Ingeniero Civil Electricista / Actualmente la forma de tarificar la distribución se basa en que los flujos de potencia tienen un sentido aguas abajo. La inclusión de nuevas tecnologías, como PMGD y generadoras residenciales, permiten inyectar energía a las redes de distribución desde los puntos de consumo, siendo necesario estudiar los fenómenos que potencialmente pueden ocurrir en esta situación y esbozar cómo enfrentarse desde la perspectiva tarifaria. El objetivo general de esta memoria es estudiar las implicancias en la tarificación de la distribución mediante la confección de un modelo básico que permita estudiar los costos de inversión, operación, mantenimiento y administración (A&C), pérdidas técnicas y sus efectos en las utilidades de las empresas. Así, se busca ver la respuesta en términos tarifarios de la conexión de tecnología de generación distribuida (GD) a las redes de distribución. Para ello se estudian los aspectos legales y regulatorios a nivel nacional. El modelo básico tarifario consiste en considerar al servicio de distribución como una caja negra cuyos parámetros son la anualidad de los costos totales representados como A&C, las pérdidas medias de las redes y el precio de compra de la energía desde las redes de subtransmisión. Además sus variables de entrada son la demanda, con distinción de alta y baja tensión, y la capacidad de generación distribuida, conectada en cuatro puntos de inyección. Las variables de salida son las pérdidas técnicas y la energía ingresada desde subtransmisión. Con los parámetros y variables antes mencionados se construye una función de utilidad, la que será objeto de análisis. Además, se establecerán 3 escenarios distintos en la influencia que tiene la conexión de GD sobre los costos A&C distinguiendo alta, media y baja penetración. La implementación del modelo se realiza con el programa DigSilent Power Factory 14.0 Para ello se utiliza el alimentador IEEE 34 nodes al cual se modifica su longitud para obtener 2 alimentadores diferentes, con el fin de poder aplicar los parámetros tarifarios relativos a 2 áreas típicas de distribución diferentes: ATD 1 y ATD 4. En ambas áreas típicas se obtienen utilidades negativas para los 3 escenarios. Finalmente, se concluye que, de acuerdo al modelo utilizado, se observa un decremento en las utilidades de las distribuidoras frente a GD, haciendo necesario un análisis profundo de las implicancias desde la perspectiva de la señal tarifaria al cliente final y la forma de introducción y financiamiento ya sea por parte del propio distribuidor como del Estado. Lo anterior hace necesaria la definición de una política energética que aborde esta problemática.

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.

En el presente trabajo se realiza una evaluación ambiental que permite identificar, a partir de la percepción de la comunidad, elementos y componentes sociales, económicos y ambientales, que pueden verse afectados con el proyecto de energización sustentable, y a su vez, aminorar, durante la etapa de operación e implementación, posibles efectos negativos que se puedan generar. Complementado a ello, se zonifican aquellos impactos más significativos del proyecto, lo que permite tener una visión espacial acerca de las transformaciones que puedan suceder. Esta memoria se estructura en tres partes. En la primera parte se indicarán los antecedentes generales, objetivos, información teórico-conceptual, antecedentes sobre el área de estudio y finalmente la metodología a aplicar. En la segunda etapa se entregan resultados sobre: descripción del proyecto de energización sustentable en Huatacondo, para tener una idea general sobre los alcances y contenido del proyecto; análisis de encuestas para identificar percepción de la comunidad afectada; generación de una línea de base territorializada, la cual permitirá tener una visión detallada del área de influencia del proyecto; cruce entre variables sociales, económicas y ambientales, con las obras y actividades, los que posteriormente permiten caracterizar y valorar los impactos; por último, se espacializará la información obtenida en la etapa anterior y se realiza una propuesta de medidas para mitigar los impactos negativos en cada una de los componentes estudiados. En la tercera etapa se realiza una discusión sobre las ERNC y las posibles transformaciones que ocurren en los diferentes sistemas estudiados. Además se presentan sugerencias que permitirán minimizar impactos a futuro.

Ingeniero Civil Electricista / Chile actualmente necesita expandir su oferta de electricidad, ya que año tras año aumenta de manera considerable su demanda. Por lo anterior, se requiere definir constantemente una matriz energética confiable y sustentable a largo plazo, promoviendo de esta forma la generación eléctrica por medio de recursos renovables no convencionales. La aparición de estas tecnologías, pone en duda el real impacto que ellas provocarán en la forma de operar en las empresas distribuidoras. Por otra parte, las condiciones de calidad de suministro eléctrico se encuentran meridianamente establecidas en la normativa vigente, se espera que próximamente sean complementadas. El presente trabajo de título entrega, en forma clara y simplificada, una clasificación de los principales tipos de generación por medio de Energías Renovables No Convencionales, junto con introducir el concepto de Generación Distribuida (GD). Además, se efectúa una revisión detallada de las leyes, decretos y normas nacionales que se relacionan con la GD, abarcando desde su comienzo con la Ley Corta I hasta la Ley 20.571 aprobada en el Congreso en el año 2012, pasando por la propuesta de Norma Técnica de Calidad y Servicio para los Sistemas de Distribución. Para establecer el impacto que causa la interconexión de dos generadores distribuidos en cada uno de los alimentadores rurales implementados, se efectúan simulaciones con el programa Power Factory de DigSILENT. Para esto se realiza un cálculo de flujo de carga, un cálculo de cortocircuito y un estudio de transientes. De los resultados y análisis se obtiene lo siguiente: Al conectar los GD al final de los alimentadores, se observa que las pérdidas en las líneas son aproximadamente un 50% menos. Al aplicar el cortocircuito trifásico en la cabecera de los alimentadores interconectados con GD igual o menor al 20% de la capacidad del conductor, no es necesario invertir en nuevos equipos de protección pues estos, ya despejan fallas mayores a las establecidas. Se constata la necesidad de desconectar los GD antes de los 2 [s]. El motivo corresponde a la pérdida de la calidad de suministro ya que los límites de voltaje y frecuencia se salen bruscamente de los rangos establecidos de la normativa vigente. Como trabajos futuros, se propone el estudio detallado de la interacción entre GD, incorporando coordinación de protecciones, equipos reguladores e integración de las redes inteligentes. Sobre la base de lo anterior, este trabajo entrega una guía que permite operar técnicamente más de un GD y establece nuevos lineamientos para aprovechar las virtudes que trae consigo los GD en las redes de distribución.

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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.

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.

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 objetivo principal de este trabajo es caracterizar el consumo de energía en el sector residencial de Chile y, a partir de ello, identificar dónde enfocar las medidas que deben implementarse para generar un mayor ahorro de energía. En este estudio se utilizaron los datos de la encuesta “Estudio de usos finales y curva de oferta de conservación de la energía en el sector residencial de Chile” (Ministerio de Energía, 2010). Se seleccionó una muestra de 113 encuestas de un total de 3.220, correspondientes a viviendas ubicadas en las ciudades de Valparaíso, Santiago y Concepción. Se compararon los consumos de energía de acuerdo a: ciudad (zona térmica), tipo de agrupación (casa aislada 1 piso, pareada de 1 y 2 pisos y departamento) y nivel socioeconómico. Resultó que en las zonas con más grados-día el consumo de energía es mayor, influenciado por las necesidades de calefacción. Destaca en Concepción el alto consumo en calefacción. Las casas aisladas son las que más consumen y los departamentos los que menos, cuya ubicación crítica en el edificio, es en una esquina del último piso y la mejor es en el centro de un piso intermedio. El nivel socio-económico que más consume energía es el ABC1 y el que menos el nivel C2. Considerando sólo el consumo en electricidad, el refrigerador es el electrodoméstico que más consume (31%), seguido bastante de lejos por la iluminación (15%). Destaca el alto consumo en stand-by (13%).Respecto al consumo total en electricidad y combustibles, predomina el consumo en calefacción (29%) y en agua caliente (30%), sin embargo, la calefacción es más crítica cuando se analiza el consumo estacional de invierno. Al llevar una vivienda antigua a cumplir la reglamentación térmica, se ahorra cerca de un 6% del consumo total anual de energía. La inversión requerida para ello es alrededor de 25 [UF] que debe ser financiada total o parcialmente por el Gobierno, para que las familias perciban el ahorro a corto plazo. Las medidas aplicadas sobre lo exigido en la reglamentación térmica actual, que generan mayor ahorro en calefacción son: aislar los muros con 4 [cm] más y mejorar las ventanas con un vidrio de menor transmitancia térmica. No se recomienda aislar el piso y ni el techo más allá de la reglamentación, ya que el ahorro es pequeño. En condiciones normales de temperatura y cumpliendo las exigencias de aislación térmica de muros, no se produce condensación superficial en ellos.

Ingeniero Civil Electricista / El gran número de circuitos que posee el sistema de distribución en baja tensión de Santiago hace imposible contar con elementos de medición que monitoreen estas redes de forma continua, por lo que se emplean métodos indirectos que permiten predecir el comportamiento de los Transformadores de distribución MT/BT y circuitos BT. Este proyecto de titulación presenta un software o herramienta para simular el comportamiento eléctrico ante cambios que se realicen en el sistema de baja tensión radial que posee gran parte de la ciudad de Santiago. Para ello se realizó un análisis de métodos, criterios y planificación de la compañía Chilectra S.A.. Se analizó la base de datos de los elementos de Baja tensión que posee y se realizo reuniones con las áreas interesadas en el proyecto. Se desarrollo una interfaz visual y mejora de un motor de cálculo, que facilita el análisis de comportamiento del sistema de baja tensión ante cambios en la red; se desarrolló un nuevo método de modelación de cargas; se agregó información que ayuda a mejorar el método utilizado por la compañía en cálculo de pérdidas tanto en transformación como en redes y se agregó datos para un mejor análisis de la red. Además se implementó una nueva modelación de cargas que se basa en un estudio estadístico de los factores de carga a partir de mediciones de clientes con demanda máxima leída y de un estudio realizado en la compañía a clientes residenciales, con los cuales se obtuvo un modelo de cargas según tipo de tarifa de cada cliente Finalmente se generó un modelo de red de baja tensión que permite optimizar el tipo de conductor y el transformador que debe ser empleado de acuerdo a la demanda. A partir de este modelo, se obtienen conclusiones del factor de uso de los transformadores, de la regulación de tensión en el sistema, estrangulamiento de conductores y pérdidas de red por transformador. Por lo cual, con los resultados obtenidos del flujo de potencia de la red de baja tensión, y los criterios definidos por la compañía, se genera un programa que puede preever posible fallas y evaluar soluciones para el sistema de baja tensión radial de Santiago.