Estudios efectuados en el transcurso el año 2012, ante una eventual interconexión de los sistemas SING y SIC, se estiman las transferencias de energía ante un cierto nivel de capacidad fotovoltaica instalada en el SING.

1. Electricidad
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Nº157|marzo2013|www.revistaelectricidad.cl
El ingeniero civil electricista y profesor del
Magíster en Economía Energética de la USM,
Elio Cuneo, realiza un análisis sobre la capacidad
de la interconexión y los montos que pueden ser
transferidos, considerando un fuerte desarrollo de
ERNC del tipo solar en el SING.
n la edición del mes de febrero de
revista ELECTRICIDAD se publicó
el artículo “Transferencias Natu-
rales de Potencia y Energía de
SING a SIC” ante un escenario de
interconexión de los dos principales sistemas eléc-
tricos del país, en que al considerar un escenario
de operación conjunta en una operación adaptada,
y sin restricciones de los sistemas de transmisión,
se originaban transferencias de potencia y energía
de SING a SIC. Dichas transferencias se producían
por el hecho de que la capacidad de generación
térmica más eficiente, sobre la base de carbón
o gas natural, al estar operando a plena carga
las variaciones en la demanda, permiten originar
transferencias de energía entre sistemas; desde un
punto de vista de generación, la baja en la demanda
E
Futuro del sistema eléctrico
Energía solar en el
contexto de interconexión SIC-SING
global del sistema integrado puede ser tomada
por las centrales de embalse permitiendo con ello
almacenar agua.
En el pasado mes de enero la Comisión Nacional
de Energía (CNE) dio a conocer el Plan de Expan-
sión del Sistema de Transmisión Troncal, y planteó
Foto: José Luis González-Revista ELECTRICIDAD.

2. 26
Nº157|marzo2013|www.revistaelectricidad.cl
Electricidad
entre sus aspectos principales a desarrollar una
interconexión en corriente continua de 1.500 MVA
de capacidad entre el Sistema Interconectado del
Norte Grande (SING) y el Sistema Interconectado
Central (SIC) para 2019; asociado a este enlace los
estudios desarrollados indican un plan de obras en
generación que potencia fuertemente el desarrollo
solar. De hecho, entre los años 2014 y 2025 el plan
indicado plantea el desarrollo de 1.400 MW sobre
la base de generación solar en el SING.
Laexistenciadelamencionadacapacidaddegene-
ración solar de naturaleza no continua, la capacidad
de exportación natural de potencia de energía y
potencia del SING, así como la capacidad limitada
del enlace en corriente continua, ameritan enten-
der qué montos de potencia y energía pueden
ser transferidos de SING a SIC en una operación
adaptada del tipo comentado anteriormente. El
presente artículo da algunas respuestas a la in-
quietud señalada.
El SING y la generación solar
En la actualidad el SING presenta un nivel de de-
manda peak que bordea los 2.000 MW, con un
factor de carga fluctuante y que anualmente puede
bordear como media 87%. Desde el punto de vista
delageneración,labasedelamismasesustentaen
el desarrollo de bloques de generación térmica que
se instalan según los aumentos de demanda que
las grandes compañías mineras requieren para sus
procesos mineros. De hecho, actualmente existen
más de 1.500 MW de capacidad de generación
a carbón con sus estudios de impacto ambiental
ya aprobados, esperando la orden de proceder
para su desarrollo según vayan apareciendo los
requerimientos de energía de nuevos proyectos
mineros. Por su parte, desde el punto de vista de
las ERNC, el SING destaca por presentar un poten-
cial de desarrollo de generación solar muy grande
dada la calidad del recurso disponible; de hecho,
un catastro efectuado por el CDEC-SING durante
2012 determinó proyectos potenciales por sobre
los 4.000 MW1
.
Es indudable que esta capacidad de generación,
considerando el SING en forma aislada, queda
limitada fuertemente dada la existencia de las res-
tricciones operativas que implica una operación del
SING con unidades térmicas que utilizan básica-
mente carbón como insumo principal.2
Para poder entender una operación conjunta del
SING actual con la presencia de la generación
solar, considérese el Cuadro N°1. En dicho gráfico
se describen dos curvas de interés expresadas en
°/1 para un día típico de operación; la curva en azul
representa la media de demanda horaria de cada
hora de siete días típicos (correspondientes a la
curvas menores incluidas en el gráfico); mientras
que la curva en rojo representa la disponibilidad
del recurso solar, también con un promedio horario
de siete días.
De las dos curvas es posible concluir lo siguiente:
a) El comportamiento diario típico de la demanda
SING asemeja una “sonrisa”, en que los valores
menores de consumo ocurren entre las 10:00 y
las 17:00 hrs.
b) Desde las 17:00 hrs. en adelante la demanda
del SING se incrementa para luego descender en la
madrugada del día siguiente y recomenzar el ciclo.
c) El recurso solar tiene su mayor disponibilidad
en los periodos que el SING presenta como media
menores demandas.
d)ConsiderandounaoperaciónaisladadelSING,el
recursosolarpresentaaltosgradientes devariación
de su disponibilidad, impactando directamente en
la capacidad de generación y por ende en la ope-
ración económica del sistema eléctrico, al existir
montos de capacidad instalada no menores de
este tipo de recurso.
e) A pesar de existir una gradiente importante de
la generación solar, esta es totalmente predecible
y determinística.
f) Es indudable que la existencia de una inter-
conexión entre SING y SIC permite potenciar el
desarrollo de tecnologías de tipo solar dada la
existencia de un sistema mayor con la presencia
de centrales de embalse.
g) Desde un punto de vista de exportación de po-
Cuadro 1: Variación típica diaria: Demanda SING y Recurso Solar.
1 Ver informe CDEC-SING: Plan de Integración ERNC al SING
2 Ver informe CDEC SING: Efectos Técnico-Económicos de la Integración de Energía Eólica y Solar en el SING.
0.86
0.88
0.90
0.92
0.94
0.96
0.98
1.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
C uadro N°1: Variación típica diaria: Demanda S ING y R ecurso S olar,
en °/1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
1.00 1.00
1.80
1.60
1.40
1.20
0.00
0.98
0.96
0.94
0.92
0.90
0.88
0.86

3. 27
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Electricidad
tencia y energía desde el SING al SIC, las horas de
mayor transferencia ocurrirán en las horas del día
de menor demanda, lo cual coincide con la mayor
presencia del recurso solar.
Estudios
Para visualizar las transferencias de potencia y
energía que pueden estar presentes ante una in-
terconexión de los dos principales sistemas, se
analizaron tres escenarios concatenados distintos,
de forma de poder comparar directamente los re-
sultados asociados y la obtención de conclusiones.
Estos escenarios son los siguientes:
- Caso N°1: corresponde al desarrollo autárquico
del SING desde el punto de vista de generación
térmica eficiente para suplir la demanda local y sin
presencia de ERNC.
- Caso N°2: corresponde al caso N°1 pero en el
SING se instalan 1.000 MW de capacidad de ge-
neración solar.
- Caso N°3: corresponde al caso N°2 pero consi-
derando que en el SING se instala capacidad de
generación térmica eficiente por el equivalente a
350 MW para ser comercializada en el SIC.
En todos los escenarios se consideró análisis es-
tocástico de dos variables inciertas por medio del
software @Risk. Estas variables fueron:
a) Demanda del SING. Se toma como referencia la
considerada por la autoridad en el estudio del plan
deobrasquedefinióunenlaceencorrientecontinua
como tecnología para la unión de los sistemas, pero
con una variación aleatoria del +/- 5%.
b) Curva de carga anual del SING considerada
de naturaleza aleatoria, en que el factor de carga
asociada resulta variable según la curva de carga
anual utilizada. La modelación de la curva de carga
anual toma como base 8.760 valores reales expre-
sados en °/1 y que están asociados a tres años con
diferentes factores de carga. La modelación de la
generación solar toma como base 8.760 valores
querepresentanladisponibilidadhorariadelrecurso
dentro del año (obtenido de una medición anual3
).
Para efectos de los estudios desarrollados no se
consideró limitación de transmisión alguna del en-
lace que interconecta los dos sistemas.
Resultados4
En el Cuadro N°2 se presentan los resultados aso-
ciados a cada uno de los escenarios en estudio
e indican los valores medios de transferencias
de energía de SING a SIC para cada uno de los
años analizados, expresados en MW. Se ha su-
puesto, solo para efectos de estudio, que existe
el enlace entre ambos sistemas en todos los años
analizados. Para el escenario asociado al Caso
N°1 indica cómo las transferencias año por año
se incrementan según la demanda anual del SING
estas transferencias se originan por el hecho de
que al suplir la demanda con generación térmica
eficientelasdiferenciasrespectoalademandalocal
son exportadas al SING. En el escenario del Caso
N°2, una capacidad instalada de 1.000 MW en el
SING, coopera para efectos de las transferencias
medias por un equivalente a 246 MW. Para el Caso
N°3, la presencia de una unidad térmica de 350
MW, contribuye a la exportación con el equivalente
a 304 MW, valor menor al global indicado dados los
efectosdemantenciónysalidaforzadadelaunidad.
Los valores de transferencias de SING a SIC mos-
trados en el Cuadro N°2 corresponden a valores de
energíaexpresadosenMW,valormedioquedebeser
considerado en su contexto, faltando por tanto los
análisis asociados a las transferencias de potencia.
Dado que la modelación considerada contempló
curvasdecargaanualcon8.760valores,confactor
decargaydemandaestocástico,esnecesariodeter-
minar el número de horas en que las transferencias
de potencia superan la capacidad que se consideró
para el enlace; al respecto el Cuadro N°3 presenta
el número de horas medias que las transferencias
de potencia superan los 1.500 MW para cada uno
Cuadro 3: Número de horas medias con transferencias
mayores a 1.500 MW.
Año 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028
Caso N°1 0 0 0 1 4 10 23
Caso N°2 46 100 177 283 421 612 842
Caso N°3 936 1,188 1,415 1,640 1,864 2,101 2,341
Cuadro 2: Transferencias medias anuales SING a SIC, MW.
Año 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028
Dda SING, GWh 20,557 23,244 25,803 28,516 31,406 34,462 37,516
Caso N°1 345 390 432 478 526 578 629
Caso N°2 591 636 679 724 772 824 875
Caso N°3 895 940 983 1,029 1,077 1,128 1,180
El análisis efectuado muestra lo que el
sistema eléctrico puede enfrentar en el futuro:
congestión de los sistemas de transmisión
lo cual se traduce en mayores costos de
operación, menor competencia entre los actores
y presencia de mercados locales.
3 Según antecedentes disponibles en Ministerio de Energía, www.minenergia.cl
4 A exponer en foro de análisis de riesgo el 19 de marzo, ver programa en http://www.palisade-lta.com/2013/Santiago/schedule.asp

4. 29
Nº157|marzo2013|www.revistaelectricidad.cl
Electricidad
de los escenarios y por año. De acuerdo con ello,
resulta lo siguiente:
a) Para el Caso N°1 de transferencias naturales,
se presentan muy pocas horas en que la capacidad
límite es alcanzada
b) No ocurre lo mismo al considerar desarrollo
de la generación solar, Caso N°2. Se detecta en
todos los años un número de horas que refleja el
copamiento de la capacidad de transmisión, en que
este número de horas se incrementa cada año.
c) La situación hace crisis para el Caso N°3; como
ejemplo, si se considera el año 2020 existirían el
equivalente a dos meses de saturación del enlace,
con un incremento de los costos de operación sis-
témicos y pérdida de oportunidad para aprovechar
los menores costos de generación que presentaría
el sistema.
d) En el caso de existir condiciones hidrológicas
secas en el SIC, las horas de copamiento, según
el caso que corresponda, se incrementarán por
una exportación de energía más cara hacia dicho
sistema.
e) Instalar una unidad generadora en el SING para
comercializarenergíaenelSICdeberáconsiderarla
posibilidad de enfrentar saturación de transmisión
por el enlace de interconexión en estudio.
El análisis efectuado muestra lo que el sistema
eléctrico puede enfrentar en el futuro: congestión
delossistemasdetransmisión,locualsetraduceen
mayores costos de operación, menor competencia
entre los actores y presencia de mercados locales.
Al estudiar y definir un plan de obras fácilmente se
puede caer en Falacia de las Medias, pensar que
los supuestos asociados: precios de combustibles,
fecha de entrada de nuevas centrales, tecnología
considerada, proyección de demandas, etc., se
darán exactamente según los estudios realiza-
dos. Evidentemente que esto último es altamente
probable que no ocurra; basta pensar en el caso
de Central Campanario S.A. o en toda la proble-
mática actualmente presente de judicialización
de los proyectos y que ningún estudio de plan de
obras podrá adecuadamente considerar. Por lo
expuesto es que las soluciones que se planteen
deben considerar tener la flexibilidad suficiente
para enfrentar imprevistos.
Los análisis presentados en este artículo son un
claro ejemplo que resulta plausible que se presente
en la realidad, un desarrollo autárquico del SING y
un desarrollo de la generación solar a los niveles
estudiados, lo que se traducirá en la congestión
de los sistemas de transmisión asociados a la in-
terconexión. No hay que olvidar que los avances
en la tecnología de generación solar en el futuro
se irán traduciendo en menores costos, por lo que
el potencial de su desarrollo en las regiones del
norte puede ser estratégico para el país; ante dicha
situación surge de inmediato la pregunta: la solu-
ción de interconectar en corriente continua
planteada por la autoridad, ¿es la mejor al-
ternativa para el país?, considerando que se
puede enfrentar la necesidad de ampliar la
capacidad de transmisión entre el SING y el
SIC o bien de aprovechar la generación solar
que puede ser instalada en puntos medios
del trazado del enlace. Varios son los casos en
que el diseño de infraestructura queda congestio-
nado al poco tiempo de entrar en servicio.
* Elio Cuneo es ingeniero civil electricista, Diplomado
en Finanzas, MBA Finanzas, profesor responsable de la
cátedra Gestión y Administración de Energía del Magíster
en Economía Energética de la Universidad Santa María,
y profesor invitado para dictar el curso Análisis de Riesgo
en Evaluaciones Económicas del Magíster en Desarrollo
Energético de la Universidad de Antofagasta.
La solución de interconectar en corriente
continua planteada por la autoridad, ¿es la
mejor alternativa para el país?, considerando
que se puede enfrentar la necesidad de ampliar
la capacidad de transmisión entre el SING y el
SIC o bien de aprovechar la generación solar
que puede ser instalada en puntos medios del
trazado del enlace.
En la actualidad el
SING presenta un nivel
de demanda peak
que bordea los 2000
MW, con un factor de
carga fluctuante y que
anualmente puede
bordear como media
87%.
Foto:ArchivoRevistaELECTRICIDAD.