La motivación principal de este trabajo es el gran aporte y eficacia de la cogeneración como medida de Eficiencia Energética en la industria, permitiendo ahorros considerables en términos económicos, y ventajas sociales y ambientales notables al permitir un mejor aprovechamiento del combustible primario. Con este fin se desarrolla una propuesta de operación para una red de distribución que involucre el concepto de Redes Activas, que deriva de las Redes Inteligentes y que plantea una red con una operación flexible y dinámica, capaz de adaptarse a las distintas condiciones de operación, mediante un proceso de optimización permanente de las variables de control dispersas en la red. La propuesta planteada considera una relajación de algunas de las restricciones impuestas por la concepción tradicional (pasiva) de las redes de distribución, permitiendo una operación coordinada y dinámica entre las unidades de GD presentes en la red. Esta operación coordinada se basa en un Flujo de Potencia Óptimo (OPF) que determina los valores óptimos para las variables de control (tap de los transformadores con cambiador bajo carga y consignas de potencia activa y reactiva de los GD) de acuerdo a las condiciones de demanda y la disponibilidad de generación. El algoritmo OPF es desarrollado en código MATLAB a partir del paquete de cálculo MATPOWER, al cual se le adicionó la posibilidad de manejar, como variable de optimización discreta, el tap de uno o más transformadores con cambiador bajo carga, implementándose esto mediante un proceso iterativo previo, basado en optimización por enjambre de partículas, que entrega la posición óptima de los tap de los transformadores y una primera aproximación de las consignas de potencia de los GD. Con los tap óptimos ya fijados, el modelo utiliza un OPF tradicional que determina finalmente las consignas óptimas de potencia activa y reactiva de los GD. Tanto la propuesta conceptual como la herramienta de cálculo desarrolladas fueron implementadas y probadas mediante dos casos de estudio: uno en que se realizó un manejo óptimo de la potencia reactiva en los GD, y otro en que se consideró además la posibilidad de efectuar recortes de generación para mantener las variables de la red bajo norma. Para ambos casos estudiados se realizó una estimación de los beneficios económicos derivados de la operación activa de la red, resultado que puede ser contrastado con los costos de la implementación de este esquema de operación inteligente, o bien con la ejecución de obras de ampliación necesarias para evitar la totalidad —o una parte— de los recortes de generación, en caso de que estos sean requeridos. A partir de estos resultados se realizó, además, una sensibilización respecto al precio de la energía, encontrándose que para costos bajos de la energía el esquema propuesto permite evitar una expansión innecesaria de la red, optando por realizar recortes de generación, mientras que para costos altos convendría realizar la expansión de la red pero realizar un buen manejo de reactivos, de modo de minimizar las pérdidas en la red.

No description available.

Ingeniero Civil Electricista / La presente memoria tiene como objetivo estructurar la información referente a los métodos de cálculo de la capacidad de transporte de corriente en las líneas de transmisión. Este trabajo se enmarca en el proyecto desarrollado por el Centro de Energía de la Universidad de Chile para Transelec S.A. Este estudio se centra por una parte, en organizar los modelos y sistemas de monitoreo desarrollados a la fecha para la aplicación de la capacidad dinámica en las líneas de transmisión. Por otro lado, se plantea una metodología para la ubicación de dispositivos de monitoreo en tiempo real en una línea, que permite representar con un cierto grado de confiabilidad su capacidad de transmisión. Este método se basa en lograr un cierto valor de correlación entre la capacidad total de la línea y la capacidad medida de un conjunto de vanos. La clasificación de los distintas tecnologías de monitoreo en tiempo real permite determinar que el mejor método para calcular la capacidad dinámica de transmisión es el que combina mediciones de los parámetros meteorológicos, con mediciones de parámetros directos en el conductor (temperatura, etc.), aunque cabe señalar que es el que requiere mayor inversión. Respecto al método de ubicación de dispositivos, se muestra que se logra una buena representación de la capacidad de transmisión de la línea, mediante el uso de pocas mediciones puntuales. En particular en el tramo seleccionado para la aplicación de esta metodología, comprendido entre las subestaciones Nogales y Las Palmas (entrada en operación año 2014), se observa que con 14 sensores se puede obtener un 90% de confianza estadística. A partir de esto también se concluye que este método puede entregar mejores resultados si se consideran además los métodos tradicionales de repotenciación en las zonas más críticas de la línea. Como trabajo futuro se propone analizar el comportamiento de un sistema eléctrico con líneas con capacidad dinámica de transmisión, en particular analizando los beneficios económicos para el sistema. Además se propone desarrollar un método que permita establecer un trazado óptimo de líneas de transmisión basado en las condiciones meteorológicas en la zona.

Ingeniero Civil Electricista / El objetivo general del presente trabajo de título es presentar una metodología de diseño para un sistema de electrodos de una línea de transmisión en corriente continua. Se identificarán las etapas y lineamientos generales involucrados en el diseño de electrodos para este tipo de aplicación específica con el fin de entregar una metodología clara y directamente aplicable al caso de un sistema de transmisión en corriente continua. En la primera parte del trabajo se busca presentar los elementos teóricos básicos, con esto se espera dar al lector familiaridad con los conceptos que se tratan a lo largo del documento. De forma posterior, se investiga la metodología y el estado del arte de ésta a nivel internacional, entregando así un esquema funcional de diseño. Se pone especial énfasis en los estudios de campo eléctrico y potencial por tratarse de factores críticos en la operación y seguridad. Para esto se realizan modelos simplificados del electrodo y del terreno de instalación, y se aplica el método de elementos finitos usando el software COMSOL Multiphysics. El análisis numérico a desarrollar incluye el desarrollo de un modelo en 2D simétrico con respecto al eje vertical y un modelo 3D, se presentan las características de ambos y el contraste de los resultados obtenidos para un problema expuesto en la bibliografía con el fin de validar el método. Luego de esto se realiza un análisis de sensibilidad para el modelo, con el fin de observar las tendencias que tienen las simulaciones y constatar que sigan las tendencias observadas en la bibliografía y los métodos analíticos. El estudio se completa con un capítulo de aplicación de la metodología a casos prácticos de distintas características presentados en la bibliografía. Se concluye que el método de elementos finitos es una herramienta totalmente válida y apta para la simulación del problema de distribución de potencial y gradiente. El método tiene la capacidad de manejar dominios complejos a coste de tiempo de computación y uso de memoria. Además, el uso de un software comercial hace simple la manipulación de datos y la gestión de información para su post-procesamiento.

Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales) / El objeto de la presente memoria es otorgar una visión amplia de los aspectos básicos de la Distribución de Energía Eléctrica. Con este fin, se ha expuesto en principio, el marco jurídico regulatorio de esta actividad, su desarrollo histórico, características, naturaleza jurídica y el procedimiento para obtener una concesión de distribución de energía eléctrica. Posteriormente, y como un elemento importante para el desarrollo de la actividad eléctrica en general, se trataron en extenso las servidumbres eléctricas, sus características y procedimiento para obtención o imposición de las mismas. Se destacó en forma somera, el papel de los permisos en materia eléctrica, para luego entrar de lleno a las principales obligaciones de los concesionarios, cuales son la calidad, la continuidad y la obligatoriedad del suministro eléctrico. Es respecto de estas obligaciones donde se han suscitado los mayores problemas respecto de la legislación aplicable en materia eléctrica. Es así, como se describen diversas divergencias surgidas respecto de la aplicación del artículo 99 bis del DFL N°1 de 1982 y 16 B de la Ley N° 18.410. Luego se abordaron los precios en la distribución, tratándose las diversas tarifas existentes, los elementos, las autoridades y el procedimiento utilizado para la determinación de los mismos. Como en la mayoría de las actividades, se describieron los distintos tipos de contratos que encontramos en la actividad eléctrica de la distribución; entre ellos los contratos con las generadoras, con los clientes libres y con los clientes regulados. Directamente relacionadas con los contratos, están las relaciones entre distribuidor y cliente, las que se encuentran detalladamente reguladas tanto en la Ley Eléctrica como en su Reglamento. Además, se desarrollan los modos de poner término a las concesiones de distribución y entre ellas las derivadas de sanciones impuestas por la autoridad competente en la materia. Por último, se ha hecho un pequeño resumen de las posibles modificaciones en materia de distribución y los avances que los proyectos de las mismas han tenido hasta esta fecha.

El objetivo general de este trabajo es sistematizar, a partir de la información pública disponible, los grados de avance de proyectos de generación y transmisión en un sistema eléctrico, de manera de poder establecer un juicio sobre la fecha de puesta en servicio de dichas obras. Esto con el fin de que exista una herramienta que permita clasificar a los proyectos en base a modelos matemáticos. Dada la naturaleza de la información disponible se utiliza la metodología de KKD para obtener conocimiento a través de la información disponible, lo que permite estimar la probabilidad de que una determinada variable nominal pertenezca a cada una de las categorías que puede tomar la variable en cuestión. Para determinar esta probabilidad primero se seleccionan los atributos que permitan explicar la variable en estudio, para luego determinar los coeficientes que acompañan a cada una de las categorías de los atributos seleccionados. Para la construcción de los modelos se utiliza la información pública disponible, por lo que en caso de disponer de mayor información, los resultados del modelo pueden cambiar y mejorar. De los resultados obtenidos se concluye que el acierto de los modelos obtenidos aplicados a los datos históricos supera el 70% en ambos caso. Además de entregar una predicción de la clase en estudio, se debe entregar la probabilidad que tiene la variable en estudio de pertenecer a cada categoría, ya que en los casos en que el modelo no entregó una predicción correcta fue debido a que la probabilidad que tenía esa categoría no era muy alta o era muy parecida a otra. Pese a que modelos de redes neuronales o árboles de decisión no entregan probabilidad, se utilizaron para comparar los resultados obtenidos, entregando estos dos último modelos mejores resultados en el caso que se estudia la materialización de los proyectos (cerca de un 10% de más aciertos). Finalmente se desarrolla un conjunto de herramientas gráficas que permiten visualizar los resultados obtenidos, además de observar los estadísticos más comunes.

Ingeniero Civil Electricista / Nuestro país está pasando por una etapa, dentro del crecimiento económico mostrado en los últimos 20 años, en que el tema energético está más latente que nunca. Se han presentado importantes proyectos mineros e industriales que buscan seguir el camino ascendente de crecimiento macroeconómico, pero sin embargo nos encontramos en un escenario con un alto nivel de incertidumbre en el sector encargado de generar la energía eléctrica, trayendo consigo, desde un aumento sostenido de la cuenta de electricidad en los hogares hasta miedo a invertir en Chile en diferentes áreas por parte de capitales extranjeros. Otro componente con el cual no se contaba hace un par de años, es la búsqueda por parte de la sociedad de ser escuchados en materia energética y medioambiental, que si bien no se cuenta con una base teóricamente fundamentada, es un comienzo alentador de generar debate dentro de la sociedad y crear una cultura energética. En el último tiempo hemos sentido latente una caracteristica desventajosa que posee nuestra matriz eléctrica: su alta dependencia energética. Los últmos años se han mostrado particularmente bajos en precipitaciones lo que obliga al sistema a operar con sus centrales térmicas, superando la energía generada con esta tecnología sobre la hidraúlica, esto repercute en un alza de los precios por energía. Es por esto que existen planes importantes para mitigar esta alta dependencia energética y buscar nuevas formas de generación, la ley ERNC, por ejemplo, obliga que al año 2024 el 10% de los retiros del SIC y SING provengan de energía límpia, renovable y no convencional. En el segmento de transmisión se observan problemas que se están traudciendo en fuertes congestiones debido al atraso de proyectos y al aumento de la demanda por energía. En este punto es donde nos convoca este trabajo, el retraso de la entrada en servicio de una línea de 500 kV que une las subestaciones Nogales y Cardones pronostica fuertes congestiones en el sector norte del SIC hasta el año 2018 cuando se espera su entrada en servicio. Para poder dimencionar el perjuicio económico debido a las fallas en su planificación y su posterior atraso se comparará este escenario base con un escenario donde la fecha de entrada de la línea corresponde a abril de 2013, una fecha en la cual el sistema ya comienza a ver congestiones en este sector y es oportuna su contrucción. El estudio de los casos arrojó que la entrada oportuna del proyecto de transmisión para el año 2013 reduce de manera importante los costos de operación, un resultado que debe ser tomado en cuenta por las autoridades y replantearse la mirada a corto plazo que se utiliza en la planificación de la transmisión. Es así que urgen lineamientos energéticos que permitan al país no enfrentarse con los problemas sociales y medioambientales que se han visto en el último tiempo y destrabar los proyectos de generación en sus etapas de evaluación que finalmente termina por perjudicar al sistema eléctrico y a la sociedad misma.

Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 25/9/2020. / Ingeniero Civil Matemático / Se presenta un modelo para diseñar un plan de acción para la generación eléctrica que incorpora futuro riesgo de cambio en la política de energía renovable. El modelo permite un plan en múltiples etapas, en donde algunas decisiones pueden ser tomadas hoy y otras pospuestas al futuro, cuando la incerteza de un cambio de política es revelada. El modelo es lo suficientemente flexible para considerar diversas potenciales medidas de energías renovables, las cuales pueden ser implementadas por medio de penaltis, impuestos a la emisión de carbono, subsidios u otros. El modelo es resuelto por medio de una descomposición tipo Benders para poder lidiar con un problema de altas dimensiones como la planificación eléctrica de un país. Se muestra que la planificación en múltiples etapas muestras mejorías substanciales en términos de costos y reducción de riesgo. El modelo es implementado para el SIC (Sistema Interconectado Central de Chile), para 2 etapas o años objetivos, 2025 y 2035, en que se elaboraron 3 casos, el primero en el cual no hay cambios en políticas de energía renovable, el segundo en el cual desde el año 2035 hay un chance de que se imponga una política de impuesto a las emisiones de carbono y finalmente, el último caso en que en el año 2035 se impone una política de 33% de generación mínima renovable no convencional. Para los 3 casos mencionados anteriormente se tienen distintos portafolios energéticos, donde se puede apreciar el efecto que tiene cada cambio de política para el sistema de generación eléctrica de un país.

Ingeniero Civil Eléctrico / El presente trabajo tiene por objetivo aportar al mejoramiento de la metodología utilizada por el CDEC SIC en la evaluación de las alternativas de expansión del Sistema de Transmisión Troncal. Dentro de las principales motivaciones que impulsaron el desarrollo de esta investigación, están los importantes desacoples observados en distintas zonas del Sistema Interconectado Central, los altos costos que significan para el sistema las congestiones provocadas por restricciones de transmisión y el consecuente desaprovechamiento de las energías de bajo costo. El proceso a través del cual se formulan las mejoras metodológicas presentadas en este documento, comienza con la realización de un diagnóstico de la metodología actual utilizada en la Revisión Anual del Estudio de Transmisión Troncal. Para ello, se analizan los supuestos del proceso metodológico actual desde la teoría económica de la evaluación social de proyectos, considerando el enfoque de eficiencia productiva en el cual se enmarca, así como también desde la experiencia internacional en materia de planificación de las redes en los sistemas eléctricos interconectados. Posteriormente, se definen los ejes de trabajo abordados en profundidad en la investigación: 1) análisis del efecto que tiene la entrada de un proyecto troncal en los costos marginales y el desacople económico del sistema; 2) tratamiento del riesgo por la incertidumbre hidrológica en la decisión económica y; 3) análisis distributivo a partir de un balance beneficio-costo de los proyectos de expansión desde la perspectiva de distintos segmentos del sector eléctrico. Una vez desarrollados los modelos y analizados los resultados obtenidos, se determina que tanto del modelo probabilístico que mide el efecto de las hidrologías en la evaluación económica, como el análisis del mercado a partir de los costos marginales, permiten incorporar criterios de decisión adicionales para la expansión de la transmisión, que profundizan el tratamiento de dos de los grandes riesgos que enfrenta la expansión del sistema troncal en Chile: la incertidumbre en la disponibilidad del recurso hídrico y en la expansión del parque generador. Por su parte, la evaluación de proyectos desde el enfoque distributivo, robustece las decisiones económicas de expansión del sistema troncal, pues recoge el impacto que estas tienen en los consumidores y generadores del sistema. Finalmente, se concluye que el principal aporte de este trabajo, corresponde al perfeccionamiento de la metodología, tanto desde el marco teórico en que esta se encuentra, como en la forma que enfrenta las principales fuentes de incertidumbre del sistema eléctrico nacional. De esta forma, la presente investigación constituye un punto de partida para el CDEC SIC en el proceso de mejoramiento continuo de éstos métodos, en especial considerando las importantes transformaciones en el marco legal del mercado eléctrico nacional y los consecuentes desafíos que se esperan para el sistema en el futuro cercano.

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil Industrial / La industria de distribución eléctrica en Chile sufre anualmente pérdidas, solo en el año 2012 la empresa en estudio registró pérdidas por más de 6 mil millones de pesos ya sea por robo o fallas en los equipos de medición, por lo cual existe un gran interés de parte de estas en buscar soluciones para mitigar esta problemática. El presente trabajo tiene como objetivo la creación de modelos de minería de datos que logren identificar aquellos consumidores que poseen una alta propensión al hurto de electricidad. Para esto, se utilizó la información histórica disponible de los clientes desde enero de 2012 a marzo de 2014, tales como consumo mensual, inspecciones previas, cortes de suministro, entre otras fuentes. La información fue separada en dos bases de datos de acuerdo a si un cliente posee o no algún registro de inspección durante el periodo de estudio. Esta división se debe a que un cliente inspeccionado ya posee un filtro previo de inspección y a diferencia de un cliente no inspeccionado, se tiene la certeza de si ha cometido fraude o no. Con la data de clientes inspeccionados, se construyeron tres modelos de clasificación: regresión logística, árbol de decisión y random forest. Además, debido a que se tiene una data desbalanceada con un 2.2% de casos fraude, se realizó de forma paralela un modelo de regresión logística ponderado que obtuvo resultados similares al modelo sin ponderar concluyendo que el desbalanceo de clases no afecta el problema. Utilizando como métrica de evaluación una curva de ganancia, el modelo de random forest obtuvo los mejores resultados capturando un 39% del fraude en el primer decil de clientes versus un 35% alcanzado por el modelo de regresión. En cuanto al tiempo de ejecución, el modelo random forest tardo más de un día en su construcción mientras que el modelo de regresión y árbol de decisión tardaron entre 2 y 3 minutos. Debido a la simpleza en la interpretación de sus resultados y a su breve tiempo de ejecución se escoge el modelo de regresión logística (sin ponderar) para generar la probabilidad de fraude de cada cliente, el cual al ser aplicado a la data de clientes no inspeccionados logra una tasa esperada de fraude de un 8.6%, cifra que supera al 2.2% capturado en la realidad y que además se traduciría en una recuperación promedio mensual de más de $MM 7 si se realizasen la cantidad de inspecciones sugeridas. De forma complementaria, con la data de clientes no inspeccionados, se construyó un modelo de clustering cuyo objetivo es agrupar clientes con similares características e identificar casos anómalos o más alejados de su grupo. Para establecer un punto de comparación entre los resultados obtenidos, se aplica el modelo de regresión al listado de casos anómalos, obteniendo una tasa esperada de fraude de un 3.1%. Finalmente, como lineamiento futuro se espera la incorporación de otras fuentes de información que se cree serán de gran aporte en la detección de fraude energético, tales como información demográfica más detallada de los clientes y un análisis económico más preciso que permita mejores estimaciones de los beneficios a obtener.