Pregunta: La demanda de electricidad varía mucho durante el día. Debido a que grandes cantidades de electricidad no se pueden almacenar económicamente, las compañías de energía eléctrica no pueden fabricar electricidad y mantenerla en inventario hasta que se necesite. En cambio, las compañías eléctricas deben equilibrar la producción de energía con la demanda de

La demanda de electricidad varía mucho durante el día. Debido a que grandes cantidades de electricidad no se pueden almacenar económicamente, las compañías de energía eléctrica no pueden fabricar electricidad y mantenerla en inventario hasta que se necesite. En cambio, las compañías eléctricas deben equilibrar la producción de energía con la demanda de energía en tiempo real. Una de las mayores incertidumbres a la hora de pronosticar la demanda de electricidad es el clima. La mayoría de las compañías eléctricas emplean meteorólogos que monitorean constantemente los patrones climáticos y actualizan los modelos informáticos que predicen la demanda de energía en un horizonte de planificación móvil de siete días. Esta ventana de demanda prevista de siete días se conoce como el perfil de carga de la empresa. Por lo general, se actualiza cada hora.

Cada compañía eléctrica tiene una demanda de carga base que es relativamente constante. Para satisfacer esta demanda de carga base, una compañía eléctrica utiliza sus activos de generación de energía más económicos y de bajo costo y los mantiene en funcionamiento de forma continua. Para satisfacer demandas adicionales de energía por encima de la carga base, una compañía eléctrica debe despachar (o encender) otros generadores. Estos otros generadores a veces se denominan "picos", ya que ayudan a la compañía eléctrica a satisfacer las demandas más altas o las cargas máximas. Cuesta diferentes cantidades de dinero poner en línea diferentes tipos de picos. Y debido a que los diferentes picos usan diferentes tipos de combustible (por ejemplo, carbón, gas, biomasa), sus costos operativos por megavatio (MW) generado también difieren. Por lo tanto, los despachadores de una compañía eléctrica tienen que decidir continuamente qué generador poner en línea o apagar para cumplir con su perfil de carga con el menor costo.

Old Dominion Power (ODP) Company proporciona energía eléctrica en Virginia y las Carolinas. Supongamos que el perfil de carga máxima de ODP (es decir, la carga estimada por encima de la carga base) en MW se estima actualmente de la siguiente manera:

Actualmente, ODP tiene tres generadores de pico fuera de línea que están disponibles para ayudar a cumplir con esta carga. Los generadores tienen las siguientes características de funcionamiento:

Para poner en marcha un generador fuera de línea, se debe pagar un costo inicial. Una vez que un generador está funcionando, puede continuar funcionando indefinidamente sin tener que pagar este costo inicial nuevamente. Sin embargo, si el generador se apaga en algún momento, el costo de instalación debe pagarse nuevamente para que vuelva a funcionar. Cada día que funciona un generador, hay un costo fijo y variable que debe pagarse. Por ejemplo, cualquier día que el generador New River esté en línea, incurre en un costo fijo de $200 más $5 por MW generado. Entonces, incluso si este generador no produce ningún MW, todavía cuesta $ 200 por día para mantenerlo en funcionamiento (para evitar un reinicio). Cuando están en funcionamiento, cada generador puede suministrar hasta los MW diarios máximos que figuran en la columna final de la tabla.

1) Formule un modelo de programación matemática para el problema de despacho de energía de ODP.

2) Implementa tu modelo en una hoja de cálculo y resuélvelo.

3) ¿Cuál es la solución óptima?

4) Suponga que ODP puede comprar energía a veces de un competidor. ¿Cuánto debería estar dispuesto a pagar ODP para adquirir 300 MW de potencia el día 1? Explica tu respuesta.

5) ¿Qué inquietudes, si las hubiera, tendría sobre la implementación de este plan?