Browsing by Author "Maulén Vargas, Lucas Osvaldo"

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    Optimization-based expansion planning for flexible power and hydrogen systems with feedback from a detailed unit commitment model
    (2022) Maulén Vargas, Lucas Osvaldo; Lorca Gálvez, Álvaro Hugo; Castro Anich, Margarita Paz; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La integración masiva de tecnologías de generación renovable variable, en conjunto con el acoplamiento con otras redes de energía tales como la red hidroeléctrica y la red de hidrógeno, ha generado una creciente necesidad de contar con modelos de planificación de largo plazo, que en sus decisiones de inversión consideren de forma adecuada aspectos operacionales de corto plazo, como también las interacciones entre los distintos sistemas de energía. En este contexto, esta investigación propone un nuevo modelo de largo plazo para la planificación conjunta de redes eléctricas y de hidrógeno, con consideraciones operacionales de corto plazo que modelan la variabilidad en la generación renovable. Para esto último, se propone una metodología iterativa de entrenamiento, la cual conecta el modelo de planificación de largo plazo con un modelo de unit commitment (UC) de corto plazo. El aspecto clave de esta conexión, es el mejoramiento de las decisiones de inversión a través del uso de restricciones lineales con parámetros ajustables, los cuales se entrenan a partir de evaluar las decisiones de inversión en distintos escenarios del modelo UC. Experimentos computacionales en un caso de estudio real del sistema eléctrico y de hidrógeno chileno muestran las ventajas de esta nueva metodología sobre otras alternativas utilizadas en la literatura, debido a la mejor comprensión de los aspectos operacionales de corto plazo obtenida a partir de la metodología de entrenamiento.
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    Optimization-based expansion planning for power and hydrogen systems with feedback from a unit commitment model
    (2023) Maulén Vargas, Lucas Osvaldo; Castro Anich, Margarita Paz; Lorca Gálvez, Álvaro Hugo; Negrete Pincetic, Matías Alejandro
    This paper presents a novel long-term model for the joint expansion planning of power and hydrogen systems with short-term operational considerations. We propose linear reserve constraints with adjustable parameters within the planning model to address the reliability requirements from significant levels of variable renewable generation. These adjustable parameters are calibrated using an iterative training methodology that connects the long-term planning model with a short-term unit commitment model. A crucial aspect of our methodology is the iterative improvement of investment decisions through the feedback obtained by evaluating the operational performance of the investment decisions in different scenarios computed under the unit commitment model. Computational experiments in a case study of a large-scale Chilean power-hydrogen system show the effects of the proposed methodology on capacity expansion recommendations, where a correct balance between variable and flexible technologies is obtained. Moreover, when simulating the operation of the system for a full year, we observe that the proposed methodology generates an investment plan that achieves a lower total cost compared to other methodologies commonly used in the literature. Additional experiments in 100% renewable scenarios show how conventional methodologies reaches levels of not-supplied-energy between 2%–7%, while the proposed methodology achieves less than 1% in the same metric.