Browsing by Author "Navarro Casamayor, Andrés"

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    Medium-term stochastic hydrothermal scheduling with short-term operational effects for large-scale power and water networks
    (2024) Navarro Casamayor, Andrés; Favereau Monti, Marcel Joseph; Lorca Gálvez, Álvaro Hugo; Olivares Quero, Daniel; Negrete Pincetic, Matías Alejandro
    The high integration of variable renewable sources in electric power systems entails a series of challenges inherent to their intrinsic variability. A critical challenge is to correctly value the water available in reservoirs in hydrothermal systems, considering the flexibility that it provides. In this context, this paper proposes a medium-term multistage stochastic optimization model for the hydrothermal scheduling problem solved with the stochastic dual dynamic programming algorithm. The proposed model includes operational constraints and simplified mathematical expressions of relevant operational effects that allow more informed assessment of the water value by considering, among others, the flexibility necessary for the operation of the system. In addition, the hydrological uncertainty in the model is represented by a vector autoregressive process, which allows capturing spatio-temporal correlations between the different hydro inflows. A calibration method for the simplified mathematical expressions of operational effects is also proposed, which allows a detailed short-term operational model to be correctly linked to the proposed medium-term linear model. Through extensive experiments for the Chilean power system, the results show that the difference between the expected operating costs of the proposed medium-term model, and the costs obtained through a detailed short-term operational model was only 0.1%, in contrast to the 9.3% difference obtained when a simpler base model is employed. This shows the effectiveness of the proposed approach. Further, this difference is also reflected in the estimation of the water value, which is critical in water shortage situations.
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    Modelo de coordinación hidrotérmica estocástica de mediano plazo con incorporación de efectos operacionales de corto plazo para sistemas eléctricos e hídricos de gran escala
    (2022) Navarro Casamayor, Andrés; Lorca Gálvez, Álvaro Hugo; Olivares Quero, Daniel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La alta integración de fuentes renovables variables en sistemas eléctricos conlleva una serie de desafíos propios de su intrínseca variabilidad. Uno de ellos es valorizar correctamente el agua presente en los sistemas, considerando la flexibilidad que esta puede otorgar al sistema. En este sentido, la modelación de mayores detalles operacionales es fundamental de cara al futuro eléctrico renovable. En este contexto, en este trabajo se propone un modelo de programación estocástica multietapa de mediano plazo para el problema de coordinación hidrotérmica resuelto con el algoritmo SDDP. Este incluye una serie de restricciones operacionales y expresiones matemáticas simplificadas de efectos operacionales que permiten valorizar correctamente el agua en los sistemas al considerar, entre otras cosas, la flexibilidad necesaria para la operación del sistema. Sumado a esto, la incertidumbre hidrológica es modelada mediante un modelo vectorial autoregresivo, el cual permite capturar correlaciones espacio-temporales entre los diferentes afluentes. Se propone también un método de calibración de las expresiones matemáticas simplificadas de efectos operacionales, el cual permite relacionar un modelo de corto plazo detallado con el modelo lineal de mediano plazo propuesto. Mediante la aplicación con el Sistema Interconectado Central de Chile, se encontró que la diferencia entre los costos esperados de operación del modelo de mediano plazo propuesto ya calibrado, y los costos obtenidos mediante un modelo detallado semanal fueron de solo un 0.1%, frente al 9.3% de diferencia que existe al comparar con el modelo base. Esto se ve reflejado en los costos del agua, donde se ven aumentos de un 34% en promedio.