Algoritmo para reparto de niveles de generación de potencia activa entre generadores no renovables de una micro-red eléctrica basado en funciones de coste

Abstract

Los sistemas de generación distribuidos, compuestos por fuentes de generación de energías renovables y no renovables, son una de las mejores posibilidades para incrementar la generación eléctrica. Sin embargo, la integración no controlada de fuentes de generación eléctrica en el sistema de distribución puede implicar efectos negativos sobre la eficiencia eléctrica y los parámetros de funcionamiento del sistema. En la actualidad, la optimización global del sistema de distribución no es posible, pero las microrredes permiten la posibilidad de diseñar sistemas de gestión que permitan controlar sus parámetros de operación y proporcionar respuestas rápidas a eventos internos de tal manera que no afecten al sistema de distribución. Este trabajo presenta un nuevo algoritmo para reparto de niveles de potencia activa capaz de ajustar on-line la generación eléctrica de la micorrred a su demanda mientras la microrred está conectada a la red principal. Además, el algoritmo minimiza las emisiones de contaminantes y costes de consumo de combustible de los microgeneradores no renovables. Adicionalmente, se ha desarrollado una extensión del nuevo algoritmo para el uso en caso de existir microgeneradores formando parte de instalaciones de instalaciones de cogeneración. En estos casos el nuevo algoritmo es capaz de realizar el reparto de niveles de potencia activa y producción térmica para los distintos microgeneradores no renovables y generadores de calor de la instalación. El objetivo del algoritmo en este caso es minimizar los costes de funcionamiento y ajustar la generación de potencia activa a la demanda (en modo de funcionamiento conectado a red), además de cubrir la demanda térmica. El nuevo algoritmo utiliza una aproximación heurística basada en funciones de coste de los microgeneradores no renovables y ha sido probado para resolver distintos problemas de reparto de niveles de generación con optimización de coste de generación incluyendo en algunos casos diferentes demandas térmicas. Los resultados que se obtienen mejoran los obtenidos aplicando los métodos matemáticos que constituyen el estado del arte de métodos de optimización, en términos de costes totales y emisiones, estabilidad del sistema, y requerimientos de recursos computacionales. Esta reducción de requerimientos de recursos computacionales hace posible que el algoritmo pueda ejecutarse on-line utilizando un controlador lógico o microcontrolador comercial de bajo coste contribuyendo aun más a la penetración de las microrredes en el sistema de distribución eléctrico.