Informacion

1. TALLER AGENTES
Estudio de consultoría para construir propuestas de metodologías basadas en líneas base de
consumo o mecanismos alternos para utilizar la flexibilidad de consumo de los usuarios de
energía en programas de Respuesta de la Demanda
Bogotá, Diciembre 12 de 2020, 2:30 P.M - 4:30 P.M

2. Contenido SALUDO Y PRESENTACIÓN DEL EQUIPO CONSULTOR
REVISIÓN INTERNACIONAL
SÍNTESIS DE METODOLOGÍAS
COMPARACIÓN DE METODOLOGÍAS
USUARIOS SIN LBC
CONCEPTOS GENERALES
DESARROLLOS FUTUROS
DESCRIPCIÓN DE LBC EN COLOMBIA
RESULTADOS DE APLICACIÓN DE PROGRAMAS
PRECISIÓN DE LBC
PARALELO A REFERENCIAS INTERNACIONALES
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

3. ALCANCE DEL ESTUDIO
OBJETO:
• Construir propuestas metodológicas basadas en Líneas Base de Consumo (LBC)
o en mecanismos alternos, para utilizar la flexibilidad del consumo en
programas de Respuesta a la Demanda (RD)
ALCANCE:
• Revisión y análisis de la experiencia internacional en LBC para RD
• Evaluación de las metodologías y comparación con las utilizadas en Colombia
• Análisis y evaluación Ex-Post de los programas en Colombia (RD,DDV, Apagar
Paga)
• Dar recomendaciones y presentar propuestas

4. ALCANCE DEL ESTUDIO
METODOLOGÍA
• Revisión internacional
• Evaluación Cualitativa
 Definición de criterios
• Evaluación Cuantitativa
 Modelo estadístico de estimación
• Parámetros: Medición, estimación del error, verificación
• Otros esquemas alternativos:
 Esquemas para usuarios sin LBC
 Desarrollos Futuros

5. EQUIPO CONSULTOR I
JAVIER DÍAZ VELASCO
• Ingeniero eléctrico de la Universidad de los Andes con master en sistemas de potencia
de la Universidad de Manchester, Inglaterra.
• Jefe de la oficina de planeación y gerente del Centro Nacional de Despacho CND en ISA.
• Experto comisionado en la CREG.
• Director ejecutivo en la CREG.
• Consultor independiente.
OMAR PRÍAS CAICEDO
• Ingeniero Electricista Universidad Nacional de Colombia, Especialista en Gerencia de
Tecnología y Maestría en Eficiencia Energética y gestión de la energía.
• Profesor asociado en modalidad de catedra de la Universidad Nacional de Colombia.
• Director de la Red Colombiana de Conocimiento en Eficiencia Energética RECIEE
• Fue Coordinador Uso Racional y Eficiente de Energía y fuentes renovables en la Unidad
de Planeamiento Minero Energético, UPME, Director Energía y Minería de Colciencias

6. EQUIPO CONSULTOR II
DIEGO GRISALES RAMIREZ
• Estadístico de la Universidad Nacional de Colombia, con especialización en Matemática aplicada.
• Análisis de información y aplicaciones econométricas,
• Minería e inteligencia de datos,
• Profundización en muestreo y análisis de datos.
IGNACIO ARRAZOLA
• Ingeniero eléctrico de la Universidad de los Andes, especialista en sistemas de transmisión y distribución de
energía de la misma universidad.
• Posiciones y cargos directivos en la Empresa de Energía de Bogotá, Emgesa, Enersis Energía de Colombia y AES
Chivor.
• Miembro del Consejo Nacional de Operación por 15 años.
• Gerente General de la compañía de consultoría Decisiones Inteligentes DI-AVANTE.
EQUIPO DE APOYO DI-AVANTE

7. CONCEPTOS GENERALES I
Programas de respuesta de la demanda
Reducciones programadas de consumo energético por parte de usuarios, en respuesta a un aumento en
el precio de la energía eléctrica o al pago de incentivos para inducir un menor consumo de la misma.
Tipos de programas
- Económicos o de respuesta al precio
- Emergencia o confiabilidad
Tipos de usuarios
Grandes consumidores de energía eléctrica
Agregadores de la demanda

8. CONCEPTOS GENERALES II
Línea Base de Consumo
En ausencia de un evento de RD, ¿Cuál habría sido el consumo energético por parte de un
usuario para un intervalo determinado?
• Predictores
• Tamaño de la muestra
• Horizonte de predicción
• Intervalo de tiempo
• Tipo de usuario
• Requisitos de medida
• Ajuste de la línea base
• Error de predicción

9. REVISIÓN INTERNACIONAL I
• California
• New England
• New York
• PJM
• Texas
5
• Francia
1
• Argentina
• Brasil
2
Australia
1
Corea del Sur
1
26 metodologías
consultadas en total

10. • LBC para participar en los mercados
• Capacidad
• Servicios complementarios
• Reserva 30 y 10 minutos
• Frecuencia
• Día anterior y tiempo real
• Emergencia
REVISIÓN INTERNACIONAL II

11. REVISIÓN INTERNACIONAL III
Mercado Australia USA - PJM
Nombre 10 de 10 3 días
Fórmula
CBL= Base de energía no ajustada + ajuste
aditivo
Demanda promedio de los 3 más altos de los 5 previos
al evento para ordinarios. Para fin de semana festivos
2 de 3. excluyen días con eventos.
Predictores Consumo del intervalo del evento consumo kWh
Tamaño Muestra 10 días de los 45 calendario 5 de los 60 - 45 días calendario
Horizonte Predicción Carga horaria 1 día
Variable independiente Consumo histórico en kWh Consumo histórico en kWh
Intervalo de tiempo 30 minutos 1 hora
Segmento
Disponible para grandes usuarios finales
industriales y comerciales con un consumo
anual superior a 100 MWh, 150 MWh o 160
MWh.
> 100Kw. Para menores de 100kW pueden participar
mediante agregador
Esquema RD
Para mantenimiento de seguridad y
confiabilidad de la red
Mercados de energía, capacidad, reserva sincronizada,
reserva despachada en el día anterior, tiempo real y en
el mercado de regulación
Requisitos Medida Telemedida e Intervalo Telemedida e Intervalo
Error RRMSE<20% RRMSE<20%

12. SÍNTESIS DE METODOLOGÍAS I
• Métodos cuya LBC corresponde a un promedio de datos históricos de las mediciones de los
valores de consumo de los usuarios.
• Por ejemplo 3 de 5 días en PJM, 10 días anteriores en CAISO
• Métodos cuya LBC requiere de un método estadístico
• Temperatura como variable. Ejemplo: ERCOT
• Factor como PJM
• Métodos cuya LBC requiere encontrar días semejantes o los valores del consumo de energía
en intervalos cercanos al mismo día del evento
• 2 días anteriores y promedio PJM
• Métodos cuya LBC corresponde al mismo periodo del año anterior
• Emergencia. Por ejemplo, Argentina.

13. Cualitativa
COMPARACIÓN DE METODOLOGÍAS I
SENCILLEZ
La LBC debe ser lo suficientemente simple para que todas las partes interesadas puedan comprenderla,
calcularla e implementarla.
INTEGRIDAD
Una LBC no debe incluir atributos que alienten o permitan a los clientes distorsionar su línea de base a través
del consumo irregular ni les permitan jugar con el sistema.
EFECTIVIDAD
Qué tan efectiva es la LBC para reportar resultados favorecedores a los programas.
INCLUSIÓN
Identificación de las restricciones de un método para que una mayor cantidad de usuarios puedan participar en
el programa de RD.
RESTRICCIONES
Restricciones que cada metodología de LBC presentaría para ser aplicada.

14. Cualitativa
COMPARACIÓN DE METODOLOGÍAS II
Metodología / Criterio Efectividad Sencillez Integridad Inclusión Restricciones Calificación
Métodos cuya LBC es un promedio de datos históricos de las
mediciones de los valores de consumo de los usuarios
2 3 1 2 4 12
Métodos cuya LBC requiere de un método estadístico 4 2 2 2 3 13
Métodos cuya LBC requiere encontrar días semejantes o los valores
del consumo de energía en intervalos cercanos al mismo día del
evento
3 2 3 3 3 14
Métodos cuya LBC corresponde al mismo periodo del año anterior 1 4 4 4 1 14
Pocas diferencias en la
calificación cualitativa de estas

15. Cuantitativa
COMPARACIÓN DE METODOLOGÍAS III
• 7 metodologías
• Muestra de lecturas horarias de octubre 2019 a febrero 2020 de
20 fronteras de usuarios regulados y 50 fronteras de usuarios no
regulados del SIN suministradas por XM
• Programa estadístico en lenguaje Python desarrollado por el
equipo consultor.

16. COMPARACIÓN DE METODOLOGÍAS IV
PROMEDIO
Para 5, 10, 15, 20, 25 y 30 días
T-1
T-2
T-3
T-4
T-5
MÉTODO
1
MÉTODO
2
PROMEDIO
Para 2,3,4,5,6,7 y 8 semanas
S-1
S-2
Se calcula la LBC para cada hora del día como
el valor promedio de los consumos para la
misma hora de los x número de días
anteriores.
Se calcula la LBC para cada hora de
cada día de la semana como el
valor promedio de los consumos
para cada hora del mismo día del
número de semanas x anteriores.
T-1
…
T-7
T-1
…
T-7

17. COMPARACIÓN DE METODOLOGÍAS V
MÉTODOS
3
y
4
MÉTODO
5
CUADRADO DE
LAS DIFERENCIAS
Para 10 días
Para 2,3,4,5,6,7 y 8 semanas
REG. LINEAL
+ temperatura
T-1
T-2
T-3
T-4
T-5
T-6
T-7
T-8
T-9
T-10
Se calcula como una proyección
(por regresión lineal) para cada
hora del día de la semana
tomando como predictores la
misma hora del mismo tipo de día
del número x de las semanas
anteriores.
LBC de la hora del día como el valor de la
misma hora del día similar, se encuentra
como el día dentro de 10 días anteriores
en los cuales los consumos de las horas
previas a la hora presentan el menor valor
de las sumas de las diferencias
cuadráticas de cada hora previa.
v

18. MÉTODO
6
PROMEDIO
Para 2,3,4,5,6,7 y 8 semanas
S-1
S-2
COMPARACIÓN DE METODOLOGÍAS VI
MÉTODO
7
PROMEDIO
Para 4, 8, 12 y 16 semanas anteriores
S-4
Se calcula la LBC para el día
como el promedio del
consumo del mismo día del
número x de semanas
anteriores.
Se calcula la LBC para cada día de
semana como el promedio del
consumo del mismo día de 4
semanas inician 4, 8, 12 y 16
semanas antes.
S-1
S-2
S-3
T-1
…
T-7 T-1
…
T-7 T-1
…
T-7 T-1
…
T-7

19. Metodología LBC Duración de ventana
1. Días anteriores consecutivos 5,10,15 ,20 ,25 ,30 días
2. Mismo día de semanas anteriores 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 semanas
3. Regresión 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 semanas
4. Regresión con temperatura 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 semanas
5. Día similar 10 días ordinarios previos
6. Promedio Día 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 semanas
7. Cuatro semanas anteriores 4 semanas iniciando 4, 8, 12 y 16 semanas
antes
COMPARACIÓN DE METODOLOGÍAS VII
Error medio porcentual
Error absoluto
medio porcentual
Error cuadrático medio
relativo de la raíz
SESGO PRECISIÓN

20. RESULTADOS I
Resultados de los índices para la simulación del método 2
(mismo día de semanas anteriores)

21. LBC Método
Mediana
Información más reciente
Mediana
Información más antigua
2
Mismo día de
semanas anteriores
11,7% 19,2%
3 Regresión 11,7% 19,7%
4
Regresión con
temperatura
11,7% 19,7%
1
Días anteriores
consecutivos
15,6% 19,7%
7
Cuatro semanas
anteriores
17,9% 19,5%
6 Promedio día 20,1% 17,7%
5 Día similar 23,2%
RESULTADOS II
Resultados del indicador RRMSE para cada metodología:

22. • Por comparación cualitativa, las metodologías no presentan grandes diferencias.
• La metodología 2 es la que arroja un menor error de estimación con medición horaria. Para medición diaria, la
mejor metodología es la 6.
• Cuando se aumentan la ventanas de los predictores el error incrementa. Ventana predictores corta.
• Los mecanismos usados para corregir la LBC con la información del mismo día (llamados en la literatura
internacional como Ajustes o morning adjustments) han demostrado mejorar significativamente la estimación del
consumo y son aplicables para LBC de intervalo horario, como son casos de uso del recurso demanda por
limitación en la red, que conducen a límites momentáneos de capacidad.
• Se debe advertir que en todas las metodologías analizadas se requiere telemedición y medición horaria o diaria del
consumo de energía eléctrica de los usuarios.
• Si se identifica un usuario sensible a temperatura esta puede considerarse en la metodología haciendo un ajuste a
la LBC con un factor de ajuste calculado de la regresión temperatura consumo.
• Una sola metodología de LBC no puede cubrir todos los tipos de usuarios que se encuentran en el mercado.
RESULTADOS III

23. USUARIOS SIN LBC I
El consumidor es informado de la tarifa a la cual se le cobra en la hora o período de tiempo respectivo y este
responde a esa información cambiando su consumo.
SEGUIDOR
DE
PRECIO
USUARIO
ESPECULADOR
El usuario hace una oferta por una cantidad de consumo, la cual es un compromiso, que se convierte en un valor
de referencia para medir la variación de su demanda. En la liquidación se compara la anterior con el valor real del
consumo y se liquida la reducción o incremento al valor del mercado.
El grupo de control se determina aplicando la metodología de “cluster” realizando una caracterización del
consumo. A este grupo se le realiza la estimación de su consumo y se compara con el consumo realizado por el
grupo tratamiento, La diferencia entre ambos consumos es lo que se entiende por ahorro del consumo por parte
del grupo tratamiento.
GRUPOS
CONTROL
ALGORITMO
S
DE
INGENIERÍA
Algoritmos desarrollados para cargas específicas utilizados por el usuario para hacer la desconexión del equipo
cuando es requerido.

24. DESCRIPCIÓN DE LBC EN COLOMBIA I
Programa DDV y RD
Esquema tarifario diferenciado para el ahorro de energía -
Programa "Apagar paga"
Fórmula
Valor de consumo < LBC - Error (5%).
Adaptación de un modelo multiplicativo de descomposición de
series de tiempo:
C = T x E x U
C es el consumo, T la tendencia, E la componente estacional y U el
error. (Frontera comercial)
La tendencia se estima mediante regresión lineal.
- Se utiliza el promedio diario del mismo día para contador
independiente.
Se definió al nivel del usuario (meta individual), como el consumo de energía de
dicho usuario en el mes de febrero de 2016.
El usuario puede solicitar que su LBC sea el promedio de consumo de los últimos 6
meses (terminando en febrero de 2016), o de los meses que le hayan facturado
hasta febrero de 2016, en caso de que no haya cumplido 6 meses de consumo en
esa fecha.
Así mismo LBC al comercializador igual al mes de febrero.
Predictores Consumo día kWh
Tamaño Muestra 105 días (últimas 15 semanas) 29 días
Horizonte Predicción Una semana 30 días
Variable independiente kWh-día kWh-mes
Intervalo de tiempo Día Día
Tipo de usuario Ususario con telemedida y medición horaria Usuarios regulados del SIN
Segmento
Fronteras cuyos usuarios presentan poca variabilidad en su
consumo de energía. Deben ser grandes consumidores
Usuarios regulados del SIN
Esquema RD Condición de emergencia energética Condición de emergencia de energía
Requisitos Medida Medidor con lectura horaria Medición horaria agregador y mensual usuario
Error 5% No aplica

25. RESULTADOS DE APLICACIÓN DE LOS PROGRAMAS I
Mes GWh
Enero 5584
Febrero 5465
Marzo 5367
Abril 5397
Demanda los 4 primeros meses del año 2019
-1,8%
-1,2%
Mes
Demanda promedio
diaria: regulados
Demanda promedio
diaria: No regulados
Febrero 128,0 60,4
Marzo 116,8 56,4
Abril 123,7 56,2
Valor promedio de la demanda diaria descompuesta por tipo de usuario
Tendencia a reducción de la efectividad de la medida
con el tiempo de permanencia de la medida.
Se destaca el comportamiento estable de la
reducción, la cual tuvo un remanente a lo
largo del resto del año para terminar con una
reducción del 1.7% en el año con relación al
año 2015.
-9%
-3,3%
-6%
-7%
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
Apagar Paga RD
Millones
de
pesos
Programa
Remuneración asociada a los programas
Marzo Abril

26. • La mediana del MPE es negativa con un valor de
0.52%.
• La mediana del MAPE es de 6.17%. Con excepción de
3 casos, la muestra restante se encuentra con un
error inferior al 10%.
• La mediana del RRMSE es de 8.12%.
Apagar Paga
Sesgo bajo
Error bajo
• La mediana del MPE es negativa con un valor de
7.1%.
• La mediana del MAPE es de 12.45%.
• La mediana del RRMSE es de 15.1%.
DDV y RD
Sesgo medio
Error alto
PRECISIÓN DE LBC I

27. PARALELO A REFERENCIAS INTERNACIONALES I
Diferencias más importantes en DDV y RD:
• Métodos de regresión
COLOMBIA INTERNACIONAL
• Métodos por promedio de consumo histórico.
• Raíz del error cuadrático medio 20%
• Medición por intervalos
• Muestra de 60 días
• Muestra de 105 días
• Medición horaria
• Valor absoluto del error medio
5%
• La DDV o RD se encuentra habilitada
para condiciones de escasez, cuando
el precio bolsa supera el 108% precio
de escasez.
• Para los casos en que se oferta para
emergencia la oferta es mayor que
1000USD/MWh.

28. PARALELO A REFERENCIAS INTERNACIONALES II
Diferencias más importantes en Apagar Paga:
• Cálculo con consumo del mes anterior
COLOMBIA INTERNACIONAL
• Cálculo con el mismo período del año anterior
• Medición por ciclos -lectura manual mensual • Telemedición de acuerdo a intervalos
• Descalce entre el consumo medido y facturado
• Mayor reducción por el factor de pérdidas.
• No trazabilidad.
• Lecturas de usuarios sincronizadas con las
del mercado
• Políticas de pasar a sistemas AMI
• Liquidación de compras y ventas horarias. Al
comercializador se le remunera la diferencia
entre el precio de bolsa y el de escasez.
• La liquidación se hace por intervalo del
mercado y tiene un tratamiento similar al de
los generadores.

29. DESARROLLOS FUTUROS I
INTELIGENCIA ARTIFICIAL BAYESIANOS
LÍNEA DE BASE ENERGÉTICA
• Redes neuronales
• Aprendizaje de máquinas
• Sistemas multi-agentes
• Inspirada en la naturaleza
• Verificación | Medición ≡ Pr (ahorro | medición)
• Mejoras en productividad en función de la disminución de los
costos de producción de acuerdo con la participación e intensidad
de la energía en dichos costos.
• Identificación de pérdidas o ineficiencias energéticas no esperadas
u ocultas en los procesos, la disminución del tiempo de detección y
corrección de fallas que producen sobreconsumos energéticos, se
constituyen en potenciales de ahorro de energía con baja inversión
e implementación a corto plazo.

30. RECOMENDACIONES I
Recomendaciones para el cálculo de LBC:
Método 2: Se calcula la LBC para cada hora de cada día de la semana como el valor promedio de los consumos para
cada hora del mismo día del número de semanas x anteriores. Este debería ser utilizado en los casos de programas de
potencia.
Método 6: Se calcula la LBC para el día, como el promedio del consumo del mismo día del número x de semanas
anteriores, el cual debería ser usado en programas de energía.
• Se recomienda hacer uso de la metodología RRMSE para la medición del error de estimación del método, puesto
que es considerablemente más sensible a errores de estimación altos a comparación de otros con un umbral del
20%.
• La implementación de cualquier metodología simulada en este estudio requiere de telemedición inteligente y
horaria
• Trato diferencial para lunes festivos.
• No hacer eliminación de datos atípicos sino reemplazo de los mismos.

31. RECOMENDACIONES II
• El número de semanas para la estimación de la LBC debe ser igual a 6, con el fin de lograr excluir los datos
atípicos; el de menor y mayor consumo.
• La adición de un factor de ajuste aditivo o multiplicativo a las LBC permite mejorar la precisión de las líneas
base de consumo e incluir el efecto de la temperatura para metodologías con intervalo horario para aquellos
usuarios cuyo consumo presenta correlación con esta variable.
• Reducir el tamaño de la muestra de información tomada a 60 días.
• Nuevas metodologías presentadas son alternativas a las actuales.
• Permitir a usuario que puedan participar con la cantidad de energía que cumple con las condiciones de
exactitud y precisión establecidas con un nivel de LBC pero remunerando hasta este nivel.
• Es conveniente que se le permita al usuario proponer su propia metodología de LBC cumpliendo con las
mismas condiciones de exactitud y precisión.
• La liquidación a usuarios debe remunerar el total de ahorro alcanzado por el usuario.

32. • Los programas de RD en Colombia han sido útiles y efectivos para incentivar el ahorro de energía eléctrica
por parte de los usuarios.
• La precisión de la línea base de consumo del programa Apagar Paga es relativamente alta, midiendo esta a
través del MPE, MAPE y RRMSE.
• Oportunidades de mejora:
• Diferencia entre los ciclos de facturación y medición.
• Desarrollar herramientas digitales con las cuales se expongan las señales económicas al mercado, con el fin de que los
usuarios puedan optar por evaluar sus decisiones.
• Para usuarios con telemedida, ofrecer las metodologías propuestas como alternativa en la que se simplifica el cálculo y
se toma una ventana menor.
• Con respecto a usuarios sin medición, incentivar la implementación de agregadores mientras se tiene telemedición y
lectura horaria si no diaria. Tener un esquema transparente de desagregación para pasar la información y los
beneficios al usuario final.
CONCLUSIONES I