I&D
Previsión y Análisis de Datos
Inteligencia de datos para predecir tendencias y orientar decisiones estratégicas.
Proyectos realizados
Utilizamos el aprendizaje automático y modelos estadísticos para extraer inteligencia de los datos, transformando grandes volúmenes de datos en conocimientos estratégicos y previsiones sólidas. Los siguientes proyectos son ejemplos prácticos de cómo aplicamos la ciencia de datos para respaldar decisiones estratégicas, anticipar escenarios y revelar nuevas oportunidades para nuestros clientes. Explore cada caso para conocer las soluciones desarrolladas.
Software para la Evaluación del Potencial Hidroeléctrico y la División de Caídas
Este proyecto tiene como objetivo desarrollar un software para la optimización del desarrollo del potencial hidroeléctrico (división de caídas) considerando tanto los aspectos técnico-económicos como las restricciones socioambientales.
La función objetivo del modelo maximiza los beneficios económicos del desarrollo energético de la cuenca hidrográfica considerando los costos de obras civiles, equipos electromecánicos y socioambientales de los proyectos candidatos. La formulación de este problema matemático y la búsqueda de métodos de solución es, sin duda, el aspecto más original de este proyecto. También existen otros aspectos originales, como: (i) El desarrollo de una arquitectura computacional para la ejecución distribuida (en la nube) durante la fase de construcción de los proyectos candidatos, que requiere un intenso procesamiento computacional para ejecutar funciones del Sistema de Información Georreferenciada (SIG); y (ii) La generación automática de presupuestos de los proyectos a través de costos unitarios (informados por el usuario) y cantidades de las diferentes estructuras de los proyectos candidatos (es decir, presas, vertederos, turbinas, etc.) que se dimensionan según el Manual de Inventario de Eletrobrás.
Propuestas de Metodologías para la Formación de Precios por Oferta en Brasil
El proyecto tiene como objetivo investigar alternativas metodológicas y proponer un mecanismo de despacho y formación de los precios a corto plazo a partir de ofertas realizadas por los agentes que concilie las características del Sistema Eléctrico Brasileño (SEB), como la garantía de coordinación hidrotérmica cuando diferentes empresas son propietarias de centrales hidroeléctricas en la misma cascada y el intercambio del riesgo hidrológico sistémico. El proyecto se compone de 3 fases: (i) Diseño conceptual, (ii) Diseño detallado con una propuesta concreta de implementación de oferta de precios en Brasil, y (iii) Modelado computacional de herramientas analíticas que permitan que otros agentes e investigadores realicen ejercicios cuantitativos similares y exploraciones adicionales.
Proyecto META II – Formación de precios
Este proyecto tiene como objetivo indicar cuáles son los principales avances necesarios para promover la eficiencia económica en el uso de los recursos energéticos y en la señalización económica dada por el precio a corto plazo. Adicionalmente, busca una evaluación de las ventajas y desventajas entre los mecanismos de formación de precios por costo y de formación de precios por oferta en el contexto del sector eléctrico brasileño, basada en análisis teóricos, experiencias internacionales y en pruebas computacionales. Finalmente, en caso de la eventual adopción del mecanismo de formación de precios por oferta, el proyecto debe indicar detalladamente el mejor arreglo para el mercado brasileño y destacar las adecuaciones necesarias al arreglo – tanto en términos institucionales, del ambiente comercial y regulatorio, como la adopción de mejores prácticas por parte de las empresas del sector.
Previsión de Demanda, Precios y Respaldo para Mercados de Energía
El objetivo es desarrollar un modelo computacional especificado a partir de una formulación matemática completa y conceptualmente robusta, capaz de proyectar la evolución de la demanda y de los precios de la energía y del respaldo para los mercados libre y regulado, considerando la inserción de generación distribuida.
El modelo está estructurado en Julia. Para restablecer la dinámica entre el mercado regulado y el mercado libre, se utiliza el equilibrio de mercado estocástico, que integra la optimización estocástica multi-etapa y la teoría de juegos. Para el modelado de los agentes, se considera que cada uno de ellos busca maximizar su expectativa de ingresos ajustada al riesgo, utilizando la métrica CVaR. Para establecer el equilibrio, se utiliza la maximización del ‘Welfare’ (bienestar), es decir, maximizar la suma de las funciones objetivo de todos los agentes, respetando el perfil de riesgo de cada uno de ellos, y se utiliza MOPED para el modelado de las restricciones. Además, el modelo desarrollado se integra con los modelos OptGen (optimización de la expansión) y OptFolio (optimización de la contratación desde la perspectiva del agente), para evaluar cómo la perspectiva del generador difiere de la visión del planificador centralizado en cuanto a la viabilidad de construir nueva capacidad de generación, y para determinar cuál es la expansión de menor costo sistémico.
Planificación de la Expansión Generación-Transmisión con Centrales Hidroeléctricas Reversibles
El objetivo principal del proyecto es una extensión del modelo computacional HERA para incluir una metodología para evaluar las centrales reversibles como recursos flexibles en la planificación de la transmisión. La idea es desarrollar modelos que evalúen la inserción de estas centrales en los lugares más adecuados de la red de transmisión del SIN como una solución costo-beneficio, minimizando o incluso evitando nuevas inversiones en líneas de transmisión.
Nuevos modelos regulatorios de remuneración para las distribuidoras del futuro
El objetivo de este proyecto es proponer mejoras en la regulación vigente que incentiven nuevos modelos de remuneración para las distribuidoras, adecuados a la inevitable inserción de los Recursos Energéticos Distribuidos y, con ellos, la posible creación de las Plataformas Distribuidas para Servicios.
Esto implica el mapeo y análisis de experiencias internacionales en la regulación de la distribución de energía eléctrica con el objetivo de insertar REDs y plataformas de servicios distribuidos, seguido de un diagnóstico de la regulación vigente en Brasil frente a la experiencia internacional. Con estos insumos, y considerando un análisis de las tendencias e impactos de los Recursos Energéticos Distribuidos en el sector eléctrico (y, en particular, en la actividad de distribución de energía) y de las plataformas de servicios distribuidos, se construye una propuesta inicial de mejora en la regulación vigente de la distribución de energía, la cual se somete a un análisis cualitativo (a través de matrices FODA) y cuantitativo (con los dos modelos de simulación construidos en el proyecto). Los resultados de estos análisis conducen a la consolidación de la versión final de la propuesta de mejora de la regulación de la distribución.
Modernización de las Tarifas de Distribución de Energía Eléctrica
Apoyo en la ejecución de las actividades de Investigación y Desarrollo para el Subproyecto 3 – Análisis de Impacto del Proyecto de Modernización de las Tarifas de Distribución de Energía Eléctrica (I+D Tarifa Moderna)
El proyecto Tarifa Moderna fue concebido con el objetivo de analizar diferentes metodologías de tarificación para el segmento de Distribución con la proposición de metodologías adecuadas para el caso brasileño. Estas nuevas metodologías son capaces de hacer frente a los desafíos que enfrenta el sector en el contexto de la transición tecnológica y de cambio en el comportamiento del consumidor. Así, el proyecto se pone en práctica a través de 3 subproyectos.
El Subproyecto 1 – Visión Estratégica Sectorial se centra en realizar una mirada estratégica sobre los cambios que están ocurriendo en el sector eléctrico en el contexto internacional para observar las principales tendencias y desafíos del sector en el mundo. A partir de esta visión internacional, el Subproyecto 1 busca traducir dichas tendencias al contexto del segmento de Distribución del Sector Eléctrico Brasileño (SEB), resultando en escenarios de difusión de los recursos energéticos distribuidos.
A partir del escenario estratégico analizado, el Subproyecto 2 – Metodologías de diseño de tarifa para el servicio ‘fio’ y desafíos de implementación tiene como objetivo evaluar metodologías existentes de diseño de tarifa para la proposición de nuevas modalidades tarifarias para el SEB, considerando los escenarios de difusión de los recursos distribuidos. Dada su importancia y complejidad, el alcance del Subproyecto 2 es abordado por dos ejecutores: uno tratando las propuestas tarifarias a corto plazo y otro para la elaboración de las propuestas tarifarias a largo plazo. En este sentido, se simulan diversas propuestas de metodología de tarifa ‘fio’ utilizando datos reales del contexto brasileño. Además, en este subproyecto, se generan herramientas de simulación con el objetivo de facilitar el análisis de las propuestas por parte de los agentes del sector y difundir el conocimiento. Aún en el ámbito del Subproyecto 2, se realiza una investigación de muestra con consumidores residenciales y comerciales de baja tensión, en áreas urbanas y rurales, con cobertura geográfica nacional. La investigación permite evaluar la comprensión del consumidor sobre su tarifa y factura, así como la aceptación del consumidor en relación con nuevas formas de tarificación.
Finalmente, el Subproyecto 3 – Análisis de Impacto Regulatorio evalúa de forma cualitativa y cuantitativa los impactos de cada propuesta de modalidad tarifaria resultante del Subproyecto 2 en agentes de los segmentos de consumo, generación y distribución. El análisis de los impactos considera aspectos técnicos y regulatorios del sector eléctrico brasileño y el desarrollo del software para la evaluación del comportamiento del consumidor frente a la posibilidad de atender la respuesta de la demanda o insertar generación y almacenamiento distribuido en su residencia.
Modelo de Evaluación de Flujo de Caja para Proyectos de Generación con Fuentes Alternativas
El objetivo de este proyecto es proponer una metodología y un modelo computacional en Excel para identificar y reificar los riesgos de cada alternativa de inversión en generación para poder compararlos en una misma base y así ayudar a los agentes en sus decisiones de inversión. Se propone utilizar una metodología basada en el concepto de riesgo-retorno para comparar todos los proyectos, donde se determina la TIR bajo condiciones de riesgo, teniendo en cuenta la complementariedad resultante de una cartera diversificada. El enfoque está en proyectos de energías renovables, pero el sistema computacional es lo suficientemente genérico para acomodar otras fuentes de generación, así como sinergias con la cartera de Light.
Inicialmente, se realiza un mapeo de factores de riesgo y precios de proyectos: en esta etapa se identifican los principales factores de riesgo de cada tecnología de generación, como el riesgo hidrológico, el riesgo ambiental, el riesgo de construcción, tecnológico, de tipo de cambio y de combustible. Para cada uno de estos elementos, se propone traducir los factores de riesgo en escenarios con sus respectivas probabilidades de ocurrencia. De esta manera, el sistema permite al usuario modelar la incertidumbre del costo de inversión a través de escenarios con diferentes valores de costo de inversión, cada uno de ellos asociado a diferentes valores de probabilidad. Además, el usuario puede generar diferentes escenarios de evolución de los indexadores, para captar el riesgo de la indexación de la inversión y combinarlo con otros riesgos también modelados. La entidad reguladora (en el caso brasileño, ANEEL) establece una serie de estrictas penalidades financieras en caso de retraso en la entrada en operación de la central. El modelado de estas penalidades y la simulación de posibles escenarios de retraso están incluidos en este sistema. El usuario puede modelar la incertidumbre en la fecha de entrada en operación de la central a través de escenarios con diferentes períodos de retraso y diferentes costos asociados a este retraso (pudiendo este costo incluso estar vinculado al PLD), cada uno de ellos asociado a diferentes valores de probabilidad. Con esto, el usuario puede simular el impacto en la rentabilidad del proyecto de estos posibles retrasos, combinando este riesgo con otros riesgos también modelados. A continuación, se propone un modelo de evaluación de inversiones bajo incertidumbre, que determina la competitividad de un proyecto de generación considerando sus riesgos, incertidumbres y de acuerdo con el grado de aversión al riesgo del emprendedor. Finalmente, la última parte propone una metodología para comparar distintas tecnologías de inversión en generación considerando sus incertidumbres y riesgos intrínsecos, ilustrando cómo calcular la prima de riesgo de cada alternativa de inversión y verificando el impacto de cada incertidumbre intrínseca del proyecto en la varianza de su retorno esperado. La metodología también puede extenderse para analizar una cartera de proyectos, determinando la ganancia de la combinación en una misma cartera de las diferentes inversiones en activos de generación frente a los proyectos candidatos individualmente.
Metodología para la Selección de Ubicaciones para la Implementación de Centrales Hidroeléctricas Reversibles
Este proyecto de I+D desarrolla una herramienta para identificar ubicaciones para proyectos de centrales hidroeléctricas reversibles (CHR), considerando sistemas cerrados y sistemas semiabiertos (usando un río o un embalse existente como embalse superior o inferior). El sistema utiliza un modelo digital de terreno y otras capas de información, como la red eléctrica, áreas de preservación y otras. Después de esto, se enfoca en áreas prometedoras para optimizar la ubicación de los proyectos de CHR y realizar el diseño del proyecto de ingeniería (incluyendo la determinación del presupuesto del proyecto con obras civiles y equipos). Con este enfoque ‘bottom-up’, es posible crear proyectos interesantes de varios tamaños (capacidad en MW y capacidad de almacenamiento en MWh). Por último, un enfoque ‘top-down’ utiliza una planificación de recursos integrados para evaluar cuáles de estos proyectos son viables para el sistema eléctrico, considerando los diversos servicios proporcionados por los proyectos, como energía, capacidad, reservas y confiabilidad.
Metodología para la determinación de la estrategia de contratación del MUSD
Metodología y herramienta computacional para la determinación del MUSD (Máxima Demanda Contratada) óptimo a ser contratado en los puntos de conexión entre la red de la distribuidora y las Empresas Suministradoras, basada en simulaciones que capturan las incertidumbres relativas a la generación distribuida, la demanda y la disponibilidad de equipos.
La técnica empleada se basa en:
Enfoque estocástico: creación de escenarios temporal y espacialmente coherentes de generación y carga del sistema interno de la distribuidora y del resto del SIN (Sistema Interconectado Nacional).
Muestreo: para el muestreo de los escenarios de generación y carga se utilizan tanto técnicas de series temporales como de muestreo no paramétrico.
Integración: el sistema interno de la distribuidora y sus relaciones con el SIN se integran para la creación de escenarios de carga y generación.
Horizonte de simulación: el horizonte de simulación multianual (4 años) se discretiza en intervalos de tiempo de 15 minutos, y se realizan simulaciones de flujo de potencia para cada discretización temporal.
Análisis: en primer lugar, se sondean todos los casos correspondientes a discretizaciones temporales de 15 minutos mediante flujo de potencia linealizado sin pérdidas, y luego se realizan simulaciones de los casos más severos en los puntos de conexión, con representación de pérdidas.
Contratación integrada: la contratación del MUSD/MUST (Máxima Demanda Contratada/Máxima Energía Contratada) se realiza bajo un criterio de riesgo utilizando un enfoque de programación matemática clásica.
Metodología de Huella de Carbono para Sistemas de Generación y Distribución
La elaboración de una Metodología para el Grupo Light tiene como objetivo el cálculo de indicadores de Huella de Carbono, considerando toda la cadena de producción, a través del mapeo y análisis de fronteras, fórmulas de cálculo, indicadores de mejora y cálculo del intervalo de confianza de las medidas encontradas.
El desarrollo de una metodología para la Huella de Carbono sigue el mismo proceso, independientemente de la naturaleza de la empresa de energía (distribuidora o generadora). Las diferencias están en los resultados de cada una de las etapas descritas a continuación. Variables como el tamaño de la empresa, la dispersión geográfica o la complejidad de las operaciones alteran la necesidad de horas trabajadas y recursos disponibles.
Investigación de los factores que interfieren en el rendimiento del MRE
Este proyecto de I+D investiga los factores que interfieren en el rendimiento del MRE, incluye un estudio de caso en la cuenca del río São Francisco, y realiza la identificación de los usos consuntivos a partir de datos meteorológicos e imágenes de satélite y de la evaporación líquida de los embalses. Para ello, aplica técnicas de inteligencia artificial.
Inserción Técnico-Comercial de Generación Solar Fotovoltaica en la Red de Distribución
El objetivo principal de este proyecto es cumplir con lo dispuesto en la Convocatoria de Proyecto de I+D Estratégico nº 013/2011, con la dirección de evaluar la inserción técnico-comercial de la generación solar fotovoltaica (FV) a través del proyecto, construcción y operación de una planta comercial de 1MWp, con dos tecnologías fotovoltaicas, un laboratorio tecnológico, con cinco diferentes tecnologías fotovoltaicas, y un aerogenerador. Esto se constituye como el centro de estudios con 75kWp solar y 6kW eólicos para evaluar la complementariedad entre sol y viento, integrando los resultados del proyecto PD-0063-0042/2011, con la adquisición, monitoreo y tratamiento de datos integrados en un sistema desarrollado por los equipos del proyecto.
Inserción de Sistemas de Almacenamiento por Baterías en la Red Eléctrica Principal
Desarrollo de una metodología para la valoración de los atributos energéticos, eléctricos y sistémicos con el uso de SAESB (Sistemas de Almacenamiento de Energía por Baterías) en el SIN, con el objetivo de aumentar la flexibilidad, confiabilidad y resiliencia en presencia de fuentes renovables intermitentes.
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