Optimal long-term generation-transmission planning in the context of multiple TSOs

Abstract

La transmisión del sistema de eléctrico está experimentando cambios rápidos por el advenimiento de los recursos de energías renovables, generación distribuida, la integración del mercado, etc. planificación de transmisión es, hoy en día, sobre la construcción de más interconexiones entre regiones adyacentes o conectar offshore parques eólicos a la red o aumentar la red para apoyar la nueva ruta de los flujos de energía y sigue siendo casi en su totalidad la responsabilidad del operador del sistema de transmisión regulada (TSO). Por otra parte, una planificación de la transmisión bien desarrollado incluye anticipar las decisiones de inversión de generación realizadas por las empresas de generación que maximizan las ganancias (Gencos). Asegurar el desarrollo sostenible del sistema de energía requiere una coordinación entre la inversión en transmisión por TSO con inversiones en generación por Gencos. Por otra parte, también es necesaria la coordinación entre los TSOs interconectada en la planificación de la red con para obtener de los beneficios económicos de un sistema de energía de múltiples área sólida y planificada de manera eficiente. Impulsado por la necesidad de una mayor coordinación de la planificación a largo plazo de los sistemas de energía interconectados, esta tesis tiene como objetivo desarrollar modelos para ser utilizados en el análisis de la transmisión y generación de planificación multi-TSO multi-Genco y sugerir mecanismos y métodos de coordinación para el mejor funcionamiento del sistema de energía. Esto incluye los modelos matemáticos para la planificación de la transmisión en el contexto de múltiples TSOs y la planificación de las inversiones de transmisión de generación en base a los conceptos de la teoría de juegos en matemáticas aplicadas y la evaluación de los mecanismos y enfoques.Power system transmission is undergoing rapid changes by the advent of renewable resources of energy, distributed generation, market integration, etc. Transmission planning is, nowadays, about building more inter-connections between adjacent regions or connecting off-shore wind farms to the grid or augmenting the network to support new path flows of energy and is still almost entirely the responsibility of regulated transmission system operator (TSO). Moreover, a welldeveloped transmission planning includes anticipating the generation investment decisions made by profit-maximizing generation companies (Gencos). Ensuring sustainable development of the power system necessitates coordination between TSO transmission investment with Gencos generation investments. Moreover, coordination between inter-connected TSOs in planning the network is also required in order to hunter the economic benefits of a robust and efficiently planned multi-area power system. Driven by the need for more coordination of the long-term planning of the inter-connected power systems, this thesis aims to develop models to be used in analysis of the multi-TSO multi-Genco transmission and generation planning and suggest mechanisms and coordination approaches for the better functioning of the power system. This includes mathematical models for transmission planning in the context of multiple TSOs and generation-transmission investment planning based on the game theory concepts in applied mathematics and evaluating mechanisms and approaches.