Modulación

Coeficientes de ponderación diaria: Relacionan la energía de cada tipo de día de la semana con la energía de los días tipo 1 en cada mes. Se expresa en unidades adimensionales (p.u.) y el valor 1 corresponde a la energía del día tipo 1 y es el mayor valor. Factores de potencias reducidas: Cada modelo de demanda, está constituido por 24 factores de potencias reducidas, a intervalos horarios entre las 1 y 24 horas del día. Los factores de potencias reducidas son valores por unidad referidos a la potencia media diaria en cada mes. Coeficientes estacionales: Representan la variación estacional de la demanda de potencia y energía durante un año calendario. Las estaciones pueden ser meses o semanas. Coeficientes de tendencia: Representan el efecto del crecimiento anual de la demanda sobre los coeficientes estacionales.

Fuente: OLADE. (1998) Manual del Módulo de Demanda del SUPER-OLADE

Energía del día laborable medio

El día laborable medio, representa un día equivalente anual tipo 1. La energía de este día, sirve de referencia para el cálculo de la energía de todos los demás días del año. Su energía se calcula dividiendo la energía total del año para el número de días laborables equivalentes. El número de días laborables equivalentes es el número de días tipo 1 necesarios para cubrir la energía total del año. Su cálculo se realiza usando los coeficientes de modulación anteriormente descritos.

Fuente: OLADE. (1998) Manual del Módulo de Demanda del SUPER-OLADE

Curva de duración de carga normalizada

Como paso final de la caracterización de la demanda de electricidad, se calcula las Curvas de Duración de Carga (CDC) normalizadas por períodos. Las CDC se pueden representar por 26 o 51 valores de potencias normalizadas correspondientes a intervalos de duración constantes. El primer punto, para un valor de duración igual a cero, corresponde a la máxima demanda del período y tiene un valor normalizado de 1.0. El último punto, para una duración igual a 1.0, corresponde a la demanda mínima del período. El área bajo la curva es igual al factor de carga. Estas curvas normalizadas son luego aplicadas a las proyecciones de potencia y energía con las que trabajarán los modelos de abastecimiento.

Fuente: OLADE. (1998) Manual del Módulo de Demanda del SUPER-OLADE

Referencias

OLADE. (1998). Manual del Módulo de Demanda del SUPER-OLADE, disponible en: https://biblioteca.olade.org/opac-tmpl/Documentos/REF_DEM.pdf