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Simulación y análisis de escenarios de capacidad renovable y no renovable bajo modelado híbrido: un estudio de caso

Autores: Morcillo, José D.; Angulo, Fabiola; Franco, Carlos J.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Simulación y análisis de escenarios de capacidad renovable y no renovable bajo modelado híbrido: un estudio de caso


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Renovable
No renovable
Capacidad instalada
Mercado eléctrico
Modelo híbrido
Dinámicas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 30

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este trabajo analiza la respuesta del mercado eléctrico a diversos escenarios de capacidad instalada renovable y no renovable, teniendo en cuenta la variabilidad de las energías renovables debido a la estacionalidad y a los episodios del fenómeno de El Niño-Oscilación del Sur (ENSO). Se desarrolló un modelo híbrido de dinámica de sistemas/sistemas dinámicos (SD/DS) al derivar primero una hipótesis SD y una estructura de flujo de stock de la dinámica de oferta y demanda de electricidad en Colombia. El comportamiento dinámico del modelo se transformó luego en un modelo de Simulink y se analizó utilizando las herramientas de sistemas dinámicos de bifurcación y teoría de control para proporcionar una comprensión más profunda del sistema, tanto desde una perspectiva colombiana como desde la perspectiva de otros escenarios de mercado. La aplicación del modelo híbrido desarrollado al mercado eléctrico colombiano proporcionó una descripción detallada de su dinámica en una amplia gama de escenarios de capacidad instalada permanente (combustibles fósiles) y variable (renovables), incluyendo una serie de percepciones contraintuitivas. Se descubrió que mayores porcentajes de capacidad permanente garantizaban la seguridad del suministro y la robustez del sistema a corto plazo (2021-2029), mientras que mayores porcentajes de capacidad variable hacían que el sistema fuera más vulnerable a aumentos de precios y apagones, especialmente a largo plazo (2040-2050). Estas situaciones críticas solo pueden evitarse si se instala rápidamente capacidad adicional de generación convencional o no convencional. En general, se encontró que la metodología propuesta para construir el modelo híbrido SD/DS proporcionaba una comprensión más profunda y un espectro más amplio de análisis que el análisis tradicional de modelos SD, y por lo tanto puede ser aprovechada por los responsables de políticas para sugerir mejoras en sus respectivas estructuras de mercado.

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