En mi artículo anterior ¿Cómo se transforma la energía que consumes en casa? expliqué el proceso de generación y distribución de energía. Ahora es el turno de profundizar sobre una perspectiva mucho más amplia y compleja.

El Mercado Eléctrico Mayorista está conformado por diferentes actores, por mencionar algunos: generadores, transmisores, distribuidores, grandes usuarios, usuarios residenciales, comercializadores, operadores de mercado, reguladores del mercado, etc.

Cada uno de ellos con una función importante para mantener la operación del sistema bajo ciertos criterios de calidad y eficiencia técnica y económica, entre los cuales están mantener el voltaje y la frecuencia requerida; para eso es necesaria una coordinación en tiempo real de todos los generadores de la matriz energética que bajo las indicaciones del operador de mercado aumentan, disminuyen o apagan su generación; algunos generadores como la geotermia, las importaciones y el fotovoltaico no tienen esta capacidad, o no es tan sencillo para ellos.

Por lo anterior, es necesario planificar un día antes la agenda de entrada en operación para cada hora del día basada en una proyección de la demanda, la disponibilidad, importaciones, exportaciones, costo y tipo de tecnología de las unidades generadoras. A la vez de garantizar la calidad del servicio y el costo más eficiente.

Horizontes de tiempo para la planificación

Este mercado se desarrolla en diferentes periodos de planificación, a largo plazo entre 10 y 20 años, mediano 1 a 2 años y corto plazo en una semana, días y horas puede variar dependiendo de cada país.

La planificación a largo plazo es necesaria para prever déficit en la matriz energética a futuro y anticiparse con la construcción de nuevos proyectos que suplan la demanda que crece año con año, no es una tarea fácil.

Por otra parte, la planificación a mediano plazo o de un año es para tomar en cuenta indisponibilidades de máquinas por fallas o por mantenimientos mayores que les impidan entregar energía a la red, esto se coordina para que no todos entren en mantenimiento al mismo tiempo y se cree déficit.

Finalmente, la planificación a corto plazo o de un día en adelanto, intenta proyectar lo que sucederá en tiempo real al siguiente día y optimiza la generación de energía en un despacho de acuerdo con los costos de cada unidad colocándolos en una lista de mérito de menor a mayor y sumando sus capacidades de generación hasta que esta suma coincide con la demanda del sistema, a la última unidad que entrega energía para cubrir la demanda se le llama unidad marginal y el costo de esta unidad se define como el Costo Marginal, el cual determina el precio de la energía en el Mercado Mayorista para esa hora en específico, este ciclo se repite con cada hora y así puede existir un precio diferente para cada hora del día.

Operación en tiempo real

Llegado el día de operación cada unidad generadora tiene claro cuál es la agenda del día y sigue las instrucciones del operador del sistema, el cual por medio monitores de gran escala en las paredes de su sala de control, puede observar todo lo que está sucediendo en tiempo real, esta actividad es de las más importantes durante la operación diaria, ya que si existe alguna falla en el sistema, los encargados de supervisar su funcionamiento en dichas salas de control, son quienes toman las medidas necesarias para estabilizar nuevamente la red y evitar un Blackout, y corresponde a los generadores acatar las indicaciones.

Esta sala de control y los generadores deben estar activos 24/7, por si padeces de insomnio y te levantas en la madrugada por un bocadillo a la cocina o por si una fábrica preferiblemente produce de madrugada.

A este aparataje, se suman las cuadrillas de las empresas transmisoras y distribuidoras de energía, ya que si se presenta una falla en el sistema que transporta la energía, deben reaccionar y asistir a reparar dicha falla, de no hacerlo, esto puede ocasionar fallas mayores por desbalances de cargas en el sistema, aparte del abono que verás en tu factura bajo el concepto de energía no servida.

Mercado de tiempo real o de balance de energía.

Entonces te preguntarás, ¿esas fallas no cambian la agenda programada un día antes por el operador del sistema? Y la respuesta es sí, la mayoría de las veces esa agenda no se cumple, por diversas razones, por ejemplo: cambios inesperados en la demanda, fallas en los generadores, variaciones en los flujos internacionales, cambios de clima, fallas en líneas de transmisión, etc.

Por esa razón existe un mercado de balance de energía o mercado en tiempo real, en el cual se consideran todas las desviaciones con respecto a la planificación diaria, cada país lo maneja de forma diferente, pero por lo general se determina la diferencia entre la energía programada para cada unidad con la realmente entregada y el efecto en el precio que tuvo esta variación con respecto al proyectado.

¿Puede esto volverse más sofisticado y complejo?

Si, es posible. Paralelamente a este mercado nacional existe un mercado internacional en el cual los operadores de mercado de los diferentes países se coordinan entre sí por ejemplo México, Estados Unidos y Guatemala; o por medio de un operador de mercado regional como en el caso de Centroamérica, para poder programar flujos de energía internacionales que pueden alcanzar cifras de cientos de Megawatts por cada hora (MWh), por dar un ejemplo un flujo de 1000 MWh sería capaz de abastecer un millón d viviendas que consuman 100KWh en un determinado periodo de tiempo -por lo general son periodos de una hora-.

Este es un mercado de comercialización de energía a gran escala y debe cumplir con las mismas reglas de estabilidad de voltaje y frecuencia que en la escala local (a nivel país), en la cual los comercializadores y generadores programan transacciones entre diferentes países con el objetivo de colocar excedentes de energía que no son requeridos en su país de origen, para solventar déficits de energía en un país que no tenga suficiente generación para cubrir su demanda, o simplemente porque importar energía a menor precio beneficia el precio local, desplazando energía más cara.

Para esto se debe considerar la variabilidad que existe en cada uno de los mercados, conocer la regulación de cada país en que se participa, tener la capacidad de anticiparse a cambios en precios y efectos de los desbalances en tiempo real y analizar para cada hora del día diferentes escenarios probables.

Luego se realiza una conciliación entre los diferentes países para determinar la diferencia entre lo programado un día antes y lo que efectivamente ocurrió en tiempo real, así todos los días.

El futuro digital ya está aquí

Ahora sumemos la digitalización del sector eléctrico, ¿qué pasa con esto? Cuando entramos a terrenos de Digitalización, se abren muchas más posibilidades en el mercado, comenzamos a hablar sobre Smart Cities, Micro Grids, Digital Twins, Big Data, Block Chain, Prosumers, Mercados Intradiarios, Mercados Financieros, Artificial Intelligence, Demand Respond, etc.

Es posible hacer tantas cosas, que realmente sería necesario escribir un artículo para explicar cada uno de esos temas, sin duda son muy interesantes y algunos pueden ser encontrados aquí en el Blog de Grupo Merelec, así que te invito a leerlos.