La restructuración de los mercados eléctricos con el objeto de introducir competencia ha originado la creación de agentes que se encarguen de la administración de los mismos, pero con herramientas modernas que les permitan supervisar el comportamiento del sistema eléctrico y la conducta de los agentes en el mercado eléctrico. La supervisión de la operación de un mercado requiere de información constante de los cambios que se presentan en el mercado, es así como surgen los Sistemas de Monitoreo de Mercado (SMM). Los SMM están constituidos por un conjunto de indicadores, los que a su vez, pueden ser variables, relaciones que se calculan, complejos resultados estadísticos tanto del sistema o mercado eléctrico, que permiten hacer seguimiento del desempeño y la seguridad del sistema así como también detectar eventuales conductas anticompetitivas y vacíos en la normativa, lo cual una vez evaluado es susceptible de ser corregido. Adicionalmente, permiten a los agentes que interactúan en el mercado la identificación de estrategias de negocios y de esta manera se pueda lograr una asignación eficiente de los recursos disponibles. La presente investigación sugiere un esquema para elaborar un SMM que sirva de apoyo a la vigilancia y toma de decisiones en el sector eléctrico, el mismo que resulta aplicable a las necesidades de un sistema hidrotérmico como el peruano. Para esto se plantea un esquema de diseño general de SMM y la forma como se debería distribuir la información para beneficio de todos los agentes en sus decisiones. Se determina un grupo de indicadores de la literatura técnica actual, de los cuales se seleccionan los que son aplicables al Sistema Eléctrico Interconectado Nacional, los mismos se agrupan en cuatro categorías principales: situación de la operación del mercado, situación de la operación del sistema, estructura del sistema y, desempeño y poder de mercado. Finalmente, se evalúan en el tiempo siete (7) indicadores asociados a situaciones críticas que repercutieron en el mercado eléctrico peruano y su importancia del seguimiento que se les debe hacer. Palabras Clave: Mercados Eléctricos, Sistemas de Monitoreo de Mercado, Indicadores, Supervisión, Vigilancia. / Tesis

Magíster en Gestión y Políticas Públicas / La regulación de un mercado siempre contempla, implícita o explícitamente, la utilización de determinados mecanismos institucionales para la solución de los conflictos que producirá la implementación de la misma1. Estos mecanismos son un elemento crucial en cualquier régimen normativo y un determinante del nivel de riesgo de los inversores privados (Fischer, Palma y Guevara 2007: 2). En los últimos 20 años, diversas reformas a la regulación de mercados han incorporado a comisiones o paneles de expertos como mecanismos especiales de solución de conflictos. Estos paneles se han constituido en un elemento esencial de la regulación de los sectores de infraestructura en Chile: servicios sanitarios, telecomunicaciones, electricidad, obras públicas (Jadresic, 2007:1). Entre estos, destaca el Panel de Expertos del sector eléctrico por constituir la experiencia más exitosa y reconocida en el ámbito académico y empresarial. El presente estudio de caso tiene como objetivo identificar los factores que han incidido en el mejor desempeño del Panel de Expertos como mecanismo de solución de conflictos y explorar la posibilidad de los aspectos institucionales relacionados con su éxito puedan ser utilizados como ejemplo o referente al momento de evaluar y diseñar los mecanismos de solución de conflictos de otros sectores regulados. La metodología utilizada para este estudio fue la revisión de las fuentes secundarias existentes sobre la materia (artículos en publicaciones académicas, normativa legales y reglamentaria aplicable a la materia, dictámenes del Panel de Expertos), y la aplicación de una entrevista semi estructurada a stakeholders del sector eléctrico, consultando su opinión sobre las razones del éxito del Panel de Expertos y la posibilidad de replicar esta institución del Panel en otros sectores regulados. El estudio permite concluir que el éxito del Panel de Expertos se debe, en gran parte, a determinados aspectos del diseño institucional del mismo: carácter eminentemente técnico, integración multidisciplinaria, forma de solución de los conflictos, ausencia de recursos en contra de sus decisiones, existencia de plazos breves para resolver, duración de los integrantes en sus cargos, independencia del regulador y de los regulados, regulación detallada de los procedimientos, mecanismos para la selección de sus integrantes, remuneración de los integrantes, publicidad del procedimiento, número de integrantes y especificidad de su función. Estos elementos deben ser tomados en cuenta como ejemplo o referente al momento de evaluar o diseñar los mecanismos especiales de solución de conflictos en otros sectores regulados, existentes o en estudio.

El diseño actual del mercado eléctrico peruano, que tuvo su origen en la primera reforma a inicios de los años noventa y fue complementado con una segunda reforma el año 2006, se soporta entre otros aspectos, en un sistema de contratos de largo plazo entre generadores y distribuidores y en un mercado de corto plazo donde las transacciones se realizan con base en precios nodales (precios marginales locales). En vista que los precios nodales de corto plazo consideran los efectos de las congestiones en la red de transmisión y dado que estas congestiones son imprevistas, se produce volatilidad en los precios nodales lo mismo que se traduce en el denominado riesgo de congestión. Ello motiva que los generadores trasladen este riesgo a los usuarios a través de los contratos de largo plazo, con lo cual el diseño pierde eficiencia y sostenibilidad. Para solucionar esta problemática, en diversos mercados basados en precios nodales, se ha implementado sistemas de derechos financieros de transmisión (DFT) en sus diversas modalidades, como un medio de cobertura contra tal riesgo de congestión. Cabe señalar, que los DFT también son utilizados en diversos diseños de mercado eléctrico como un mecanismo para generar recursos financieros destinados a la expansión del sistema de transmisión eléctrico; no obstante, el presente trabajo no se enfoca en dicha aplicación, debido a que en el Perú este problema se ha enfrentado mediante la planificación centralizada de la expansión a través de un Plan de Transmisión que se elabora cada dos años. / Tesis

El proceso de suministrar electricidad a través de instalaciones eléctricas genera un riesgo para la integridad física de las personas que realizan actividades alrededor de ellas. El escenario de mayor riesgo se configura cuando las instalaciones eléctricas son aéreas, en el nivel de media tensión, con conductores expuestos y las personas que realizan las actividades son ajenas al trabajo de instalación, operación o mantenimiento de dicha infraestructura; este escenario se conoce como la problemática de la seguridad pública en la distribución eléctrica. / Tesis

El diseño actual del mercado eléctrico peruano, que tuvo su origen en la primera reforma a inicios de los años noventa y fue complementado con una segunda reforma el año 2006, se soporta entre otros aspectos, en un sistema de contratos de largo plazo entre generadores y distribuidores y en un mercado de corto plazo donde las transacciones se realizan con base en precios nodales (precios marginales locales). En vista que los precios nodales de corto plazo consideran los efectos de las congestiones en la red de transmisión y dado que estas congestiones son imprevistas, se produce volatilidad en los precios nodales lo mismo que se traduce en el denominado riesgo de congestión. Ello motiva que los generadores trasladen este riesgo a los usuarios a través de los contratos de largo plazo, con lo cual el diseño pierde eficiencia y sostenibilidad. Para solucionar esta problemática, en diversos mercados basados en precios nodales, se ha implementado sistemas de derechos financieros de transmisión (DFT) en sus diversas modalidades, como un medio de cobertura contra tal riesgo de congestión. Cabe señalar, que los DFT también son utilizados en diversos diseños de mercado eléctrico como un mecanismo para generar recursos financieros destinados a la expansión del sistema de transmisión eléctrico; no obstante, el presente trabajo no se enfoca en dicha aplicación, debido a que en el Perú este problema se ha enfrentado mediante la planificación centralizada de la expansión a través de un Plan de Transmisión que se elabora cada dos años. / Tesis

Ingeniero Civil Mecánico / Los materiales piezoeléctricos entregan la posibilidad de generar electricidad gracias a diferencias de voltaje que se generan al deformarlos. El principio anterior, mezclado con un agente externo que logre deformarlos periódicamente, o hacerlos vibrar, puede convertirse en una fuente de energía para múltiples dispositivos electrónicos, tomando significativa importancia en dispositivos de control que se encuentren en zonas remotas o de difícil acceso, en donde la mantención y cambio de batería se vuelva una opción inviable, o demasiado costosa. El objetivo de este trabajo es reproducir y comparar tres modelos existentes para vigas piezoeléctricas, el primero es un modelo de un grado de libertad y los siguientes dos, modelos continuos, uno de estos considera el acoplamiento electromecánico y el otro no. Los modelos predicen el voltaje, corriente y potencia producidos en función de la frecuencia que excita el sistema, y se busca determinar cuál de ellos representa más fidedignamente la realidad y bajo qué condiciones es adecuado utilizarlos. En los modelos continuos existen múltiples frecuencias naturales que se corresponden con los modos de vibración. Para un mismo nivel de aceleración en la base, el modo que genera mayor voltaje, corriente y potencia, es el primero, por ende si se busca energizar un dispositivo electrónico se debe buscar que el agente excitador de la viga la haga resonar al primer modo de vibración. Debido a esto es que en trabajo de estudia la energía generada gracias al primer modo. Como resultado del análisis de cada modelo se demuestra que, cada modelo tiene una resistencia óptima para la cual produce la mayor potencia posible. El objetivo final si se quiere implementar esta tecnología es determinar cuál es esa resistencia, de manera que el dispositivo que es objeto de la energía, tenga la mayor cantidad de esta disponible. Los tres modelos teóricos son comparados entre ellos y con datos experimentales, estos últimos obtenidos luego de testear una viga piezoeléctrica real. Para realizar la comparación se definen tres indicadores de error llamados "error de peak", "error de frecuencia" y "error de disipación". Estos miden las diferencias que existen entre las curvas teóricas de voltaje y la curva experimental, en particular comparan el voltaje máximo, frecuencia natural y ancho de las curvas. El modelo continuo acoplado es un modelo de física muy compleja que requiere una gran experticia para poder ser implementado, no obstante y considerando los tres tipos de errores, es el modelo que mejor se ajusta a la realidad.

Diseñador Industrial / No autorizada para ser publicada en el Portal de Tesis Electrónicas de la U. de Chile.

Ingeniero Civil Eléctrico / Las micro-redes han surgido como solución para aquellas comunidades que se encuentran aisladas y desconectadas de los grandes sistemas de energía. En estas micro-redes, los recursos renovables de generación son escasos y de alta variabilidad, por lo que es crítico definir un esquema de operación que optimice la operación, que es el sistema de gestión de la energía (Energy Management System - EMS). Una de las estrategias con las que se cuenta, es realizar gestión de la demanda (Demand Side Management - DSM), que busca modificar el consumo de los usuarios. Para diseñar una estrategia de DSM, es de importancia tener una estimación de la respuesta de los usuarios frente a ella, para así determinar entre qué rangos se puede esperar que los usuarios varíen su consumo y determinar qué indicaciones enviar al consumidor para generar una respuesta deseada. En la comunidad de Huatacondo, al norte de Chile, se encuentra instalada una micro-red aislada desde el año 2010. Esta micro-red cuenta con un EMS que se encarga del despacho de la energía y busca minimizar los costos de operación. La estrategia de DSM implementada consiste en un semáforo indicativo que puede mostrar las luces verde, amarilla y roja, correspondientes a aumentar, mantener y disminuir el consumo, respectivamente. Si bien las señales mostradas por el semáforo tienen un significado intuitivo, no se tiene una cuantificación de la respuesta que generan sobre los usuarios, por lo que este conocimiento no se incorpora al proceso de optimización. En esta memoria se aborda el problema de modelar la respuesta para tener una estimación del rango real en el que responderán los usuarios, con el fin de generar una gestión de demanda adecuada sobre ellos y así, optimizar el funcionamiento de la micro-red. Con la obtención de un modelo se posibilita la inclusión de este conocimiento al proceso de optimización del EMS. Dado que se cuenta con pocos datos del DSM funcionando, se desarrolla un simulador de consumo con y sin gestión de demanda para la comunidad, que genera datos que permiten modelar la respuesta de los usuarios en base a la hora y color del semáforo que se tienen como entradas. Este modelo se compara con una tabla obtenida a partir del cálculo de las medias de los datos de entrenamiento. Con esta modelación, se pueden determinar los factores de desplazamiento máximos y mínimos esperados para cada hora. Los resultados simulados en el optimizador fuera de línea del EMS con el método propuesto muestran una disminución de los costos de combustible diésel utilizado, reduciéndose hasta un 3.55% respecto a un caso base sin DSM.

Con el propósito de obtener una metodología correcta así como los valores iniciales se deberá recopilar, analizar y evaluar la información relacionada con los factores de simultaneidad y demanda, tanto de las instalaciones eléctricas de utilización, así como los de suministro. Así mismo se deberán efectuar mediciones muestrales de campo, mediante toma de registros diarios en las instalaciones eléctricas del sistema de distribución (suministro) y del sistema de utilización de acuerdo a la muestra establecida en el Estudio Estadístico, estas mediciones se realizaran con el Equipo “POWER HARMONICS ANALYSER” modelo MI 2092 de marca Metrel. La muestra de Nivel Unidad Geográfica 1 se establecerá en base a los criterios de selección dentro de la selección del Sistema Eléctrico representativo ,la muestra de Nivel Unidad Geográfica 2 será establecidos a través de la estadística, pero también de forma grafica usando el programa MAPINFO para poner obtener la información grafica de la ubicación de las subestaciones a medir y así tener la seguridad que pertenezcan a una zonificación dada, los mapas de la zonificación serán digitalizados en este mismo software, los planos de zonificación urbana se obtienen del Instituto Metropolitano. Los diagramas de carga elaborados por cada zonificación urbana, se construyen en base a la medición muestral con el Equipo Analizador que se instalara en diversos domicilios que se ubiquen dentro de la zona de muestra y la zonificación respectiva durante un periodo de 24 horas y tomando registros cada 15 minutos de acuerdo a la establecido en la Norma Técnica de Calidad de los Servicios Eléctricos. Con esta información se establecerá la metodología mas adecuada para el cálculo y actualización de estos factores tal como se detalla en los capítulos siguientes.

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.