Práctica 3. Optimización Hidrotérmica. (2015)

Pràctica Español
Universidad Universidad Politécnica de Valencia (UPV)
Grado Ingeniería de la Energía - 4º curso
Asignatura Centrales Hidroeléctricas
Año del apunte 2015
Páginas 3
Fecha de subida 16/03/2016
Descargas 25
Subido por

Vista previa del texto

Práctica 3 Centrales Hidroeléctricas 19 de noviembre de 2015 4ºGIE Pablo Carnero Melero Fundamento teórico En la práctica se ha llevado a cabo el proceso de Optimización Hidrotérmica, el cual se fundamenta en gestionar de manera adecuada los embalses para minimizar los costes globales de producción.
El procedimiento teórico es caracterizar la demanda, así como los equipos térmicos e hidráulicos. A continuación, mediante el Principio de Optimalidad de Bellman, se partirá de un estado conocido del sistema hidrotérmico y se establecerán las decisiones que den lugar al menor coste acumulado, tanto en el futuro como en las decisiones previas al estado de partida del análisis.
En la práctica se ha partido de una etapa k, y suponiendo un período de optimización dado se ha recopilado los datos de partida del análisis:      Cantidad de embalses y de sus centrales hidráulicas asociadas.
Volumen máximo y mínimo del embalse.
Características energéticas de las centrales hidráulicas y económico-energéticas de las centrales térmicas.
Aportaciones a los embalses.
Estructura de la demanda.
A continuación se debe suponer un volumen inicial del embalse, para que el estado del embalse en la etapa del análisis sea conocido. A continuación se debe realizar una suposición que permita comenzar el proceso iterativo que proporcione la decisión óptima. Se supone un coste marginal de una unidad de producción térmica y se hace igual al gradiente de costes futuros. Esa igualdad proporciona el valor del volumen turbinado, asociado a la energía hidráulica producida, que está relacionada con el gradiente de costes futuros. Una vez se tiene el valor del volumen final del embalse para la etapa de estudio, se va rellenando la cobertura de la demanda con energía hidráulica, cubriendo en primer lugar las zonas donde haya térmicas más caras, el período punta. Tras realizar este proceso se tendrá un coste marginal de la última unidad de potencia térmica que entró en condiciones de competencia, el proceso iterativo finalizará cuando el valor supuesto y el obtenido tras el proceso iterativo coincidan.
Es posible que el proceso iterativo no converja, porque se llegue a una central térmica que tenga un coste marginal menor que la hidráulica, por lo tanto se tendrá que llegar a una solución de compromiso que debe minimizar el coste de producción total. Normalmente esta decisión consiste en no sustituir la hidráulica por una térmica más barata, siendo el gradiente de costes futuros igual al último térmico que se sustituyó.
Todo este procedimiento se ha llevado a cabo en un programa Excel con el siguiente nombre Opt_HidroTermia_1etapa_plantilla_PABLO-CARNERO-MELERO_Optimizar_k y Coste futuro_k el cual se adjunta también al informe.
Casos prácticos Caso Vini(Hm3) Vfin(Hm3) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 974.90 876.90 779.00 583.10 387.10 289.20 215.70 166.70 93.20 93.20 93.20 403.20 403.20 403.20 360.20 247.20 150.20 93.20 93.20 93.20 280.20 613.20 Vturb(Hm3) Apor (Hm3) 747.40 649.40 547.50 398.60 315.60 314.70 298.20 249.20 175.70 351.30 756.60 175.70 175.70 175.70 175.70 175.70 175.70 175.70 175.70 175.70 538.30 1,276.60 Energía Hiráulica (Gwh) Punta Llano Valle 423.80 1,224.40 1,812.10 423.80 1,224.40 1,358.40 423.80 1,224.40 886.60 423.80 1,224.40 197.20 423.80 1,037.40 0.00 423.80 1,033.20 0.00 423.80 956.80 0.00 423.80 729.90 0.00 423.80 389.60 0.00 423.80 1,202.60 0.00 423.80 12,244.00 1,854.70 Energía Térmica (Gwh) Punta Llano Valle 2,326.10 5,789.60 5,580.50 2,326.10 7,014.02 7,392.62 2,326.10 5,789.60 6,506.00 2,326.10 5,789.60 7,195.40 2,326.10 5,976.70 7,392.60 2,326.10 5,980.80 7,392.60 2,326.10 6,057.20 7,392.60 2,326.10 6,284.10 7,392.60 2,326.10 6,624.40 7,392.60 2,326.10 5,811.40 7,392.60 2,326.10 5,789.60 5,537.90 Coste total (M€) 706.60 719.90 733.00 761.40 817.30 887.50 1,011.70 1,174.90 1,459.60 790.80 682.60 Para el cálculo del coste futuro de las etapas anteriores a la considerada, se tiene un Excel con el nombre Opt_HidroTermia_1etapa_plantilla_PABLO-CARNERO-MELERO_Coste k-1 adjunto a este informe. Se recogen las principales funciones que lo describen: Evolución del embalse etapa k 600 500 Vf k (Hm3) 400 300 200 100 0 0 100 200 300 400 500 600 700 Vi k (Hm3) 800 900 1000 1100 800 900 1000 1100 Coste futuro etapa k-1 900 800 700 Cf k-1 (M€) 600 500 400 300 200 100 0 0 100 200 300 400 500 600 700 Vf k-1 (Hm3) ...