Despacho óptimo de potencia en microrredes de corriente continua considerando variación en la generación eólica y solar y el comportamiento de demanda de energía

Abstract

El incremento del consumo energético mundial, los problemas asociados a la generación de electricidad en grandes centrales, el agotamiento de combustibles no renovables, pérdidas de energía y el alto impacto ambiental, han motivado el uso de generadores distribuidos basados en energías renovables e integrados a microrredes DC, las cuales ofrecen ventajas frente a las microrredes AC tales como: la facilidad de integración con dispositivos de almacenamiento de energía y con fuentes de energía renovable que generan en DC, el aumento de la capacidad de las líneas eléctricas, así como la reducción en la complejidad matemática del modelo que representa la microrred, debido a la ausencia de frecuencia y de potencia reactiva, entre otras ventajas. Para satisfacer las necesidades técnicas, operativas y económicas de este tipo de sistemas y de su operador y/o propietario, es necesario realizar un adecuado despacho de la potencia de los generadores distribuidos dentro de la microrred, lo cual se conoce como problema de despacho óptimo de potencia. La solución a este tipo de despacho requiere resolver modelos matemáticos no lineales y no convexos que cumplan con la demanda de energía y las restricciones del sistema, para lo cual se desarrollan estrategias computacionales que determinen en el menor tiempo posible, la mejor configuración de potencias a inyectar en el sistema. Este trabajo propone una estrategia para el despacho óptimo de potencia en microrredes de DC considerando la variación en generación eólica y solar, y en la demanda de potencia en un horizonte de 24 horas que permita mejorar las condiciones técnico-económicas. Para el trabajo se definieron las componentes de la microrred DC, el modelo matemático que representa el problema, los sistemas de prueba, y las técnicas de solución a implementar para los problemas de flujo de potencia y de flujo óptimo de potencia en microrredes DC. Para la programación de los algoritmos propuestos se utilizó el software especializado Matlab. Finalmente, se obtuvo una técnica o metodología de solución computacionalmente eficiente aplicable al problema de despacho óptimo de potencia considerando un periodo de análisis de 24 horas, la cual es aplicable en cualquier topología de microrred DC, que cuente con generación distribuida a base de energía solar y eólica.