Equa ion Chap e 1 Sec ion 1
T abajo de Fin de Más e
Sis emas de Ene gía Eléc ica
Es udio compa a i o del uso de p ecios nodales de la
ene gía eléc ica en e a un sis ema de p ecio
homogéneo
Depa amen o de Ingenie ía Eléc ica
Escuela Técnica Supe io de Ingenie ía
Uni e sidad de Se illa
Au o : Julio Césa Lo enzo Ga cía
Tu o es: Jose Luis Ma ínez Ramos
Alejand o Ma ano Ma colini
1 ALEJANDRO
MARANO-
MARCOLINI
Se illa, 2017
2
T abajo de Fin de Más e
Más e en Sis emas de Ene gía Eléc ica
Es udio compa a i o del uso de p ecios nodales de
la ene gía eléc ica en e a un sis ema de p ecio
homogéneo
Au o :
Julio Césa Lo enzo Ga cía
Tu o es:
José Luis Ma inez Ramos
Alejand o Ma ano Ma colini
Depa amen o de Ingenie ía Eléc ica
Escuela Técnica Supe io de Ingenie ía
Uni e sidad de Se illa
Se illa, 2017
4
P oyec o Fin de Ca e a: Es udio compa a i o del uso de p ecios nodales de la ene gía eléc ica en e a un
sis ema de p ecio homogéneo
Au o :
Julio Césa Lo enzo Ga cía
Tu o :
José Luis Ma inez Ramos
Alejand o Ma ano Ma colini
El ibunal nomb ado pa a juzga el P oyec o a iba indicado, compues o po los siguien es miemb os:
P esiden e:
Vocales:
Sec e a io:
Acue dan o o ga le la cali icación de:
Se illa, 2017
El Sec e a io del T ibunal

6
Índice
Índice 7
Índice de Tablas 8
Índice de Figu as 9
Índice de anexos ¡E o ! Ma cado no de inido.
1 In oducción 1
1.1 Obje i os 2
1.1.1 Obje i o gene al 2
1.1.2 Obje i os especí icos 2
2 Indus ia Eléc ica en la República Dominicana 11
2.1 Es uc u a Ins i ucional y O ganiza i a del Sec o Eléc ico Dominicano 12
2.1.1 Comisión Nacional de Ene gía [4] 13
2.1.2 Supe in endencia de Elec icidad 14
2.1.3 O ganismo Coo dinado del Sis ema Eléc ico Nacional In e conec ado – OCSENI- 14
2.1.4 Co po ación Dominicana de Emp esas Eléc icas Es a ales –CDEEE- 15
2.1.5 Emp esas de Gene ación 15
2.1.6 Emp esa de T ansmisión Eléc ica Dominicana 18
2.1.7 Emp esas de Dis ibución 18
2.2 Me cado Eléc ico Dominicano 18
2.2.1 Me cado de Con a os [3] 19
2.2.2 Me cado Spo [2] 19
2.2.3 Modelo de Despacho uninodal conside ando pé didas [9] 21
2.3 O os me cados eléc icos: In e conexión PJM, Pennsyl ania – New Je sey – Ma yland [10] 23
2.3.1 Zona de Ope ación 24
2.3.2 Es uc u a y uncionamien o 25
2.3.3 Day-Ahead Ma ke 25
2.3.4 Real-Time Ma ke 26
2.3.5 Financial T ansmission Righ s (FTR) 26
2.4 P ecios nodales [11] 26
2.4.1 Modelos de despacho empleados pa a el calculo de p ecios nodales [11] 27
2.4.2 Modelo DCOPF sin pé didas 27
2.4.3 Modelo ACOPF 28
2.4.4 Modelo DCOPF conside ando pé didas 29
2.4.5 Algunas obse aciones sob e los p ecios nodales 32
3 Casos de Es udio 33
3.1 Me ododología de análisis 34
3.2 Modelo de casación ac ual de la República Dominicana 34
3.3 Casación de me cado con DCOPF sin pé didas y ACOPF, ed de 14 nodos IEEE 36
3.4 Casación del me cado eléc ico dominicano con DCOPF sin pé didas 42
4 Conclusiones 47
Re e encias 48
Anexos 49
8
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 2–1 Capacidad ins alada y ipo de gene ación po emp esa 16
Tabla 3–1 Da os de gene ación Red 14 nodos de la IEEE 36
Tabla 3–2 Demanda asociada a cada nudo, ed de 14 nudos IEEE 36
Tabla 3–3 Da os Red de 14 nudos de la IEEE 37
Tabla 3–4 Flujos de po encia esul an es de un despacho económico sin la ed 38
Tabla 3–5 P ecios nodales, ed 14 nodos IEEE con DCOPF sin pé didas 39
Tabla 3–6 Flujo de po encia esul an e po ama, con DCOPF sin pé didas 39
Tabla 3–7 Despacho de po encia de los gene ado es, según DCOPF sin pé didas 40
Tabla 3–8 P ecios nodales, ed 14 nodos IEEE con ACOPF. 40
Tabla 3–9 Escena io de gene ación esul an e ACOPF, Red 14 nodos IEEE 41
Tabla 3–10 Flujo de po encia esul an e po ama con ACOPF 41
ÍNDICE DE FIGURAS
Figu a 2–1 Es uc u a del subsec o eléc ico dominicano [3] 13
Figu a 2–2 Po cen aje de capacidad ins alada según ecnología 2015 [7]. 17
Figu a 2–3 Po cen aje de capacidad ins alada según uen e de ene gía p ima ia [7]. 17
Figu a 2–4 Á eas de concesión de las emp esas dis ibuido as 18
Figu a 2–2–5 Modelo de me cado [3] 20
Figu a 2–2–6 Ope ado es RTO de Es ados Unidos 24
Figu a 2–2–7 Redes de T anspo e PJM 24
Figu a 2–2–8 Es uc u a del Me cado 26
Figu a 3–1 Pa que de gene ación disponible, 19 de sep iemb e 2016. 34
Figu a 3–2 Cu as de demanda del 19 de sep iemb e del 2016 (MW) 35
Figu a 3–3 Simulación de cos e ma ginal y ac o es de nodo SENI, 19 sep iemb e 2016, 2 a.m. 35
Figu a 3–4 Topología Red de 14 nudos de la IEEE 37
Figu a 3–5 P ecios esul an es po nudo, DCOPF sin pé didas Vs ACOPF 40
Figu a 3–6 Casación con DCOPF sin pé didas Vs Modelo de casación ac ual de República Dominicana 42
Figu a 3–7 Ca gabilidad del sis ema de ansmisión 43
Figu a 3–8 Escena io de Gene ación esul an e con DCOPF sin pé didas. 43
Figu a 3–9 Des iaciones en gene ación impues as po el sis ema de ansmisión. 44
Figu a 3–10 P ecios nodales esul an es pa a dos escena ios de demanda di e en es 45
Figu a 3–11 Ca gabilidad del sis ema de ansmisión pa a el escena io 2 45
Figu a 3–13 Po encias gene adas: Escena io 1 s Escena io 2 46
Indus ia Eléc ica en la República Dominicana
14
14
2.1.2 Supe in endencia de Elec icidad
La Supe in endencia de Elec icidad (SIE) cons i uye el en e egulado del subsec o eléc ico dominicano,
y iene la obligación de iscaliza y supe isa el cumplimien o de las disposiciones legales, eglamen a ias
y la no ma i a écnica aplicables al subsec o , en elación con el desa ollo de las ac i idades de gene ación,
ansmisión, dis ibución y come cialización de elec icidad, y así mismo es esponsable de es ablece las
a i as y peajes suje os a egulación de p ecios [5].
La SIE ue c eada median e LEY GENERAL DE ELECTRICIDAD (LGE) No. 125-01, p omulgada en
echa 26 de Julio de 2001, como ins i ución descen alizada del es ado dominicano con pe sonalidad
ju ídica de de echo Público, pa imonio p opio y capacidad pa a adqui i bienes, eje ce de echos y con ae
obligaciones, al ampá o de las disposiciones del A ículo 8 de la ci ada Ley.
La SIE es á o ganizada en cinco di ecciones: Di ección Adminis a i a, Di ección de Me cado Mayo is a,
Di ección de Me cado Mino is a, Di ección de P o ección al consumido (PROTECOM), y Di ección Legal.
Las p incipales unciones y a ibuciones de la SIE (A . 24, LGE No.125-01) son [3]:
• Elabo a , asegu a y analiza la es uc u a y ni eles de p ecios de la elec icidad y ija las a i as y
peajes suje os a egulación.
• Aplica mul as y sanciones en casos de incumplimien o de la ley;
• Ve i ica el cumplimien o de la calidad y con inuidad del suminis o;
• Supe isa conduc as an icompe i i as en las emp esas del me cado de elec icidad;
• Analiza y esol e las solici udes de concesión de ob as de gene ación, ansmisión y dis ibución
de elec icidad, así como de su caducidad o e ocación, y hace ecomendaciones a la CNE;
• Conoce p e iamen e a su pues a en se icio la ins alación de ob as de gene ación, ansmisión y
dis ibución de elec icidad, y solici a al o ganismo compe en e la e i icación del cumplimien o
de las no mas écnicas y de p ese ación del ambien e;
• Recopila da os de las emp esas eléc icas, pa a de e mine el cumplimien o de sus unciones y
a ibuciones;
• Resol e las quejas que es an den o de su ju isdiccion;
• P opo ciona a la CNE los an eceden es que le solici en y que equie a pa a cumpli adecuadamen e
sus unciones;
• Au o iza odas las licencias pa a eje ce los se icios eléc icos locales, así como iscaliza su
desempeño;
• P esidi y supe isa el desempeño del o ganismo coo dinado ;
• Supe isa la O icina pa a la P o eccion del Consumido de elec icidad (P o ecom);
• Es ablece po egulacion, con el OC, la o den de despacho pa a los gene ado es;
2.1.3 O ganismo Coo dinado del Sis ema Eléc ico Nacional In e conec ado – OCSENI-
El O ganismo Coo dinado del Sis ema Eléc ico Nacional In e conec ado (OC-SENI) ue c eado el 29 de
oc ub e de 1998, median e la Resolución N° 235 de la Sec e a ía de Es ado de Indus ia y Come cio, pa a
coo dina la ope ación de las ins alaciones de las emp esas de gene ación, ansmisión y dis ibución de
elec icidad que pe enecen al Sis ema Eléc ico Nacional In e conec ado (SENI) de la República Dominicana
[6].
Pos e io men e, la Ley Gene al de Elec icidad N°125-01, p omulgada el 26 de julio de 2001, es ablece que las
emp esas eléc icas de gene ación, ansmisión, dis ibución y come cialización, así como los au op oduc o es
y cogene ado es que enden sus exceden es a a és del SENI, deben coo dina la ope ación de sus ins alaciones
pa a p es a el mejo se icio al mínimo cos e, y que pa a ello deben cons i ui e in eg a un o ganismo que

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Es udio compa a i o del uso de p ecios nodales de la ene gía eléc ica en e a un sis ema de p ecio homogéneo
coo dine la ope ación de los sis emas de gene ación, ansmisión, dis ibución y come cialización en el SENI,
denominado O ganismo Coo dinado (OCSENI).
El Reglamen o pa a la Aplicación de la Ley Gene al de Elec icidad, emi ido median e Dec e o N°555-02 del
19 de julio de 2002, y modi icado po los Dec e os N° 749-02 y N° 494-07, eglamen a las unciones del OC-
SENI y es ablece que debe es a cons i uido, a los ines de ob ene pe sonalidad ju ídica p opia, como una
asociación sin ines de luc o.
Las p incipales unciones del OCSENI (A . 38, LGE No.125-01) son:
• Plani ica y coo dina la ope ación de la gene ación, ansimisión y dis ibución del sis ema, a in de
ga an iza un abas ecimien o con iable y segu o de elec icidad a un mínimo cos e económico;
• Ga an iza la en a de la po encia i me de las unidades gene ado as del sis ema;
• Calcula y alo iza las ans e encias de ene gía que se p oduzcan po es a coo dinación;
• Coope a con La CNE y La SIE en la p omoción de compe encia, anspa encia y equidad en el me cado
de la elec icidad.
2.1.4 Co po ación Dominicana de Emp esas Eléc icas Es a ales –CDEEE-
emp esa es a al inculada al sec o eléc ico. En al sen ido, se incluye den o de dicho égimen [3]:
• Emp esa de T ansmisión Eléc ica Dominicana (ETED),
• Emp esa de Gene ación Hid oeléc ica Dominicana (EGEHID),
• Emp esa Dis ibuido a de Elec icidad del No e, S.A. (EDENORTE),
• Emp esa Dis ibuido a de Elec icidad del Su , S.A. (EDESUR) y
• Emp esa Dis ibuido a de Elec icidad del Es e, S.A. (EDEESTE)
Además, la CDEEE es á enca gada de lle a a cabo los p og amas del Es ado en ma e ia de elec i icación u al
y subu bana a a o de las comunidades de escasos ecu sos económicos, así como de la adminis ación y
aplicación de los con a os de suminis o de ene gía con los P oduc o es Independien es de Elec icidad (IPP).
2.1.5 Emp esas de Gene ación
En la gene ación pa icipan 16 emp esas ( e abla 2-1). Toda la gene ación hid áulica es á a ca go de EGEHID
que es de p opiedad del Es ado y adminis ada po la CDEEE, y la gene ación é mica es a a ca go de 13
emp esas p i adas y 2 de capi al mix o. La emp esa de gene ación EGE Haina, de capi al mix o, a más de
gene ación é mica es p opie a ia del pa que eólico los Cocos de 77 MW.
Indus ia Eléc ica en la República Dominicana
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16
Tabla 2–1 Capacidad ins alada y ipo de gene ación po emp esa
Emp esa
MW
Tipo
P opiedad
Combus ible
EGE Haina
773
Mo o es Diesel,
Ciclo
Combinado,
Tu binas de
Vapo , Eolica
50% Haina
In es men
Company, L d
50% FONPER
(Rep esen an e
del es ado)
Gas Na u al, Fuel
Oil #2 y Fuel Oil
#6
EGEHID
611
Hid o
FONPER
-
AES And és
319
Ciclo Combinado
AES Co po a ion
Gas Na u al
CESPM
300
Ciclo Combinado
Basic Ene gy
Fuel Oil #2
EGE I abo
260
Tu binas de
Vapo
50% Coas al
I abo (AES
Dominicana)
50% FONPER y
ex abajado es
Ca bón
DPP
236
Ciclo Combinado
AES Co po a ion
Gas Na u al
GPLV
190
Mo o es Diesel
Gas Na u al
Fenosa
Fuel Oil #6
Smi h
185
Ciclo Combinado
Smi h
Cogene a ion
Gas Na u al
GSF
180
Ciclo Combinado
Ashmo e Ene gy
In e na ional
(AEI)
Fuel Oil #6
MRP
114
Mo o es Diesel
Mon e Rio Powe
Co po a ion
Fuel Oil #6
LAESA
110
Tu bina de Gas,
Mo o es Diesel
La Elec icidad
de San iago L d
(LAESA)
Fuel Oil #2 y Fuel
Oil #6
TCC
110
Ciclo Combinado
Seaboa d
Co po a ion
Gas Na u al
CEPP
67
Mo o es Diesel
Inkia Ene gy
96,7% Basic
Ene gy 3,3%
Fuel Oil #6
Me aldom
42
Mo o es Diesel
Complejo
Me alú gico
Dominicano C x
A
Fuel Oil #6
Maxon
30
Mo o es Diesel
Maxon
Enginee ing
Se ices, S.A.
Fuel Oil #2
Falcon
6
Tu binas de
Vapo
Glenco e Xs a a
plc
Fuel Oil #6
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Es udio compa a i o del uso de p ecios nodales de la ene gía eléc ica en e a un sis ema de p ecio homogéneo
La capacidad ins alada de gene ación pa a el año 2015 en República Dominicana ue de 3552.8 MW,
y quedó dis ubuido según ipo de ecnología y uen e de ene gía p imaia como mues an las igu as
2-2 y 2-3.
Figu a 2–2 Po cen aje de capacidad ins alada según ecnología 2015 [7].
Figu a 2–3 Po cen aje de capacidad ins alada según uen e de ene gía p ima ia [7].
Indus ia Eléc ica en la República Dominicana
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18
2.1.6 Emp esa de T ansmisión Eléc ica Dominicana
La Emp esa de T ansmisión Eléc ica Dominicana (ETED) con au onomía p esupues a ia y pe sone ía ju ídica
p opias, es la enca gada de la ope ación, man enimien o y adminis ación de odas las edes de al a ensión,
subes aciones, equipos, maquina ias des inadas a la ansmisión de elec icidad [3].
ETED es emuna ada po el se icio de ansmisión median e un peaje egulado.
2.1.7 Emp esas de Dis ibución
El se icio de dis ibución y come cialización de ene gía eléc ica en La República Dominicana es á a ca go de
3 emp esas [3]:
• Emp esa Dis ibuido a de Elec icidad del No e, S.A. (EDENORTE)
• Emp esa Dis ibuido a de Elec icidad del Su , S.A. (EDESUR)
• Emp esa Dis ibuido a de Elec icidad del Es e, S.A. (EDEESTE)
Es as emp esas son con oladas po el es ado a a és de La Co po ación Dominicana de Emp esas Eléc icas
Es a ales (CDEEE).
Figu a 2–4 Á eas de concesión de las emp esas dis ibuido as
2.2 Me cado Eléc ico Dominicano
Los modelos de me cados de ene gía eléc ica no suelen se similia es en e un país y o o. Las eglas que igen
la comp a y en a de ene gía ene gía eléc ica pueden a ia desde modelos de monopolios e icalmen e
in eg ados has a modelos en compe encia pe ec a. Sin impo a de que ipo de me cado es emos hablando los
obje i os siemp e gi a án en o no a maximiza el bene icio social.
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19
Es udio compa a i o del uso de p ecios nodales de la ene gía eléc ica en e a un sis ema de p ecio homogéneo
En el me cado eléc ico dominicano se iden i ican el Me cado Eléc ico Mino is a y el Me cado Eléc ico
Mayo is a (MEM). En el p ime o, de inido como monopolio na u al, ue di idido en zonas geog á icas con
usua ios some idos a egulación de p ecios y emune ación en base a una a i a que econoce el alo ag egado
de dis ibución, obliga o iedad de da el suminis o a los usua ios que lo solici en, así como man ene con a os
pa a ga an iza el suminis o de la elec icidad a sus usua ios. En cambio, el MEM, que es donde se ealiza á el
es udio, se in oduce compe encia en gene ación median e un sis ema ma ginalis a e in e ac úan las emp esas
eléc icas de gene ación, ansmisión y dis ibución, así como los usua ios no egulados (UNRs), median e
comp a, en a y anspo e de elec icidad. Las ansacciones en el MEM se ealizan a a és del Me cado de
Con a os y el Me cado Spo .
2.2.1 Me cado de Con a os [3]
Los agen es del me cado eléc ico mayo is a, ales como gene ado es, dis ibuido es y clien es no egulados
pueden susc ibi con a os de comp a y en a de ene gía y po encia (PPA, po sus siglas en inglés). En los PPA
se de inen odos los é minos come ciales como p ecio, plazo, penalidades, o mas de pago y can idad de ene gía
a se ansada en e las dos pa es. Es os con a os son adminis ados po el O ganismo Coo dinado .
Los PPA son de con a os de ipo inancie o, en al sen ido, los comp omisos de en a de ene gía es ablecidos
en es os con a os son independien es del despacho eal de cada unidad gene ado a. No exis e obligación de
p oduci la elec icidad necesa ia pa a cub i los comp omisos de los PPA. Es deci , el OC despacha las unidades
gene ado as decla adas disponibles en el me cado en unción de un despacho económico, es o es, según o den
de mé i o de meno a mayo cos e a iable de despacho (CVD). Las ansacciones en los PPA son en dóla es
ame icanos, y dependen del p ecio con ac ual y de la demanda del clien e.
La comp a y en a de po encia y ene gía en el me cado de con a os no puede supe a el 80% de la demanda del
sis ema eléc ico in e conec ado, es o con el in de ga an iza p ecios azonables de gene ación en el me cado
eléc ico.
Según el A .110 LGE No.125-01, pa a el caso de con a os de la go plazo susc i os en e emp esas gene ado as
y dis ibuido as, los p ecios aco dados deben se el esul ado de p ocedimien os some idos a lici ación pública,
la misma que se ige median e bases es ablecidas po la SIE.
Los p oduc o es independien es de ene gía man ienen con a os de suminis o de ene gía PPA, los cuales son
adminis ados y aplicados po la CDEEE.
En cada mes el OC ajus a las can idades de ene gía suminis adas po la gene ación y omadas po los
consumido es de la ed y en base a ello ealiza la liquidación come cial en e los agen es del me cado.
2.2.2 Me cado Spo [2]
En es e me cado se ealizan las ansacciones de comp a y en a de elec icidad de co o plazo, es as
ansacciones esul an de la di e encia en e la ene gía o al despachada de acue do con el despacho económico
y la ene gía demandada de acue do con los con a os.
En el Me cado Spo ambién se ealizan ansacciones de po encia i me de e minadas po el OC.
Po ley, se debe ga an iza que el me cado spo ep esen e al menos el 20% del consumo o al del SENI. Pa a el
caso de emp esas de gene ación inculadas a emp esas dis ibuido as, es as deben ende el 40% de su
p oducción en el me cado spo .
Las ansacciones de po encia y ene gía ealizadas en el me cado spo se alo an sob e la base del cos e ma ginal
de co o plazo del sis ema eléc ico. El cos e ma ginal de co o plazo de la ene gía es el cos e ma ginal que
esul a de la ope ación óp ima del sis ema de gene ación y ansmisión. El cos e ma ginal de la po encia es el
cos e ma ginal de desa ollo de po encia de pun a en el sis ema [3]. En caso de acionamien o po al a de
gene ación pa a abas ece la demanda, el cos e ma ginal de co o plazo es ijado po la SIE como el cos e de
ene gía no se ida.
El me cado spo es donde se ealizan las ansacciones de ene gía y po encia ue a del me cado de con a os.
Es á basado en la eo ía económica ma ginalis a, es deci , que el p ecio del me cado se de e mina po el
cos e de la úl ima unidad disponible pa a supli la unidad de ene gía adicional en kWh; en es e me cado

Indus ia Eléc ica en la República Dominicana
20
20
pa icipan odos los agen es, gene ado es de elec icidad (que ep esen an los p oduc o es) y los
dis ibuido es y g andes usua ios (que ep esen an la demanda).
El me cado spo ep esen a una bolsa donde cada agen e inyec a o e i a ene gía. Al cie e de
cada mes se ealiza un balance de cada agen e con odas sus inyecciones y e i os dis ibuidos de
o ma ho a ia.
El p ecio de la ene gía en cada ho a es el cos e ma ginal del sis ema, igual al cos e a iable de la
úl ima unidad despachada. Es e cos e ma ginal es calculado po el O ganismo Coo dinado ,
ho a iamen e, y es el cos e en el que incu e el sis ema pa a suminis a una unidad adicional de
ene gía. Es e cos e se á igual al cos e a iable de despacho de la cen al que suminis a dicha
unidad adicional; la cual ac ualmen e en el sec o eléc ico dominicano es á suminis ada po
u binas a gas de ciclo abie o que uncionan con gasoil y mo o es a ueloil o gasoil.
En caso de desabas ecimien o, es deci , cuando no exis a la disponibilidad de gene ación y ya se
han u ilizado odas las cen ales pa a supli la demanda, el ma co egula o io es ablece que el cos e
ma ginal de la ene gía en esa ho a co esponde á al cos e de inido po la Supe in endencia de
elec icidad, que ac ualmen e lo ija en base al p ecio del acue do de Mad id, donde oma como
p ecio base US$ 55 po MWh y lo indexa en un 60% con el ueloil, omando como base el p ecio
del ba il en US$ 17. Además, es e cos e ac úa como cos e ma ginal máximo del me cado spo , lo
que indica que el p ecio ma ginal no sob epasa es e alo ; siendo és o una in e ención del
me cado y, po lo an o, exis en unidades cuyo cos e a iable es mayo y es necesa io es ablece
un mecanismo de compensación de es os cos es que es án ue a del me cado.
Es a si uación de in e ención en el p ecio del me cado no pe mi e calcula exac amen e el e ec o
eal de la e olución del p ecio del me cado spo as la en ada de nue a gene ación y la
di e si icación de la ma iz ene gé ica.
La igu a 2-1 mues a esquemá icamen e como unciona de me cado spo adop ado en República Dominicana.
Figu a 2–2–5 Modelo de me cado [3]
21
21
Es udio compa a i o del uso de p ecios nodales de la ene gía eléc ica en e a un sis ema de p ecio homogéneo
2.2.2.1 Calculo del cos e ma ginal de en el me cado spo [8]
La es uc u a ope a i a del lado del me cado de gene ación se basa en una o e a a cos e ma ginal, y despacho
económico ho a io cen alizado en base a cos es a iables de p oducción audi ados po la SIE. En iempo eal
los gene ado es despachan su ene gía de acue do a la lis a de mé i o, que o ganiza las unidades de acue do a sus
cos es a iables de meno a mayo y del ni el de demanda de ene gía en ese momen o. Todos los gene ado es
que p oducen ene gía de acue do al despacho económico eciben como p ecio el cos e ma ginal del sis ema de
esa ho a pa icula , calculado como el cos e a iable de la úl ima unidad de gene ación despachada pa a supli
la demanda.
El cos e ma ginal de co o plazo de ene gía ac i a en la ba a de e e encia pa a cada ho a, (CMGREFℎ)
co esponde á al mayo cos e a iable de P oducción, e e ido a la ba a de e e encia (cos e a iable / ac o de
nodo), de las máquinas e moeléc icas despachadas en la ho a ”h” que es én inculadas a la Ba a De Re e encia
del sis ema y que cuen en con Po encia Disponible pa a abas ece una unidad adicional de ene gía ac i a en la
ho a.
De no exis i máquinas despachadas que es én inculadas a la ba a de e e encia del SENI y que cuen en con
po encia disponible, co esponde á al meno cos e a iable de p oducción e e ido a la Ba a de e e encia (cos e
a iable / ac o de nodo) de las e moeléc icas que no es án gene ando y que pod ían en a en se icio y
en ega po encia ac i a du an e la ho a, en la ba a de e e encia del sis ema.
De no exis i ninguna máquina inculada a la ba a de e e encia que pueda en a en se icio en la ho a,
co esponde á al cos e de desabas ecimien o de inido po la SIE.
Al de e mina si una máquina en se icio posee po encia disponible, no se pod á conside a como po encia
disponible el ma gen que pudie an ene las máquinas que egulan ecuencia. Asimismo, no se pod án
conside a con Po encia Disponible pa a abas ece una unidad adicional de ene gía, aquellas máquinas que se
encuen en en se icio po azones de segu idad o po eque imien os de ene gía eac i a.
El ac o de nodo a aplica pa a e e i el cos e a iable de p oducción de una máquina ubicada en una ba a “i”
inculado a la ba a de e e encia debe á se calculado con la siguien e exp esión:
𝐹𝑛𝑖=1+𝜕𝑃𝑒𝑟𝑑
𝜕𝑃𝑖
(2-1)
Donde: 𝜕𝑃𝑒𝑟𝑑
𝜕𝑃𝑖 es la de i ada de las pé didas de anspo e an e una a iación de la demanda i P,
asumiendo como Ba a lib e la Ba a De Re e encia del SENI.
2.2.3 Modelo de Despacho uninodal conside ando pé didas [9]
Una p ime a solución me odológica a es e p oblema es inco po a una exp esión pa a las pé didas óhmicas
𝑃𝐿, como unción de las po encias gene adas po las unidades 𝑃𝐺𝑖. La ó mula más gene al de 𝑃𝐿, que
co esponde a un polinomio de o den dos, se conoce como ó mula de K on:
𝑃𝐿 =𝐵𝑜𝑜+∑𝐵𝑜𝑖𝑃𝐺𝑖+∑∑𝑃𝐺𝑖𝐵𝑖𝑗𝑃𝐺𝑗
𝑁𝐺
𝑗=1
𝑁𝐺
𝑖=1
𝑁𝐺
𝑖=1
(2-2)
Exis en dis in os mé odos que pe mi en calcula los cohe icien es 𝐵𝑜𝑜, 𝐵𝑜𝑖 y 𝐵𝑖𝑗 , en e los que des aca el
uso de la ma iz de sensibilidad a pa i del Jacobiano del sis ema. Sin emba go, una des en aja de odos
es os mé odos es que el alo de los cohe icien es calculados depende del pun o de ope ación del sis ema,
es ado que jus amen e co esponde al esul ado del p oblema de despacho. Es a apa en e con adicción en
el uso de es e ipo de sensibilidades se supe a en sis emas en que se conoce a p io i el ipo de despacho al
que el sis ema con e ge á, po lo que la ap oximación in oducida en su uso es adecuada. Asimismo, es e
Indus ia Eléc ica en la República Dominicana
22
22
p oblema puede se manejado a a és de un p oceso i e a i o que in oluc e un ecálculo de los
cohe icien es.
El p oblema de op imización plan eado de es a o ma p esen a la siguien e es uc u a gene al:
𝐹.𝑂. = 𝑀𝑖𝑛{∑𝐶𝐺𝑖(𝑃𝐺𝑖)
𝑁𝐺
𝑖=1 }
𝑠.𝑎.
(2-3)
∑𝑃𝐺𝑖−𝑃𝐿(𝑃𝐺1,…,
𝑁𝐺
𝑖=1 𝑃𝐺𝑁𝐺) = 𝑃𝐶
𝑃𝐺𝑖 ≤ 𝑃𝐺𝑖 ≤ 𝑃𝐺𝑖
Las condiciones de op imalidad del p oblema de despacho p esen ado en la ecuación 2-2 se es ablecen
apa i de la Función Lag angeana del p oblema y sus condiciones de op imalidad.
ℒ=∑𝐶𝐺𝑖
𝑁𝐺
𝑖=1 (𝑃𝐺𝑖)+𝜆(𝑃𝐶+𝑃𝐿−∑𝑃𝐺𝑖
𝑁𝐺
𝐼=1 )
𝜕𝜆
𝜕𝑃𝐺𝑖 = 𝜕𝐶𝐺𝑖
𝜕𝑃𝐺𝑖 + 𝜆 (𝜕𝑃𝐿
𝜕𝑃𝐺𝑖−1)=0 𝑖=1,…,𝑁𝐺
(2-4)
𝜕ℒ
𝜕𝜆= ∑𝑃𝐺𝑖− 𝑃𝐶 − 𝑃𝐿 = 0
𝑁𝐺
𝑖=1
Un p ime esul ado impo an e, p oduc o de es ablece las condiciones de op imalidad, es la elación que
exis e en e el cos e ma ginal del sis ema y los cos es de cada unidad, dada po :
𝜆= 𝜕𝐶𝐺𝑖
𝜕𝑃𝐺𝑖(1
1−𝜕𝑃𝐿
𝜕𝑃𝐺𝑖) 𝑖=1,…,𝑁𝐺
𝐹𝑝𝑖 = 1
1−𝜕𝑃𝐿
𝜕𝑃𝐺𝑖
(2-5)
𝜆= 𝜕𝐶𝐺𝑖
𝜕𝑃𝐺𝑖 𝐹𝑝𝑖
El ac o 𝐹𝑝𝑖, conocido como ac o de penalización, e leja la in luencia de cada gene ado en las pé didas
óhmicas y el e ec o que es o iene en el despacho del sis ema. Conc e amen e, suponiendo que el aumen o
de gene ación de una unidad p o oca un aumen o en las pé didas del sis ema, es deci 𝜕𝐶𝐺𝑖
𝜕𝑃𝐺𝑖 >0, el 𝐹𝑝𝑖
co espondien e se ía mayo que uno, po lo que en el óp imo, su cos e inc emen al ope acional se á
penalizado po un ac o mayo que uno al se igualado al cos e ma ginal del sis ema.
Pa a soluciona es e p oblema, se plan ea gene almen e el mé odo conocido como de "i e ación en lambda",
el que u iliza la me odología de New on-Raphson pa a la solución del sis ema de ecuaciones no lineal,
es ableciendo una unción de e o que pe mi e co egi el alo de 𝜆 en cada i e ación. La co ección de 𝜆
implica, asimismo, una modi icación de las po encias inyec adas po cada gene ado . U ilizando la ecuación
2-2 en 2-5 se iene:
23
23
Es udio compa a i o del uso de p ecios nodales de la ene gía eléc ica en e a un sis ema de p ecio homogéneo
𝜕𝐶𝐺𝑖
𝜕𝑃𝐺𝑖 = 𝛽𝑖 +2𝛾𝑖𝑃𝐺𝑖= 𝜆
𝐹𝑝𝑖 = 𝜆 (1−2∑𝐵𝑖𝑗𝑃𝐺𝑗
𝑁𝐺
𝑖=1 − 𝐵𝑜𝑖 )
(2-6)
𝑃𝐺1= 𝜆(1− 𝐵𝑜𝑖)− 𝛽𝑖 −2 𝜆 ∑𝐵𝑖𝑗𝑃𝐺𝑗
𝑁𝐺
𝑖=1, 𝑖≠𝑗
2(𝛾𝑖+ 𝜆𝐵𝑖𝑖)
Sus i uyendo la ecuación 2-6 en la es icción de balance nodal se ob iene:
𝑓(𝜆)=∑𝑃𝐺𝑖
𝑁𝐺
𝑖=1 = ∑𝜆(1−𝐵𝑜𝑖)−𝛽𝑖−2𝜆 ∑𝐵𝑖𝑗𝑃𝐺𝑗
𝑁𝐺
𝑖=1, 𝑖≠𝑗
2(𝛾𝑖+𝜆𝐵𝑖𝑖)=𝑃𝐶+𝑃𝐿
𝑁𝐺
𝑖=1
(2-7)
U ilizando el lado izquie do de es a ecuación 𝑓(𝜆) como la unción a ap oxima en el mé odo de New on-
Raphson, pa a la i e ación 𝑘 el p oblema queda exp esado po :
𝑓(𝜆)[𝑘]= ∑𝜆[𝑘](1−𝐵𝑜𝑖)−𝛽𝑖−2𝜆 [𝑘]∑𝐵𝑖𝑗𝑃𝐺𝑗
[𝑘]
𝑁𝐺
𝑖=1, 𝑖≠𝑗
2(𝛾𝑖+𝜆[𝑘]𝐵𝑖𝑖)=𝑃𝐶+𝑃𝐿[𝑘]
𝑁𝐺
𝑖=1
(2-8)
Realizando la expansión en se ie de Taylo de la unción 𝑓(𝜆) y desp eciando los é minos de o den
supe io , se iene
𝑓(𝜆)[𝑘]+(𝜕𝑓(𝜆)
𝜕𝜆 )[𝑘] ∇𝜆𝑘= 𝑃𝐶+𝑃𝐿[𝑘]
(2-9)
∇𝜆𝑘=𝑃𝐶+𝑃𝐿[𝑘]−𝑓(𝜆)[𝑘]
(𝜕𝑓(𝜆)
𝜕𝜆 )[𝑘]
(2-10)
en que,
(𝜕𝑓(𝜆)
𝜕𝜆 )[𝑘]=∑𝛾𝑖(1−𝐵𝑜𝑖)−𝐵𝑖𝑖𝛽𝑖−2𝛾𝑖∑𝐵𝑖𝑗𝑃𝐺𝑗
[𝑘]
𝑁𝐺
𝑖=1, 𝑖≠𝑗
2(𝛾𝑖+𝜆[𝑘]𝐵𝑖𝑖)2
𝑁𝐺
𝑖=1
(2-11)
𝜆[𝑘+1]=𝜆[𝑘]+∇𝜆[𝑘]
(2-12)
2.3 O os me cados eléc icos: In e conexión PJM, Pennsyl ania – New
Je sey – Ma yland [10]
La In e conexión PJM es una O ganización Regional (RTO, Regional T ansmission O ganiza ion) que o ma
pa e de la ed de In e conexión del Es e de Es ados Unidos. Ope a un sis ema eléc ico de anspo e que conec a
con Delawa e, Illinois, Indiana, Ken ucky, Ma yland, Michigan, New Je sey, No h Ca olina, Ohio,
Pennsyl ania, Tennessee, Vi ginia, Wes Vi ginia y el dis i o de Columbia.
Indus ia Eléc ica en la República Dominicana
30
30
𝑃𝐿𝑜𝑠𝑠=∑𝐹𝑘2×𝑅𝑘
𝑀
𝑘=1
(2-21)
𝜕𝑃𝐿𝑜𝑠𝑠
𝜕𝑃𝑖 = 𝜕
𝜕𝑃𝑖(∑𝐹𝑘2×𝑅𝑘)
𝑀
𝑘=1
(2-22)
dónde
Fk = lujo de línea en la línea k;
Rk = esis encia en la línea k.
En una ed DC, un lujo de línea puede se is o como la ag egación de la con ibución de odas las uen es de
ene gía (gene ación como uen e posi i a y ca ga como uen e nega i a), basándose en el eo ema de
supe posición. La sensibilidad de la con ibución a un lujo de línea desde un bus se conoce como el Fac o de
Cambio de Gene ación (GSF). Es o puede esc ibi se como
𝐹𝑘=∑𝐺𝑆𝐹𝑘−𝑗×𝑃𝑗
𝑁
𝑗=1
(2-23)
La ecuación (2-23) puede u iliza se pa a expandi adicionalmen e la LF como a con inuación
𝜕𝑃𝐿𝑜𝑠𝑠
𝜕𝑃𝑖= ∑𝜕
𝜕𝑃𝑖(
𝑀
𝑘=1 𝐹𝑘2×𝑅𝑘)= ∑ 𝑅𝑘×2𝐹𝑘×
𝑀
𝑘=1 𝜕𝐹𝑘
𝜕𝑃𝑖
(2-24)
= ∑ 2× 𝑅𝑘×𝐺𝑆𝐹𝑘−1×
𝑀
𝑘=1 (∑𝐺𝑆𝐹𝑘−𝑗×𝑃𝑗
𝑁
𝑗=1 )
Cu iosamen e, el ac o de pé dida en un bus puede se posi i o o nega i o. Cuando es posi i o, implica que un
aumen o de la inyección en el bus puede aumen a la pé dida o al del sis ema. Si es nega i o, implica que un
aumen o de la inyección en el bus puede educi la pé dida o al.
2.4.4.2 Modelo DCOPF conside ando pé didas
Como se mues a en la Ec. (2-24), el ac o de pé dida depende de la inyección ne a, Pj, que es la expedición
eal menos la ca ga en el Bus j. Po o o lado, el despacho de gene ación puede e se a ec ado po ac o es de
pé dida, ya que los di e en es gene ado es pueden se penalizados de mane a di e en e, en unción de sus ac o es
de pé dida.
Dado que Pj es desconocido an es de ealiza cualquie despacho, una o ma de abo da es o es ene una
es imación del despacho pa a ob ene un LF es imado en cada bus. A con inuación, se u iliza án los ac o es de
pé dida es imados pa a ob ene nue os esul ados de despacho. Es e azonamien o lógico conduce al en oque
DCOPF i e a i o p opues o. En o as palab as, en la i e ación (l + 1), los esul ados de despacho de la lª i e ación
se usan pa a ac ualiza Pj y, po lo an o, los ac o es de pé dida y en ega. Aquí, en cada i e ación, se esuel e
un DCOPF basado en LP. El p oceso i e a i o se epi e has a que se alcanzan los c i e ios de pa ada de
con e gencia. Después de la con e gencia, el LMP se puede ob ene ácilmen e de la i e ación inal.

31
31
Es udio compa a i o del uso de p ecios nodales de la ene gía eléc ica en e a un sis ema de p ecio homogéneo
Cie amen e, la p ime a i e ación es un DCOPF sin pé didas en el que la pé dida es imada es ce o. El algo i mo
puede se o mulado como sigue
𝑀𝑖𝑛∑𝑐𝑖×𝐺𝑖
𝑁
𝑖=1
(2-25)
𝑠.𝑡. ∑𝐷𝐹𝑖𝑒𝑠𝑡×𝐺𝑖−∑𝐷𝐹𝑖𝑒𝑠𝑡×𝐷𝑖+𝑃𝑙𝑜𝑠𝑠
𝑒𝑠𝑡
𝑁
𝑖=1 =0
𝑁
𝑖=1
(2-26)
|∑𝐺𝑆𝐹𝑘−𝑖×(𝐺𝑖−𝐷𝑖)
𝑁
𝑖=1 |≤𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡𝑘, 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑘=1,2,…, 𝑀
(2-27)
𝐺𝑖𝑚𝑖𝑛≤𝐺𝑖≤𝐺𝑖𝑚𝑎𝑥,𝑓𝑜𝑟 𝑖=1,2,…,𝑁
(2-28)
dónde
𝐷𝐹𝑖𝑒𝑠𝑡 = ac o de en ega en el Bus i de la i e ación an e io ;
𝑃𝑙𝑜𝑠𝑠
𝑒𝑠𝑡 = Ploss de la i e ación an e io .
Como se ha mencionado an e io men e, el ac o de en ega, DFi, se calcula basándose en el esul ado de
despacho, es deci , Gi, a pa i de la i e ación an e io . Po lo an o, los ac o es de pé dida y en ega se ac ualizan
i e a i amen e ya que es án elacionados con el en ío de gene ación ac ual. Una ez con e ida, la es imación
de DFi y Ploss de la p óxima a la úl ima i e ación se á la misma que los alo es inales. No es so p enden e que
es e algo i mo i e a i o p opo cione esul ados más p ecisos con un iempo de ejecución más la go que el
DCOPF sin pé didas. El núme o de i e aciones es acep able.
Tenga en cuen a que en la ope ación en iempo eal, los ac o es de en ega se pueden ob ene ápidamen e a
pa i de da os EMS / SCADA en iempo eal. Lamen ablemen e, es a no es una opción iable pa a la simulación
o es udio de plani icación. Po lo an o, es necesa io iden i ica un en oque ac ible, al como el mé odo de
i e ación, pa a ob ene ac o es de en ega más p ecisos con ines de simulación y plani icación.
Después de ob ene la solución óp ima pa a la p og amación de gene ación, la LMP, en cualquie bus B, se
puede calcula con la unción Lag angiana. Es a unción y LMP se pueden esc ibi como
Ψ=(∑𝑐𝑖×𝐺𝑖
𝑁
𝑖=1 )− λ(∑𝐷𝐹𝑖𝑒𝑠𝑡×𝐺𝑖−∑𝐷𝐹𝑖𝑒𝑠𝑡×𝐷𝑖+𝑃𝑙𝑜𝑠𝑠
𝑒𝑠𝑡
𝑁
𝑖=1
𝑁
𝑖=1 )
(2-29)
−∑𝜇𝑘(∑𝐺𝑆𝐹𝑘−𝑖×(𝐺𝑖−𝐷𝑖)−𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡𝑘
𝑁
𝑖=1 )
𝑀
𝑘=1
𝐿𝑀𝑃𝐵=𝜕Ψ
𝜕𝐷𝐵= λ .𝐷𝐹𝐵+(∑𝜇𝑘×𝐺𝑆𝐹𝑘−𝐵
𝑀
𝑘=1 )
(2-30)
=λ+(∑𝜇𝑘
𝑀
𝑘=1 ×𝐺𝑆𝐹𝑘−𝐵)+λ(𝐷𝐹𝐵−1)
dónde
Indus ia Eléc ica en la República Dominicana
32
32
LMPB = LMP en el Bus B
λ= mul iplicado lag angiano de la ecuación (2-26) = p ecio de la ene gía del sis ema = p ecio en el au obús de
e e encia;
𝜇𝑘 = mul iplicado lag angiano de la ecuación (2-27) = sensibilidad de la k-ésima es icción de ansmisión.
De (2-30), el LMP se puede descompone ácilmen e en es componen es: el p ecio ma ginal de la ene gía, el
p ecio ma ginal de la conges ión y el p ecio ma ginal de la pé dida. La o mulación de LMP se puede esc ibi
como Eqs. (2-31) - (2-34), que son consis en es con las p ác icas de la indus ia [11, 14].
𝐿𝑀𝑃𝐵=𝐿𝑀𝑃𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎+𝐿𝑀𝑃𝐵𝐶𝑜𝑛𝑔𝑒𝑠𝑡𝑖ó𝑛 + 𝐿𝑀𝑃𝐵𝑙𝑜𝑠𝑠
(2-31)
𝐿𝑀𝑃𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎= λ
(2-32)
𝐿𝑀𝑃𝐵𝑐𝑜𝑛𝑔=∑𝜇𝑘×𝐺𝑆𝐹𝑘−𝐵
𝑀
𝑘=1
(2-33)
𝐿𝑀𝑃𝐵𝑙𝑜𝑠𝑠= λ×(𝐷𝐹𝐵−1)
(2-34)
2.4.5 Algunas obse aciones sob e los p ecios nodales
1. El p ecio nodal en un bus no es necesa iamen e el p ecio de o e a de un gene ado : el p ecio nodal es
el cos o de cumpli con el siguien e inc emen o de ca ga en una ubicación pa icula a a és del en ío
de odo el sis ema a un cos o mínimo, no solo la gene ación en esa ubicación.
2. En la mayo ía de las si uaciones, pe o no en odas, el p ecio nodal en la mayo ía de los luga es es a á
de e minado po las o e as de los gene ado es en o as ubicaciones del sis ema de ansmisión.
3. La o e a de un gene ado gene almen e es ablece á el p ecio nodal en su ubicación cuando el segmen o
de capacidad del gene ado se despache solo pa cialmen e (a menos que es é en su mínimo, o se
man enga p esionado pa a p opo ciona egulación, ese as de hilado o sopo e de ol aje): eso es una
unidad ma ginal.
4. Si un segmen o de capacidad del gene ado se despacha comple amen e, el p ecio nodal que se paga á
se á de e minado po las o e as de o os gene ado es y se á mayo o igual a la o e a de ene gía del
gene ado pa a ese segmen o de capacidad.
5. El componen e de conges ión de los p ecios nodales puede di e i en e dos buses, incluso si el lujo en
la línea que conec a di ec amen e es os dos buses no es inculan e.
6. El componen e de conges ión de los p ecios nodales puede a ia en odo el sis ema si solo hay una
es icción inculan e. Es o puede sucede en un sis ema en bucle donde las u as pa alelas es án
p esen es.
7. El p ecio nodal en un bus puede se más g ande que la o e a más g ande sob e odos los ecu sos en el
sis ema.
8. El p ecio nodal en un bus puede se nega i o: el aumen o de la ca ga en ese bus puede disminui los
lujos y disminui el cos o o al del sis ema.
33
33
Es udio compa a i o del uso de p ecios nodales de la ene gía eléc ica en e a un sis ema de p ecio homogéneo
3 CASOS DE ESTUDIO
l sis ema eléc ico impleme ado pa a hace las simulaciones de me cado en es e abajo es el Sis ema
Eléc ico Nacional In e conec ado de la República Dominicana (SENI), cuyos da os pa a hace los
es udios ue on suminis ados po el O ganismo Coo dinado del Sis ema Eléc ico In e conec ado
de la República Dominicana (OC-SENI).
La ed de eléc ica de la República Dominicana ope a a una ecuencia de 60 Hz y cons a de:
• Más de 94 subes aciones, las cuales abajan a di e en es ni eles de ensión (345, 230 y 138 kV
pa a anspo e, 69 kV pa a sub anspo e y ni eles in e io es pa a gene ación y dis ibución).
• 532 nudos, de los cuales 89 co esponden a nudos asociados a unidades gene ación, 260 a nudos
de consumo (nudos de demanda), y el es o a nudos de ansi o.
• 587 línesas de ansmisión.
• 89 unidades de gene ación, que pe enecen a 16 emp esas, con una capacidad ins alada de 3552.8
MW.
Pa a el es udio se ha conside ado el 19 de sep iemb e del 2016 ( igu a 3-2), día en que se p odujo la
demanda máxima del año en cues ión, de mane a que se analiza á especí icamen e el escena io de demanda
que se p odujo a las 2:00 a.m. en el que se p odjue on impo an es conges iones en el sis ema de
ansmisión. La demanda pa a esa ho a del día ue de 1,861.05 MW, y, po o o lado, en la igu a 3-1 puede
e se el pa que de gene ación disponible pa a esa ho a del día, po encias máximas y mínimas, así como el
p ecio al que ue o e ada la ene gía pa a esa ho a, puede e se que más de 600 MW ue on o e ados a
p ecio ce o, pa a ese día.
E
Casos de Es udio
34
34
Figu a 3–1 Pa que de gene ación disponible, 19 de sep iemb e 2016.
3.1 Me ododología de análisis
1. En p ime luga , se p esen an los esul ados ob enidos con el modelo de casación ac ual en el sis ema
eléc ico dominicano.
2. Se modelan DCOPF sin pe didas y ACOPF sob e una ed de 14 nodos de la IEEE.
3. Po úl imo, se elige uno de los mé odos de lujo op imo pa a modela el sis ema eléc ico domincano y
se compa a con el mé odo de casación ac ual.
3.2 Modelo de casación ac ual de la República Dominicana
El sis ema eléc ico dominicano ope a bajo un modelo de despacho económico uninodal, homogéneo, con
penalización po los ac o es de pe didas nodales, de o ma qué el alo de la ene gía en cada nodo iene de inido
po el p oduc o del cos e ma ginal del sis ema y su espec i o ac o de nodo. Así que pa a el escena io de
demanda plan eado se ob u ie on los esul ados ( e igu a 3-3).
35
35
Es udio compa a i o del uso de p ecios nodales de la ene gía eléc ica en e a un sis ema de p ecio homogéneo
Figu a 3–2 Cu a de demanda del 19 de sep iemb e del 2016 (MW)
Figu a 3–3 Simulación de cos e ma ginal y ac o es de nodo SENI, 19 sep iemb e 2016, 2 a.m.
De los esul ados mos ados en la igu a 4-2 podemos saca la siguien e in o mación de in e és: el cos e ma ginal
del sis ema pa a el pe iodo e aluado es de 48.44 €/MWh, sin emba go, los p ecios nodales oscilan en e 53.88
y 41.66 €/MWh, pe o hay que des aca que odos los da os es án en o no a la media de 49.35 €/MWh, sal o
algunas des iasiones impo an es debidas a los ac o es de nodo asociados. El cos e de explo ación del pa que
de gene ación pa a el pe iodo bajo es udio es de 91,750.61 €.

Casos de Es udio
36
36
3.3 Casación de me cado con DCOPF sin pé didas y ACOPF, ed de 14
nodos IEEE
La casación del sis ema eléc ico dominicano no modela de mane a explíci a el sis ema de ansmisión, pues no
se conside an los lími es é micos de las edes de ansmisión, azón po la cual se p oponen dos mé odos pa a
simula la inclusión de es a es icción, DCOPF sin pé didas y ACOPF, en p incipio ambos modelos se án
p o ados sob e una pequeña ed de 14 nodos.
Como conside aciones gene ales pa a el cálculo de los p ecios esul an es del me cado hay que des aca que se
asumió lo siguien e:
• El modelo de despacho económico empleado no con empla es icciones de ese a.
• El modelo de despacho económico empleado no con empla es icciones de ampas de bajada ni de
subida de los gene ado es.
• Se conside a que la demanda es pe ec amen e inelás ica. La unción obje i o del modelo de despacho
económico es minimiza el cos e o al de la gene ación.
• No se conside an escena ios de con igencia N-1 en el modelo.
• Se asume un modelo de cos e de gene ación de un solo bloque.
• El despacho se ealiza sob e una base ho a ia pa a que la capacidad (MW) sea numé icamen e igual a
la ene gía (MWh).
Los da os de en ada de ed p opues a pa a hace los cálculos se mue an a con inuación, en la abla 3-1, los
da os de gene ación, donde podemos ap ecia la po encia ac i a y eac i a, máxima y mínima que puede en ega
cada gene ado , así como el cos e (€/MWh) y nudo asociado a cada uno.
Tabla 3–1 Da os de gene ación Red 14 nodos de la IEEE
Gene ado
1
2
3
4
5
Nudo
1
2
3
6
8
Cos e (€/MWh)
14
15
30
40
10
MW Max
332.4
140
100
100
100
MW Min
0
0
0
0
0
M a Max
10
50
40
24
24
M a Min
0
-40
0
-6
-6
En la abla 3-2 se puede e la demanda asociada a cada nudo y en la abla 3-3 podemos ap ecia los da os
co espondien es al sis ema de ansimión de la ed de 14 nodos de la IEEE, la conec i idad en e cada uno de
los nudos del sis ema, la esis encia (R), eac ancia induc i a (X), suscep ancia (b) y los lími es de po encia pa a
cada una de las amas. La opología del sis ema se puede isualiza en la igu a 3-4.
Tabla 3–2 Demanda asociada a cada nudo, ed de 14 nudos IEEE
Nudo
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
MW
21.7
94.2
47.8
7.6
11.2
29.5
9
3.5
6.1
13.5
14.9
37
37
Es udio compa a i o del uso de p ecios nodales de la ene gía eléc ica en e a un sis ema de p ecio homogéneo
Tabla 3–3 Da os Red de 14 nudos de la IEEE
Rama
R
X
B
Lími e
(MW)
1 . 2
0.01938
0.05917
0.0528
120
1 . 5
0.05403
0.22304
0.0492
65
2 . 3
0.04699
0.19797
0.0438
36
2 . 4
0.05811
0.17632
0.034
65
2 . 5
0.05695
0.17388
0.0346
50
3 . 4
0.06701
0.17103
0.0128
65
4 . 5
0.01335
0.04211
0
45
4 . 7
0
0.20912
0
55
4 . 9
0
0.55618
0
32
5 . 6
0
0.25202
0
45
6 . 11
0.09498
0.1989
0
18
6 . 12
0.12291
0.25581
0
32
6 . 13
0.06615
0.13027
0
32
7 . 8
0
0.17615
0
32
7 . 9
0
0.11001
0
32
9 . 10
0.03181
0.0845
0
32
9 . 14
0.12711
0.27038
0
32
10 . 11
0.08205
0.19207
0
12
12 . 13
0.22092
0.19988
0
12
13 . 14
0.17093
0.34802
0
12
Figu a 3–4 Topología Red de 14 nudos de la IEEE
Casos de Es udio
38
38
Si se ealiza un despacho económico con los da os mos ados an e io men e, sin oma en cuen a las es icciones
impues as po el sis ema de ansmisión, que es igual que hace un despacho po o den de mé i o, el cos e
ma ginal del sis ema lo ija ían las unidades gene ado as más económicas, y se ía de 14 €/MWh, pues el
gene ado cinco despacha ía oda su po encia (100 MW) po se más económico (10 €/MWh) y el gene ado 1
despacha ía el es o de la po encia necesa ia pa a abas ece el sis ema (159 MW) y es quien ija el cos e ma ginal
del sis ema, de mane a que el cos e de explo ación del pa que de gene ación se ía de 3,626 €. Sin emba go,
aunque es una p ác ica que busca maximiza el bienes a social, el no oma en cuen a las
es icciones impues as po el sis ema de ansmisión hace que se p oduzcan impo an es
conges iones del sis ema, al como puede e se en le as ojas en en la abla 3-4, las amas 2-3, 7-
8, y 7-9, es án sa u adas, de mane a que hab ía la necesidad de hace un edespacho y esa es la
mayo des en aja de p ocede de es a mane a.
Tabla 3–4 Flujos de po encia esul an es de un despacho económico sin la ed
Rama
Flujo Po encia
(MW)
1 . 2
115.63
1 . 5
43.37
2 . 3
54.65
2 . 4
23
2 . 5
16.28
3 . 4
39.55
4 . 5
29.11
4 . 7
35.14
4 . 9
0.1
5 . 6
22.94
6 . 11
5.23
6 . 12
5.85
6 . 13
11.11
7 . 8
100
7 . 9
64.86
9 . 10
17.73
9 . 14
17.54
10 . 11
8.73
12 . 13
0.25
13 . 14
2.64
Si en luga de ejecu a un despacho económico sin oma en cuen a la ed, se ealiza un DCOPF sin pé didas,
sólo se ob end ía un p ecio único pa a el me cado si no se p oduce la sa u ación de ninguna línea de ansmisión,
pe o dado que pa a el escena io de demanda mos ado en la abla 3-2 se p oducen algunas sa u aciones, el p ecio
deja de se homogéneo pa a odo el sis ema y se ob end ían los esul ados que se mues an en la abla 3-5, donde
se puede e que en casi odos los nudos el p ecio al que se paga la ene gía es di e en e, y oscila en e 30.656 y
10 €/MWh, y es que como puede obse a se en la abla 3-6 algunas líneas llegan a su lími e
máximo de po encia sin sob epasa lo (le as ojas), además de que pa a cub i la demanda y e i a
sa u aciones ue nececa io despacha ene gía con gene ado es de mayo cos e como puede e se
en la abla 3-7, que si compa amos con el caso an e io donde el gene ado 5 que es el más
económico sólo despachó una pequeña acción de su po encia, y se ie on en la necesidad de
en a los gene ado es 2 y 3, que son más ca os, el cos e de explo ación del sis ema es 4,570.94 €.
39
39
Es udio compa a i o del uso de p ecios nodales de la ene gía eléc ica en e a un sis ema de p ecio homogéneo
Tabla 3–5 P ecios nodales, ed 14 nodos IEEE con DCOPF sin pé didas
Nudo
LMP
1
14
2
15
3
30
4
19.152
5
18.458
6
23.955
7
10
8
10
9
30.656
10
29.465
11
26.759
12
24.485
13
24.899
14
28.139
Tabla 3–6 Flujo de po encia esul an e po ama, con DCOPF sin pé didas
Rama
Flujo Po encia
(MW)
1 . 2
120
1 . 5
57.41
2 . 3
36
2 . 4
42.48
2 . 5
32.8
3 . 4
2.12
4 . 5
42.44
4 . 7
23.71
4 . 9
15.53
5 . 6
40.17
6 . 11
5.15
6 . 12
7.38
6 . 13
16.44
7 . 8
8.29
7 . 9
32
9 . 10
7.35
9 . 14
10.68
10 . 11
1.65
12 . 13
1.28
13 . 14
4.22
Casos de Es udio
46
46
Hay que des aca que el p ecio nodal medio pa a el escena io 2, es meno que el p ecio medio del escena io 1,
cuyas demandas o ales pa a cada caso son 1914 MW y 1861 MW espec i amen e, que, aunque en el segundo
escena io hay una mayo demanda, no es á concen ada en los mismos pun os que el escena io p ime o, de
mane a que se p oducen menos sa u aciones en el sis ema.
Si analizamos la ca gabilidad de las edes de ansmisión pa a el escena io 2, e igu a 3-11, podemos no a que
al ededo del 80% de las líneas de ansmisión del sis ema es án en án abajando en e 0% y 19% de su
capacidad máxima, e idencia de que pa a dicho escena io el sis ema es á mucho menos sa u ado, sin emba go
es líneas de ansmisión esul a on sob eca gadas y die on o igen a mul iples p ecios nodales al ededo de odo
el sis ema eléc ico, si uación que e idencia la debilidad y mala dis ibución opológica de los ecu sos de
ansmisión. Hay que hace én asis en que las es líneas que queda on sa u adas ambién queda on sa u adas
pa a el escena io p ime o, y la o a línea que quedó sa u ada en el p ime escena io es a ía abajando a un 98%,
lo que e leja la debilidad del sis ema en es as líneas.
Figu a 3–12 Po encias gene adas: Escena io 1 s Escena io 2
Si compa amos los escena ios de gene ación esul an es, e igu a 3-12, pod emos no a que, aunque pa a el
escena io 2 la demanda e a mayo los despachos quedan muy pa ecidos a los del escena io 1, a di e encia de
que muchos gene ado es de los más económicos si pudie on en ega más po encia, g acias a que menos líneas
de ansmisión queda on conges ionadas, azón po la cual los p ecios nodales en gene al ue on meno es a los
p ecios del escena io 1. Los escena ios de gene ación esul an es, y los p ecios nodales asociados pa a ambos
casos, son una mues a de qué an es ocás ico puede llega a se el sis ema eléc ico dominicano de
implemen a se los p ecios nodales, pues las he amien as de p edicción de los p ecios se ían más complejas, ya
que según el es udio son ele adamen e olá iles.
0
20
40
60
80
100
120
0
50
100
150
200
250
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67
P ecio de O e a (€/MWh)
Po encia (MW)
Unidades gene ado as
Po encia Gene ada (MW) Escena io 1 Po encia Gene ada (MW) Escena io 2
P ecio de O e a (€/MWh)

47
47
Es udio compa a i o del uso de p ecios nodales de la ene gía eléc ica en e a un sis ema de p ecio homogéneo
4 CONCLUSIONES
• El modelo de casación ac ual del me cado eléc ico dominicano, pa a el me cado spo , no modela de
mane a explici a el sis ema de ansmisión, de mane a que sólo son omadas en cuen a las pé didas
elec icas ( ac o es de pe didas nodales), po lo que an e cie as si uaciones son necesa ios los
edespachos, ya que como pudo e se en es e abajo, pa a cie os escena ios de demnda se p oducen
sa u aciones impo an es del sis ema eléc ico.
• Quedó demos ado que aplicando el mé odo ACOPF y DCOPF sin pé didas, se pueden ob ene
esul ados equipa ables sob e una ed de 14 nudos. Po lo que se puede aplica el DCOPF sin pé didas
a sis emas eléc icos eales con el in de inclui las es icciones ope a i as de las edes de ansmisión
pa a ines de es udios de la ed, con la ga an ía de que se end án al as azas de con e gencia.
• Los esul ados ob enidos aplicando un DCOPF sin conside a pe didas eléc icas sob e el sis ema
eléc ico dominicano demues a que el bene icio aunme a ía pa a los consumido es, po lo menos en
los casos que ue on es udiados, pues en la mayo ía de los pun os de consumo se paga ía menos que
con el mé odo de casación ac ual, inclusi e pa a cie os escena ios de demanda se paga ía a los clien es
po consumi ene gía. Sin emba go, en algunos pun os de consumo se paga ía la ene gía a un p ecio
mayo que el p ecio del gene ado más ca o o e ado en una ho a dada.
• Pa a los escena ios de demanda que ue on es udiados se e idenció que el sis ema de ansmiciòn se
sa u aba en los mismos pun os, de mane a que se pod ían emplea los DCOPF sin pé didas pa a
idendi ica pa es del sis ema de ansmisión con debilidades, que debe ían se some idas a es udio e
inclui en los planes de expansión de las edes elec c icas de ansmisión de la República Dominicana.
• Los p ecios nodales esul an muy complejos pa a se adap ados al sis ema eléc ico dominicano, ya que
en p incipio esul an muy olá iles an e escena ios de demanda cambian es, y po las es icciones que
in oduce, ha ía de la ope ación del sis ema una a ea ex emadamen e di ícil, pues el pa que de
gene ación disponible es muy lími ado y el sis ema equie e de una mejo ía en su opología, pa a e i a
las sa u aciones de las edes de anspo e.
Re e encias
48
48
REFERENCIAS
[1]
R. Hase y N. Shinomiya, «Maximiza ion o social wel a e in de egula ed elec ici y ma ke s wi h
in e media ies,» IEEE, Tokyo, 2015.
[2]
M. A. López San Pablo, «La p i a ización y el ma co egula o io: una e aluación de la libe alización del
sec o eléc ico en la República Dominicana,» Bilbao, 2016.
[3]
O ganización La inoame icana de Ene gía (OLADE), «Aspec os Regula o ios y Ta i a ios – Caso
República Dominicana,» Qui o, 2013.
[4]
Comisión Nacional de Ene gía, «Sob e Noso os: Comisión Nacional de Ene gía,» [En línea]. A ailable:
h ps://www.cne.gob.do/sob e-noso os/quienes-somos/. [Úl imo acceso: 2 Julio 2017].
[5]
Supe in endencia de Elec icidad, «Quienes somos: Supe in endencia de Elec icidad,» [En línea].
A ailable: h p://www.sie.gob.do/noso os/quienes-somos. [Úl imo acceso: 2 7 2017].
[6]
O ganismo Coo dinado del Sis ema Eléc ico Nacional In e conec ado de la República Dominicana,
«Quienes somos: O ganismo Coo dinado del Sis ema Eléc ico Nacional In e conec ado de la República
Dominicana,» [En línea]. A ailable: h p://www.oc.o g.do. [Úl imo acceso: 2 Julio 2017].
[7]
O ganismo Coo dinado del Sis ema Eléc ico Nacional In e conec ado de la República Dominicana, Inc.,
«Memo ia 2015,» San o Domingo, 2015.
[8]
Supe in endencia de Elec icidad, Ley Gene al de Elec icidad No. 125-01 y su Reglamen o de Aplicación,
San o Domingo, 2012.
[9]
R. Palma, Semina io de Sis emas Eléc icos de Po encia - Modelos de Despacho, Chile, 2007.
[10]
F. Se nández Ma ínez, Modelo de subas a del me cado eléc ico con inclusión de es icciones de ed,
Se illa, 2013.
[11]
R. Bo, «Conges ion and P ice P edic ion in Loca ional Ma ginal P icing Ma ke s Conside ing Load
Va ia ion and Unce ain y,» Uni e si y o Tennessee - Knox ille, 2009.
[12]
A. So oudi, «GAMS code o DC OPF,» Resea ch Ga e, 28 Feb e o 2017. [En línea]. A ailable:
h ps://www. esea chga e.ne /publica ion/311068411_GAMS_code_ o _DC_OPF. [Úl imo acceso: 07
Julio 2017].
[13]
Cali o nia ISO, «Cali o nia Independen Sys em Ope a o ,» 6 12 2005. [En línea]. A ailable:
h p://www.caiso.com/docs/2004/02/13/200402131607358643.pd . [Úl imo acceso: 2017 10 22].
49
49
Es udio compa a i o del uso de p ecios nodales de la ene gía eléc ica en e a un sis ema de p ecio homogéneo
Anexos
1
Resumen — Los modelos de me cados de ene gía
eléc ica no suelen se simila es en e un país y o o, las
eglas que igen la comp a y en a de ene gía eléc ica
pueden a ia desde modelos de monopolios e icalmen e
in eg ados has a modelos en compe encia pe ec a. Sin
impo a de qué ipo de me cado es emos hablando, hoy
en día, los obje i os gi an en o no a maximiza el
bene icio social. Es po es a azón que se han
implemen ado al ededo del mundo écnicas inno ado as
pa a calcula el p ecio de la ene gía eléc ica, que an
desde el uso de p ecios nodales de la ene gía, has a
sis emas de p ecio homogéneo. En es e abajo se hace un
es udio compa a i o de como esul a ía la casación del
me cado eléc ico dominicano de implemen a se el sis ema
de p ecios nodales.
Palab as Cla e — P ecio nodal, p ecio homogéneo,
Sis ema Eléc ico, lujo óp imo de ca ga.
I. INTRODUCCIÓN
Du an e décadas, en muchos países los me cados de
ene gía eléc ica con es uc u a egulada han cambiado a
me cados con es uc u a compe i i a. En p incipio, pa a
ga an iza el abas ecimien o segu o de ene gía eléc ica
se desa olla on los me cados de elec icidad egulados
con es uc u a cen alizada. Sin emba go, algunas
cues iones sob e los p ecios de la elec icidad han
su gido debido a la es uc u a cen alizada. En p ime
luga , los consumido es no pueden da se cuen a de si los
p ecios ac uales de la elec icidad son ap opiados o no.
En segundo luga , los p o eedo es de elec icidad en los
me cados cen alizados no pa ecen educi los p ecios de
la elec icidad. Po lo an o, es as cues iones han
impulsado la des egulación de los me cados de la
elec icidad [1].
Bajo es e esquema, la des egulación iene po obje o
omen a la compe encia en los me cados de ene gía
eléc ica pa a educi los p ecios y maximiza el
bienes a social. De mane a que el sis ema de p ecios es
c ucial pa a la ees uc u ación de la indus ia eléc ica y
depende án de las eglas del me cado que se a e. En
es e sen ido ha su gido el concep o de p ecios nodales de
la ene gía, implemen ado con éxi o en uno de los
me cados compe i i os más g ande del mundo, la
in e coneción Pensyl ania, New Je sey, Ma yland
(PJM), con más de 830 emp esas miemb o y que si e a
más de 60 millones de usua ios. PJM inco po a la ed de
anspo e al algo i mo de casación y hace que el
esul ado espe e odas las es icciones.
Po su pa e, el sec o eléc ico dominicano uncionó
desde el 1955 has a 1999 en una es uc u a e icalmen e
in eg ada, bajo el con ol y adminis ación exclusi a de
la es a al Co po ación Dominicana de Elec icidad
(CDE). En 1996 se inicia una e o ma sin p eceden e del
sec o eléc ico dominicano que consis ió en la
desin eg ación y sepa ación de las ac i idades de la
indus ia, en gene ación, ansmisión y dis ibución,
según el modelo chileno ejecu ado exi osamen e en la
década de los 80. La inco po ación de la in e sión
p i ada se limi ó a las á eas de gene ación é mica y de
dis ibución, a a és del esquema de capi alización
ejecu ado en Boli ia en 1995, median e la asociación
Es ado – sec o p i ado pa a cons i ui nue as emp esas
con pa icipación acciona ia iguali a ia (50% cada uno),
y que la inyección del capi al del socio p i ado ue a
di ec amen e como capi al de abajo pa a cub i las
ope aciones y expansión de las emp esas c eadas [2].
A di e encia del sis ema PJM, el modelo de despacho
y ijación de p ecios del me cado eléc ico dominicano
es denominando como uninodal, y se ca ac e iza po
calcula un cos e ma ginal único pa a odo el sis ema
eléc ico (p ecio homogéneo), no di e enciando cos es
ma ginales po nodo (p ecios nodales). En el caso
dominicano no se ealiza una modelación explíci a de los
sis emas de ansmisión, es deci , solo se conside a el
e ec o de las pe didas óhmicas, sin conside a los lujos
Es udio compa a i o del uso de p ecios nodales
de la ene gía eléc ica en e a un sis ema de
p ecio homogéneo
Julio Césa Lo enzo Ga cía
2
máximos de po encia que pueden anspo a las edes
eléc icas. No obs an e, con es e modelo es posible
di e encia el e ec o que cada gene ado iene en las
pé didas óhmicas del sis ema, según sea su ubicación
ela i a espec o de los cen os de ca ga, pudiendo
gene a consecuencias económicas impo an es en la
explo ación del sis ema eléc ico.
II. MERCADO ELÉCTRICO DOMINICANO
En el me cado eléc ico dominicano se iden i ican el
Me cado Eléc ico Mino is a y el Me cado Eléc ico
Mayo is a (MEM). En el p ime o, de inido como
monopolio na u al, ue di idido en zonas geog á icas
con usua ios some idos a egulación de p ecios y
emune ación en base a una a i a que econoce el alo
ag egado de dis ibución, obliga o iedad de da el
suminis o a los usua ios que lo solici en, así como
man ene con a os pa a ga an iza el suminis o de la
elec icidad a sus usua ios. En cambio, el MEM, que es
donde se ealiza á el es udio, se in oduce compe encia
en gene ación median e un sis ema ma ginalis a e
in e ac úan las emp esas eléc icas de gene ación,
ansmisión y dis ibución, así como los usua ios no
egulados (UNRs), median e comp a, en a y anspo e
de elec icidad. Las ansacciones en el MEM se ealizan
a a és del Me cado de Con a os y el Me cado Spo .
Pa a los ines de es e a ículo analizamos el me cado
Spo , me cado donde se ealizan las ansacciones de
comp a y en a de elec icidad de co o plazo, es as
ansacciones esul an de la di e encia en e la ene gía
o al despachada de acue do con el despacho económico
y la ene gía demandada de acue do con los con a os.
Las ansacciones de po encia y ene gía ealizadas en
el me cado spo se alo an sob e la base del cos e
ma ginal de co o plazo del sis ema eléc ico. El cos e
ma ginal de co o plazo de la ene gía es el cos e
ma ginal que esul a de la ope ación óp ima del sis ema
de gene ación y ansmisión. El cos e ma ginal de la
po encia es el cos e ma ginal de desa ollo de po encia
de pun a en el sis ema [3]. El p ecio de la ene gía en
cada ho a es el cos e ma ginal del sis ema, igual al cos e
a iable de la úl ima unidad despachada.
El cos e ma ginal de co o plazo de ene gía ac i a en
la ba a de e e encia pa a cada ho a, co esponde á al
mayo cos e a iable de P oducción, e e ido a la ba a
de e e encia (cos e a iable / ac o de nodo), de las
máquinas e moeléc icas despachadas en la ho a que
es én inculadas a la Ba a De Re e encia del sis ema y
que cuen en con Po encia Disponible pa a abas ece una
unidad adicional de ene gía ac i a en la ho a [8].
El ac o de nodo a aplica pa a e e i el cos e
a iable de p oducción de una máquina ubicada en una
ba a inculado a la ba a de e e encia debe á se
calculado con la siguien e exp esión:
Donde: es la de i ada de las pé didas de
anspo e an e una a iación de la demanda i P,
asumiendo como Ba a lib e la Ba a De Re e encia del
SENI.
III. PRECIOS NODALES
Cuando no hay cuello de bo ella de ansmisión ni
pé didas p esen es du an e el anspo e de la
elec icidad, el p oduc o de ene gía más ba a o se á
seleccionado pa a a ende las ca gas en odos los luga es
y, po lo an o, el p ecio de la elec icidad se á el mismo
a a és de la ed. Es e p ecio se llama a menudo el
p ecio de compensación del me cado o p ecio
homogéneo En es e escena io, la ed que conec a odos
los gene ado es y ca gas es simila a un solo bus que
iene capacidad de anspo e in ini a e induce ninguna
pé dida. Cuando la conges ión se p oduce de mane a que
una o más líneas de ansmisión alcancen su lími e
é mico y no puedan lle a ene gía adicional, se
p og ama á una unidad de gene ación más cos osa pa a
se i la ca ga ya que los gene ado es más ba a os no
pod ían alcanza la ubicación de ca ga debido a la
conges ión. En consecuencia, el p ecio de la elec icidad
en es e luga aumen a á ya que es se ido po los
p oduc o es de ene gía más ca os. Además de la
conges ión de la ansmisión, las pé didas de ansmisión
de ene gía ambién con ibuyen a los p ecios a iables
en los di e en es luga es. Po ejemplo, una ca ga,
conec ada a la ed eléc ica a a és de una línea de
ansmisión esis i a más al a, es a á suje a a un p ecio
más al o ya que se pie de más elec icidad du an e el
anspo e, en oposición al caso de una línea de
esis encia in e io . Como esul ado, el p ecio de la
elec icidad a ía con las ubicaciones. Es as
ca ac e ís icas conducen al concep o de p ecio nodal
(LMP, po sus siglas en inglés, Local Ma ginal P ice).
LMP ue p esen ado po p ime a ez po F.C.
Schweppe en 1998. Po de inición, el LMP en un bus
dado es el cos e inc emen al de se i un cambio de

3
ca ga in ini esimal en ese bus, espe ando odas las
es icciones ísicas. La me odología de ijación de
p ecios nodales ha sido el en oque dominan e u ilizado
en los me cados de ene gía es adounidenses pa a
calcula el p ecio de la elec icidad y adminis a la
conges ión de la ansmisión. En la ac ualidad, LMP se
ha implemen ado o se es á implemen ando en una se ie
de ISO como la PJM, Nue a Yo k ISO, ISO-Nue a
Ingla e a, ISO de Cali o nia y Midwes ISO.
En eo ía, el LMP es el subp oduc o del p oblema del
despacho económico. Especí icamen e, el LMP pa a un
bus dado es el p ecio somb a de la ecuación de equilib io
de po encia asociada con ese bus. Además, el LMP se
puede descompone en es pa es: el p ecio ma ginal de
la ene gía, el p ecio ma ginal de la pé dida y el p ecio
ma ginal de la conges ión. Es as es pa es ep esen an
el cos e ma ginal asociado con la ene gía, la pé dida y la
conges ión, espec i amen e. La azón po la que el LMP
se di ide en es componen es es que el componen e de
conges ión ma ginal se u iliza pa a calcula la en a de
conges ión y el alo de la FTR.
En la p ác ica, el me cado de día a día gene a el LMP,
llamado "LMP ex-an e", po que el LMP se calcula an es
de que ocu a el e en o. En el me cado en iempo eal,
además del cálculo del LMP "ex-an e", se ealiza á un
cálculo "pos -LMP", po ejemplo, cada 5 minu os, pa a
e leja lo que ealmen e ha ocu ido en el me cado. El
cálculo espe a las condiciones eales del sis ema y las
espues as del gene ado , de acue do con los esul ados
de la Es imación del Es ado. Es os p ecios se llaman
"pos -LMP" los p ecios. Teó icamen e, el pos -LMP
se ía el mismo que el ex-an e LMP, si las cosas an
exac amen e como se espe aba o se p onos icó. En la
p ác ica, el LMP pos e io debe ía es a p óximo al LMP
ex-an e, en la mayo ía de los casos. Además, en un
me cado ene gé ico bien diseñado y ope ado, se espe a
que los LMP ex-an e y ex-pos con e jan con el iempo.
En es e abajo, nos cen amos en el LMP ex-an e como
el con ex o de la in es igación es á p onos icando.
El p ecio de la elec icidad en un me cado de ene gía
al po mayo cambia cons an emen e po una se ie de
azones, ales como cambios de ca ga, cambios de
o e as de gene ación y de demanda, cambio de sis ema
de ansmisión en caso de in e upción y man enimien o
y cambio de disponibilidad de gene ado es debido a
in e upción. En e es os ac o es, la ca ga es á
cambiando con más ecuencia.
A. Modelos de despacho básicos pa a el cálculo de
p ecios nodales
1) Modelo DCOPF sin pé didas
El modelo DCOPF gené ico, sin ene en cuen a las
pé didas, puede se ácilmen e modelado como la
minimización del cos e o al de p oducción suje o al
equilib io ene gé ico ya las es icciones de ansmisión.
Se supone que las magni udes de ol aje son unidad y se
igno a la po encia eac i a. Es e modelo puede esc ibi se
como una o mulación lineal (LP).
dónde
N = núme o de buses;
M = núme o de líneas;
Ci = cos e de gene ación en Bus i ($ / MWh);
Gi = en ío de gene ación en Bus i (MWh);
Min y Max Gi= la p oducción máxima y mínima de
gene ación en Bus i;
Di = demanda en Bus i (MWh);
GSFk-i = ac o de cambio de gene ación a la línea k
desde el bus i;
Limi k = lími e de ansmisión de la línea k.
2) Modelo ACOPF
Es e no es un modelo ípico pa a p opósi os de
simulación de p ecios de me cado debido a su elocidad
compu acional ela i amen e len a y p oblema de
con e gencia en un sis ema bas an e g ande. Po el
con a io, se u iliza con mayo ecuencia pa a
compa ación e ilus ación.
En gene al, el modelo ACOPF se puede p esen a
minimizando el cos e o al de gene ación, suje o a
balances de po encia ac i a en los nudos, balances de
po encia eac i a en los nudos, lími es de ansmisión,
lími es de gene ación y lími es de ensión en los nudos.
El LMP en cada nudo de la o mulación ACOPF es el
mul iplicado de Lag ange de las es icciones de
igualdad del balance de po encia ac i a en cada nudo.
En gene al el modelo ACOPF puede se o mulado
como:
4
Donde,
= cos o del gene ado Gi
, = Po encias ac i as y eac i as gene adas po el
gene ado Gi
, = Lími es máximos y mínimos de po encia
ac i a de
, = Lími es máximos y mínimos de po encia
eac i a de
, = Po encias ac i as y eac i as demandadas po
las ca gas
, =Flujos po la línea, y máximo lujo pe mi ido
, = Minímo y máximo ni el de ensión
pe mi ido en en nodo i
3) Algunas obse aciones sob e los p ecios nodales
• El p ecio nodal en un bus no es necesa iamen e el
p ecio de o e a de un gene ado : el p ecio nodal es
el cos o de cumpli con el siguien e inc emen o de
ca ga en una ubicación pa icula a a és del en ío
de odo el sis ema a un cos o mínimo, no solo la
gene ación en esa ubicación.
• En la mayo ía de las si uaciones, pe o no en odas,
el p ecio nodal en la mayo ía de los luga es es a á
de e minado po las o e as de los gene ado es en
o as ubicaciones del sis ema de ansmisión.
• La o e a de un gene ado gene almen e
es ablece á el p ecio nodal en su ubicación cuando
el segmen o de capacidad del gene ado se
despache solo pa cialmen e (a menos que es é en
su mínimo, o se man enga p esionado pa a
p opo ciona egulación, ese as de hilado o
sopo e de ol aje): eso es una unidad ma ginal.
• Si un segmen o de capacidad del gene ado se
despacha comple amen e, el p ecio nodal que se
paga á se á de e minado po las o e as de o os
gene ado es y se á mayo o igual a la o e a de
ene gía del gene ado pa a ese segmen o de
capacidad.
• El componen e de conges ión de los p ecios
nodales puede di e i en e dos buses, incluso si el
lujo en la línea que conec a di ec amen e es os dos
buses no es inculan e.
• El componen e de conges ión de los p ecios
nodales puede a ia en odo el sis ema si solo hay
una es icción inculan e. Es o puede sucede en
un sis ema en bucle donde las u as pa alelas es án
p esen es.
• El p ecio nodal en un bus puede se más g ande
que la o e a más g ande sob e odos los ecu sos
en el sis ema.
• El p ecio nodal en un bus puede se nega i o: el
aumen o de la ca ga en ese bus puede disminui los
lujos y disminui el cos o o al del sis ema.
IV. CASOS DE ESTUDIO
El sis ema eléc ico implemen ado pa a hace las
simulaciones de me cado en es e abajo es el Sis ema
Eléc ico Nacional In e conec ado de la República
Dominicana (SENI), cuyos da os pa a hace los es udios
ue on suminis ados po el O ganismo Coo dinado del
Sis ema Eléc ico In e conec ado de la República
Dominicana (OC-SENI).
La ed de eléc ica de la República Dominicana ope a
a una ecuencia de 60 Hz y cons a de:
• Más de 94 subes aciones, las cuales abajan a
di e en es ni eles de ensión (345, 230 y 138 kV
pa a anspo e, 69 kV pa a sub anspo e y ni eles
in e io es pa a gene ación y dis ibución).
• 532 nudos, de los cuales 89 co esponden a nudos
asociados a unidades gene ación, 260 a nudos de
consumo (nudos de demanda), y el es o a nudos
de ánsi o.
• 587 líneas de ansmisión.
• 89 unidades de gene ación, que pe enecen a 16
emp esas, con una capacidad ins alada de 3552.8
MW.
Pa a el es udio se ha conside ado el 19 de sep iemb e
del 2016 ( igu a 4-1), día en que se p odujo la demanda
máxima del año en cues ión, de mane a que se analiza á
especí icamen e el escena io de demanda que se p odujo
a las 2:00 a.m. en el que se p oduje on impo an es
5
conges iones en el sis ema de ansmisión. La demanda
pa a esa ho a del día ue de 1,861.05 MW, y, po o o
lado, en la igu a 3-1 puede e se el pa que de
gene ación disponible pa a esa ho a del día, po encias
máximas y mínimas, así como el p ecio al que ue
o e ada la ene gía pa a esa ho a, puede e se que más
de 600 MW ue on o e ados a p ecio ce o, pa a ese día.
Figu a 4–1 Cu as de demanda del 19 de sep iemb e del
2016 (MW)
1) Modelo de casación ac ual de la República
Dominicana
El sis ema eléc ico dominicano ope a bajo un modelo
de despacho económico uninodal, homogéneo, con
penalización po los ac o es de pe didas nodales, de
o ma qué el alo de la ene gía en cada nodo iene
de inido po el p oduc o del cos e ma ginal del sis ema y
su espec i o ac o de nodo. Así que pa a el escena io
de demanda plan eado se ob u ie on los esul ados ( e
igu a 4-2).
Figu a 4–2 Simulación de cos e ma ginal y ac o es de
nodo SENI, 19 sep iemb e 2016, 2 a.m.
De los esul ados mos ados en la igu a 4-2 podemos
saca la siguien e in o mación de in e és: el cos e
ma ginal del sis ema pa a el pe iodo e aluado es de
48.44 €/MWh, sin emba go, los p ecios nodales oscilan
en e 53.88 y 41.66 €/MWh, pe o hay que des aca que
odos los da os es án en o no a la media de 49.35
€/MWh, sal o algunas des iaciones impo an es debidas
a los ac o es de nodo asociados. El cos e de explo ación
del pa que de gene ación pa a el pe iodo bajo es udio es
de 91,750.61 €.
B. Casación del me cado eléc ico dominicano con
DCOPF sin pé didas
Pa a hace el es udio de p ecios nodales sob e el
sis ema eléc ico dominicano se eligió el DCOPF sin
pé didas, pues o que dadas las condiciones de es e
sis ema y los da os que ue on suminis ados se u ie on
p oblemas de con e gencia al aplica un ACOPF, de
mane a que sólo se ob end án di e encias en los p ecios
cuando exis an líneas sob eca gadas.
Pa iendo de los da os suminis ados po el OC-SENI
pa a el escena io de demanda que se p odujo a las 2:00
a.m. del día 19 de sep iemb e del 2016, se aplicó un
DCOPF sin pé didas, de mane a que se sa u a on
algunas líneas y se p oduje on 202 di e em es p ecios
nodales en la ed bajo es udio que cons a de 532 nudos.
Es os esul ados del DCOPF sin pé didas se pueden
ap ecia en la igu a 4-3, donde se e cla amen e que
casi el 80% de los p ecios ondan po los 26 €, po
debajo del medio p ecio esul an e del modelo ac ual que
son unos 49 €, des acando que a ios nodos ienen
p ecio ce o y que o os alcanzan alo es que ondan po
los 70, 80 e incluso los 90 €.
Figu a 4–3 Casación con DCOPF sin pé didas Vs Modelo
de casación ac ual de República Dominicana
El cos e de explo ación del pa que de gene ación pa a
es e escena io con DCOPF sin pé didas se ía de
43,819.244 €, en luga de los 91,750.61 € que se
ob u ie on con el sis ema de casación adicional de
República Dominicana, y no obs an e a eso los
6
consumido es paga ían unos 48,787.52 €, de mane a que
pa a el caso bajo es udio se p oduce una en a de
sa u ación de unos 4,968.27 €.
Po o o lado, si analizamos la ca gabilidad de las
edes de ansmisión pa a el escena io bajo es udio, e
igu a 4-4, podemos no a que al ededo del 80% de las
líneas de ansmisión del sis ema es án abajando en e
0% y 29% de su capacidad máxima, con ando 37 líneas
que queda on deshabili adas, sin emba go cua o líneas
de ansmisión que esul a on sob eca gadas die on
o igen a múl iples p ecios nodales al ededo de odo el
sis ema eléc ico, si uación que e idencia la debilidad y
mala dis ibución opológica de los ecu sos de
ansmisión.
Figu a 4-4 Ca gabilidad del sis ema de ansmisión
Además, los esul ados mos ados an e io men e son
una mues a de que an olá iles pueden se los p ecios
nodales en un sis ema eléc ico como el dominicano, ya
que, de no exis i sa u ación en el sis ema de
ansmisión, el p ecio del me cado se ía único, lo que
quie e deci que an e una demanda cambian e los p ecios
y la disponibilidad de los gene ado es pudie an a ia
mucho en e una ho a y o a, lo que ha ía una a ea
mucho más compleja la coo dinación de la gene ación
en e ho a y ho a.
Figu a 4–5 Escena io de Gene ación esul an e
Hay que des aca que pa a el escena io de demanda
bajo es udio, aplicando un DCOPF sin pé didas,
pa icipa ían en el despacho de ene gía 64 unidades de
gene ación, en luga de unas 48 que debie on pa icipa ,
es o po las sa u aciones que se p oduje on en algunas
líneas de ansmisión, de mane a que 16 máquinas de las
más económicas se despacha on pa cialmen e y no a su
po encia máxima, dejando de se i unos 481.6 MW, en
su luga 17 unidades más ca as, que es aban supues as a
no pa icipa en el me cado en ega ían unos 496.6 MW,
pa a supli oda la demanda que se p esen ó en la ho a
( e igu a 4-5).
V. CONCLUSIONES
El modelo de casación ac ual del me cado eléc ico
dominicano, pa a el me cado spo , no modela de mane a
explíci a el sis ema de ansmisión, de mane a que sólo
son omadas en cuen a las pe didas eléc icas ( ac o es
de pe didas nodales), po lo que an e cie as si uaciones
son necesa ios los e-despachos, ya que como pudo
e se en es e abajo, pa a cie os escena ios de demanda
se p oducen sa u aciones impo an es del sis ema
eléc ico.
Los esul ados ob enidos aplicando un DCOPF sin
conside a pe didas eléc icas sob e el sis ema eléc ico
dominicano demues a que el bene icio aumen a ía pa a
los consumido es, po lo menos en los casos que ue on
es udiados, pues en la mayo ía de los pun os de consumo
se paga ía menos que con el mé odo de casación ac ual,
inclusi e pa a cie os escena ios de demanda se paga ía
a los clien es po consumi ene gía. Sin emba go, en
algunos pun os de consumo se paga ía la ene gía a un
p ecio mayo que el p ecio del gene ado más ca o
o e ado en una ho a dada.
Pa a los escena ios de demanda que ue on es udiados
se e idenció que el sis ema de ansmisión se sa u aba en
los mismos pun os, de mane a que se pod ían emplea
los DCOPF sin pé didas pa a iden i ica pa es del
sis ema de ansmisión con debilidades, que debe ían se
some idas a es udio e inclui en los planes de expansión
de las edes eléc icas de ansmisión de la República
Dominicana.
Los p ecios nodales esul an muy complejos pa a se
adap ados al sis ema eléc ico dominicano, ya que en
p incipio esul an muy olá iles an e escena ios de
demanda cambian es, y po las es icciones que
in oduce, ha ía de la ope ación del sis ema una a ea
ex emadamen e di ícil, pues el pa que de gene ación
disponible es muy limi ado y el sis ema equie e de una
mejo ía en su opología, pa a e i a las sa u aciones del
sis ema.