En Chile el sector eléctrico se distingue de la estructura monopólica tradicional por estar dividido en tres segmentos separados: generación, transmisión y distribución. El segmento de generación es un mercado desregulado conformado por un lado por el mercado spot de venta física de electricidad, y por otro lado por el mercado de contratos comerciales entre generadores y clientes. El objetivo de este trabajo es desarrollar un modelo del mercado de generación eléctrica basado en teoría de juegos, que sirva de herramienta y permita analizar el comportamiento estratégico de las empresas presentes en este mercado, estudiando en conjunto su participación en el mercado spot con la venta física de energía, y en el mercado de contratos comercializando la energía futura. La realización del trabajo comienza con un estudio en profundidad del funcionamiento del mercado de generación eléctrica y con una revisión de la bibliografía existente con respecto a modelos de mercados de generación desregulados. A partir de esta base, se desarrolla un modelo basado en el mercado de generación chileno, para un nivel de inversión dada, que para efectos de simplicidad, no considera la capacidad máxima ni las pérdidas de transferencias, y donde la demanda es determinista. El modelo es dinámico, contempla dos etapas consecutivas, una para el mercado de contratos y otra para el mercado spot. Para el modelo general no se encuentra equilibrio en estrategias puras y se demuestra la existencia de un equilibrio en estrategias mixtas. Las estrategias mixtas representan una probabilidad asociada a la oferta de un contrato en precio y cantidad de un generador en el mercado de contratos para satisfacer la demanda del cliente. Gracias al estudio del modelo general y de casos particulares, se concluye que un mercado competitivo de generación eléctrica como el chileno es un mercado complejo en el cual la legislación juega un rol clave con respecto a los comportamientos de las empresas presentes. Es así como un generador contratado tiene incentivos para transmitir en el mercado spot, su costo real de producción en el caso simétrico, o inferior al siguiente costo de producción en el caso asimétrico. Del mismo modo, se obtienen principios del funcionamiento del mercado, observables en la historia reciente del mercado de generación chileno. Primero, mientras más cercana sea la demanda a la capacidad total del sistema, más elevado es el precio de los contratos. Segundo, un generador sobrecontratado disminuye su utilidad mercado spot con pérdidas relacionadas con sus contratos. Tercero, el generador con menor costo marginal de producción obtiene mayores ingresos. El modelo y el trabajo desarrollado es un primer paso en el desarrollo de una herramienta para el estudio de la toma de decisiones en el mercado de generación y del mercado en si. Se puede extender introduciendo por ejemplo en el modelo más generadores, las pérdidas por transferencia, las inversiones según la tecnología o considerando el juego repetido del modelo.

El presente documento conforma la tesis doctoral titulada "Integración de Energías Renovables en Redes Eléctricas Inteligentes". Impulsada por el auge en las energías renovables y las redes inteligentes, la tesis hace un recorrido a través de los sistemas de generación, acumulación y control del sistema eléctrico. Se modela una red distribuida, un sistema de generación fotovoltaico y un sistema de generación eólica y se realizan los estudios de integración estáticos y dinámicos para analizar el comportamiento de las redes con presencia de generación renovable distribuida y sistemas de acumulación. Finalmente, se propone la optimización de los sistemas de generación propuestos para prestar el servicio complementario de ajuste de frecuencia en una red distribuida. Como resultados se presenta el balance de las mejoras que la generación propuesta comporta a la red distribuida estudiada y se desarrollan una serie de objetivos para optimizar la presencia de generación distribuida e implementar nuevas consignas de control.

Ingeniero Civil Eléctrico / El uso de generación distribuida (GD) ha aumentado de forma considerable en los últimos años a nivel mundial, en países como Alemania se registra una alta participación de la GD, debido a que durante la década del 2000 fue implementada una tarifa mayor frente a otras tecnologías convencionales por sus inyecciones al sistema (Feed-in Tariff). La capacidad instalada de generación solar fotovoltaica (Solar PV) es de 31 GWp, en donde un 70% representa energía solar PV conectada a redes de baja tensión (0,4 kV). En Chile bajo el contexto de la Ley 20.571 es posible instalar GD en redes de distribución de forma libre, mientras siga las normas estipuladas en el marco regulatorio. En cifras, según lo declarado en el portal de energía abierta de la Comisión Nacional de Energía (CNE), la capacidad de GD de tecnología solar es de 11,9 MW en total a fines de 2017. La inclusión de tales niveles de GD trae consecuencias a la operación de las redes de distribución, principalmente relacionadas con la calidad de suministro, tales como problemas de tensión, frecuencia, distorsión armónica y desbalances. Además, posee consecuencias sobre los activos de la empresa distribuidora, como por ejemplo la sobrecarga de conductores o transformadores. El objetivo principal de este trabajo es utilizar redes inteligentes en un ambiente de simulación para mitigar los problemas de régimen permanente introducidos por la GD de tipo Solar PV, principalmente asociados a sobretensiones y sobrecarga de conductores. Para ello se busca integrar estrategias de control, tanto en la cabecera del alimentador como de forma local en la generación solar mediante el uso adecuado de elementos activos del sistema, tales como, inversores de potencia de la GD, cambiador de tap del transformador de la subestación alimentadora y bancos de baterías. La metodología incluye la evaluación de estos problemas en una red realista de media tensión (MT) ubicada en la comuna Diego de Almagro, con la finalidad de determinar en qué porcentaje de adopción aparecen los problemas de interés. Las estrategias mencionadas con antelación se integran en un modelo de optimización usando el solver Gurobi que incluye el cálculo del flujo de potencia (OPF). El OPF se realiza con una relajación del problema no-lineal, para validar las soluciones de este método se compara con el OPF obtenido utilizando OpenDSS. Los resultados muestran que la coordinación de elementos activos permite solucionar problemas técnicos de régimen permanente en redes MT, el cambiador de tap del transformador AT/MT y la regulación del factor de potencia del inversor en la GD Solar PV permiten contribuir de forma efectiva a la regulación de tensión del sistema, mientras que la capacidad de almacenamiento es la estrategia más efectiva para solucionar problemas de capacidad en los equipos de la red.

El particionamiento y balance de carga son aspectos de gran interés en simulaciones distribuidas basadas en modelos orientados al individuo espacialmente explícitos. La descomposición equitativa del dominio del problema y la distribución eficiente de las particiones sobre las unidades de cómputo de la arquitectura paralela/distribuida son factores cruciales cuando se plantea como objetivo obtener el mejor rendimiento de la aplicaciÛn de simulaciÛn distribuida. Además, en modelos que exhiben patrones de movimiento es necesario establecer políticas competentes de balance de carga dinámico para continuar satisfaciendo el objetivo de rendimiento a medida que la simulación evoluciona en función del tiempo. En el presente trabajo se han desarrollado mÈtodos de particionamiento y balance de carga para simulaciones distribuidas a gran escala de modelos orientados al individuo espacialmente explícitos que exhiben patrones de movimiento. Se ha utilizado el modelo de Huth & Wissel, el cual representa el movimiento coordinado y polarizado de bancos de peces, para validar las estrategias desarrolladas. El método de particionamiento consiste en descomponer el dominio del problema en particiones compactas generadas a partir del criterio del radio cobertor y diagramas de Voronoi. La distribución de las particiones se realiza por medio de la agrupación de particiones por proximidad en un conjunto meta-particiones de cardinalidad igual a la cantidad de unidades de cómputo. La estrategia de balance de carga dinámica consiste en detectar el desbalance por medio de un algoritmo basado en umbrales y re-configurar las meta-particiones para lograr el re-equilibrio. Finalmente, se ha realizado experimentación exhaustiva con motivo de validar y verificar la viabilidad del simulador distribuido en distintos escenarios. / artitioning and load balancing are highly important issues in distributed simulations based on spatially-explicit individual-oriented models. Choosing how to decompose the domain of an individual-oriented system and efficiently distribute the set of partitions are crucial factors at the moment to execute the distributed simulation. Furthermore, if the individual-oriented model exhibits mobility patterns, we should be able to maintain the load balancing in order to keep the global application performance as the distributed simulation evolves in time. In this work, we have developed partitioning and load balancing strategies for distributed spatially-explicit individual-oriented simulations with mobility patterns. We have used the Huth and Wissel model, which represents the coordinated and polarized motion of fish schools, in order to validate the developed strategies.Our partitioning method consists of decomposing an individual-oriented system into a collection of compact partitioning generated by means of covering radius criterion and Voronoi diagrams. The distribution model consists of grouping partitions by proximity into a set of meta-partitions. The number of meta-partitions should be equal to the number of computing resources of the distributed architecture. The dynamic load balancing strategy consists of detecting imbalance by means of a threshold-based algorithm and reconfiguration the set of meta-partitions in order to re-balance the workload. We have done exhaustive experimentation using a large set of scenarios in order to validate and verify the distributed simulator feasibility.

La planificación de las operaciones involucradas en un proyecto de desarrollo de software ha sido un problema a superar, desde el auge del uso de metodologías que guían dicho proceso. Tanto la eficiencia como la sofisticación de los algoritmos que buscan resolver los estos ordenamientos, han ido evolucionando durante la segunda mitad del siglo XX. Al mencionado problema de ordenar tareas con dependencias se le conoce en la algorítmica como programación de tareas o task scheduling y es definido de la siguiente forma: dado un conjunto de tareas a ser programadas en determinado grupo de máquinas (o recursos hombre-máquina como podrían ser programadores, analistas, etc.), encontrar un orden adecuado de ejecución. Es un problema de complejidad NP-difícil por lo que se justifica el uso de métodos heurísticos para obtener soluciones aproximadas. El presente trabajo de tesis presenta una meta heurística GRASP para resolver la variante en donde las tareas son dependientes y los organismos ejecutores son diferentes entre sí: con esto se podrían planificar las tareas de las etapas iniciales de un proceso particular de desarrollo de software. En la tesis, se incide en la metodología RUP, y en particular en sus disciplinas de modelamiento de negocios (business modeling) y captación de requerimientos (requirement). Se han desarrollado tanto un algoritmo voraz como una meta heurística GRASP con dos parámetros de relajación, planteamiento novedoso pues hasta el momento no se había intentado resolver el problema de esta forma. Igualmente se muestra un modelo matemático para la variante específica del problema a tratar. Para demostrar la corrección de los algoritmos, se desarrolló un prototipo que los implementa obteniéndose como resultado que el algoritmo GRASP mejora casi en un 6% los resultados del algoritmo voraz, para instancias de hasta 12500 variables involucradas. Palabras clave: Programación de tareas, algoritmos GRASP, Desarrollo de Software, planificación de recursos en proyectos de desarrollo software, RUP. / Operation’s planning for Software Development has been a complicated by-solve problem experienced since the golden age of the use methodologies whose rule those process. In which it is used, as well as in the efficiency and sophistication of the algorithms that try to solve the problems that appear in a software project, since its origin in the middle of the 20th century. The previously mentioned problem is known within algorithmic as task scheduling and it is defined as follows: given a group of tasks (operations) to be scheduled within a group of machines (or human resources, or human-machine resources), find an appropriate execution order. It is a NP-difficult complexity problem, so it justifies the usage of heuristic methods to obtain approximate solutions. This thesis presents a GRASP heuristic goal to solve the variant in which tasks are dependent and executing entities are different one from the other: now it could be possible the planning of the operation s from the inception’s RUP phase. We are remarking in particular, two disciplines of RUP methodology: business modeling and requirement. Both a greedy algorithm and a GRASP heuristic goal with two relaxation parameters have been developed. Innovative proposition because until now nobody has tried to solve the problem this way. Likewise a mathematical model for the specific variant of the problem to be considered is shown. To show efficiency of the GRASP algorithm, we developed a prototype program that executes and compares the results obtained by greedy and GRASP algorithms. The GRASP algorithm improves by 6% the results of the greedy algorithm, for instances with up to 12500 variables involved. Finally we measured the quality of these results with those of the mathematical model which would obtain the exact solution for smaller instances, taking advantage of software that solves linear programming problems: the GRASP algorithm got close to the exact result within a range of 95 to 99%, and even equaled it in some tests. Keywords: Task scheduling, GRASP algorithm, Software development, resource planning in software projects, RUP.

Resumo Este trabalho apresenta o desenvolvimento do SISMAT - Sistema de Matrícula Inteligente, que tem por objetivo auxiliar professores, coordenadores de curso e pessoal envolvidos na realização de matrículas de acadêmicos de uma universidade. O SISMAT é baseado em um sistema multiagente composto por um agente humano aqui denominado Agente Usuário e três agentes de software-. Agente Interface, Agente Mediador e Agente Matriculados O Agente Usuário é aquele que expressa a intenção de efetuar uma matrícula e crê que o SISMAT pode efetuá-la. O Agente Interface permite ao Agente Usuário expressar suas intenções ao SISMAT, bem como solicitar e obter conhecimento a respeito de uma matrícula, ou seja o Agente Interface faz a comunicação entre o usuário e a sociedade de agentes. O Agente Mediador gerencia a sociedade de agentes, buscando conhecimento quando necessário e solicitando a execução de tarefas a outro agente quando ele não tem a capacidade de executá-las. O Agente Matriculador, entre outras capacidades, é capaz de compor a matrícula de um acadêmico, através de análises de seu histórico escolar. O SISMAT apresenta características, onde aspectos de interação, cooperação, compromissos, capacidades, crenças, ou seja, características relacionadas ao comportamento social humano, desempenham um papel importante em sistemas baseados em agentes. Aspectos relacionados à concepção, projeto e implementação do SISMAT serão discutidos ao longo deste trabalho. O protótipo foi desenvolvido em LALO {Langage d'Agents Logiciel Objet), que utiliza o paradigma de programação orientada a agentes AOP {Agent-Oriented Programming).

Este trabalho situa-se na área de Sistemas Multiagente, que é uma sub-área da Inteligência Artificial Distribuída. Em particular, o problema abordado nesta dissertação é o da modelagem de ambientes, um aspecto importante na criação de simulações baseadas em sociedades de agentes cognitivos, no entanto pouco tratado na literatura da área. A principal contribuição deste trabalho é a concepção de uma linguagem, chamada ELMS, própria para a definição de ambientes multiagente, e a implementação de um protótipo de interpretador para esta linguagem. O resultado da interpretação é um processo que simula o ambiente descrito em alto nível, e é apropriado para a interação com os agentes cognitivos que irão compartilhar o ambiente. Esta linguagem foi desenvolvida no contexto do projeto MASSOC, que tem como objetivo a criação de simulações sociais com agentes cognitivos. A abordagem deste projeto dá ênfase ao uso da arquitetura BDI para agentes cognitivos, a comunicação inter-agente de alto nível (ou seja, baseada em atos de fala) e a modelagem de ambientes com a linguagem ELMS, que é proposta neste trabalho. Os ambientes e agentes que podem ser usados na criação de simulaçõpes, bem como a comunicação entre eles utilizando a ferramenta SACI, são definidos ou gerenciados a partir de uma interface gráfica, que facilita a criação e controle de simulações com a plataforma MASSOC. Além de apresentar a linguagem ELMS e seu interpretador, esta dissertação menciona ainda, como breve estudo de caso, uma simulação de aspectos sociais do crescimento urbano. Esta simulação social auxiliou na concepção e avaliação da linguagem ELMS.

A linguagem de programação Java vem sendo uma das escolhidas para a implementação de aplicações compostas por objetos distribuídos. Estas aplicações caracterizam-se por possuir comportamento complexo e, portanto, são mais difíceis de depurar e refinar para obter melhores desempenhos. Considerando a necessidade do desenvolvimento de uma ferramenta de monitoração para o modelo de objetos distribuídos, que colete informações mais detalhadas sobre a execução da aplicação, é apresentado neste trabalho um ambiente de monitoração de aplicações distribuídas escritas em Java, o DOMonitor. Um dos objetivos do DOMonitor é obter o comportamento que a aplicação apresenta durante a execução, possibilitando a detecção de comportamentos equivocados e seu respectivo refinamento. O DOMonitor é voltado para aplicações compostas por objetos distribuídos e caracteriza-se por identificar principalmente: (i) o comportamento dinâmico das threads; (ii) a utilização dos métodos de sincronização; e (iii) a comunicação entre os entes distribuídos da aplicação. O DOMonitor está fundamentado em quatro premissas: (i) ser transparente para o usuário, não exigindo anotações no código fonte; (ii) apresentar uma organização modular, e por isto ser flexível e expansível; (iii) ser portável, não exigindo nenhuma alteração na Maquina Virtual Java; e (iv) operar de forma a garantir a ordem dos eventos previstos pelo programa. Os dados produzidos pelo DOMonitor podem ser utilizados com diversas finalidades tais como visualização da execução, escalonamento e como suporte à execução de aplicações móveis. Para comprovar esta versatilidade, foi proposta a integração do sistema a dois outros projetos, o Pajé e o ISAM. O projeto ISAM utilizará os dados monitorados para tomadas de decisão durante o curso da execução e o projeto Pajé permite a visualização gráfica das características dinâmicas de uma aplicação Java.

En la actualidad, el sector eléctrico chileno se caracteriza por contar con una demanda creciente y un perfil de expansión descentralizado lo cual ha generado nuevas oportunidades en el segmento de generación, siendo una de ellas la generación distribuida y, en particular, la micro generación. Por otra parte, se aprecia tanto a nivel mundial como local una mayor preocupación hacia la problemática ambiental, lo que sumado a problemas de abastecimiento de algunos energéticos primarios, ha incentivado el desarrollo tecnológico de diversas formas de generación eléctrica en base a energías renovables. El objetivo principal del presente trabajo de título es estudiar la factibilidad técnica y normativa de la incorporación de micro generación basada en energías renovables en redes de distribución urbanas de baja tensión, incorporando distintas tecnologías de generación y analizando distintos escenarios de penetración de micro generación. Lo anterior se lleva a cabo a través de simulaciones estáticas y dinámicas de la conexión de unidades a un alimentador de baja tensión tipo. La metodología utilizada para el desarrollo de este trabajo se compone de tres etapas: en la primera, se analiza el estado actual de los aspectos relevantes a considerar tales como tecnologías de micro generación y la normativa vigente. En la segunda etapa, se realiza un modelamiento a escala de las unidades de micro generación y se construye un alimentador de baja tensión tipo para un sector residencial. Por último, en la tercera etapa se realizan simulaciones de la conexión de micro generación con distintos niveles de penetración considerando dos escenarios de demanda y perfiles de generación obtenidos a partir de la disponibilidad de los energéticos primarios en cada escenario. Se observa que las tecnologías de micro generación están en una etapa de madurez y confiabilidad apta para aplicaciones en baja tensión, siendo las principales barreras para su incorporación los altos costos, la falta de información y carencia de herramientas regulatorias. Los efectos derivados de la conexión que se observan en la red de baja tensión permiten concluir que no existen dificultades técnicas mayores para la conexión de micro generación, obteniendo efectos indeseados para niveles de penetración superiores al 50%, nivel para el cual se hace altamente recomendable considerar un cambio en el esquema de protecciones de la red e incorporación de filtros para evitar contaminación armónica. Así mismo, se comprueba que la instalación de micro generación no sólo colabora a objetivos de suministro y disminución de emisión de contaminantes, sino que puede mejorar las características de la red como por ejemplo el perfil de tensiones a lo largo del alimentador, provocando una mejor calidad de suministro.

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