Gestión de Generadores en Redes Inteligentes. Andrés Pantoja Universidad de Nariño Pasto, Noviembre 14 de 2013

Gestión de Generadores en Redes Inteligentes Andrés Pantoja Universidad de Nariño Pasto, Noviembre 14 de 2013

Gestión de Generadores en Redes Inteligentes 1er. Seminario Internacional de Energización con Fuentes Alternativas Andrés Pantoja Universidad de Nariño Novimbre 2013

Introducción Qué es: Red Inteligente Microred Generación Distribuida Por qué son importantes en el avance de la estructura energética. Cuáles son los retos en estos nuevos conceptos.

Conceptos Generación Distribuida: Generadores pequeños, conectados directamente al sistema de distribución o del lado del cliente del medidor*. En Colombia la potencia debería ser menor de 20 MW. Ventajas: Cercanía a las cargas. Diferentes dueños. Mejora de la confiabilidad de la red (si se ajusta a condiciones). Retraso de expansión de redes de transmisión y subtransmisión. Desventajas: Necesita de esquemas de control. Regulación en conexión. Aumento de descentralización (inestabilidades). *Ackermann, et al., Distributed generation: a definition. Electric Power Systems Research, No. 57, 2001

Conceptos Microred (Microgrid): Conjunto de generadores, cargas controlables y sistemas de almacenamiento de energía a nivel de distribución que pueden funcionar como un sistema aislado o conectado al sistema general a través de un punto de acople común (PCC). *Hatziargyriou, N. Microgrids, the key to unlock distributed energy resources? IEEE Power and Energy Magazine, May/Jun, 2008.

Microredes y Retos

Conceptos Red Inteligente (Smart Grid): Visión de la red de distribución de energía funcionando como una microred en un sistema general de información con que permita a: Usuarios: instalación de medidores inteligentes, equipamiento controlable, acciones de respuesta de la demanda, generación o almacenamiento distribuido. Operador de red: permitir y controlar la vinculación de generadores distribuidos y dispositivos de almacenamiento de energía. Sistema de potencia: instalación de medidores avanzados (PMU), FACTS y otros sistemas de control avanzado y la implementación de un sistema de control autónomo y distribuido Regulador: sistemas de tarificación en tiempo real.

Ciudades Inteligentes Tomado de: http://solutions.3m.com/wps/portal/3m/en_eu/smartgrid/eu-smart-grid/

Introducción Por qué son importantes en el avance de la estructura energética? Facilitan la inclusión de generación distribuida y automóviles eléctricos. Estimulan la participación de los usuarios (respuesta de la demanda). Incrementan la competencia en el mercado. Fortalece la investigación y la apropiación tecnológica Cuáles son los retos en estos nuevos conceptos? Manejo del sistema. Nuevos esquemas distribuidos. Sistemas de control. Protocolos de comunicaciones. Optimización distribuida. Automatización, domótica e inmótica.

Control de Generadores en Microredes

Problema de despacho Satisfacer una demanda con las unidades disponibles. Minimizar el costo de suministro de la energía. Tener en cuenta que hay restricciones técnicas de los generadores. Hay posibles generadores intermitentes. Los generadores están en red. Entonces Algoritmos de optimización distribuida. Simples Adaptables Realmente automáticos

Dinámicas de Replicadores

Dinámicas Locales de Replicadores

Problema de despacho Suponer una red con N generadores distribuidos que tienen que suplir una demanda fija en un instante de tiempo. Las funciones de costo típicas para un generador se pueden caracterizar como:

Solución con Replicadores

Solución con Replicadores El problema es definir cuáles son las funciones de fitness para que cumplan con todas las restricciones del problema.

Un caso de estudio

Qué sucede con más generadores? Hay que definir una red o grafo con nodos y enlaces. Las características de la estructura de red que depende de: Número de nodos y enlaces. Elección de interconexión. La longitud del camino entre dos nodos. La formación de grupos en la red

Estructuras de red Scale Free Random Small World Geométrica Matrices de Adyacencia

Otro caso de estudio Suponer una red con 38 generadores con diferentes características. 68 enlaces de comunicaciones en la red en diversas configuraciones. Se corrió el algoritmo de optimización para 4 diferentes estructuras en una simulación de Monte Carlo. Algunos Parámetros

Otro caso de estudio Comportamiento del error para diferentes topologías

Conclusiones y Trabajo Futuro El avance de las redes de distribución implica nuevos retos desde varias áreas de interés como el control, comunicaciones, electrónica de potencia y el análisis de los sistemas. Este avance favorece la inclusión de energías renovables, pero hay que tener cuidado con su manejo. La investigación en estos campos es satisfactoria pero difícil de probar en la vida real. El trabajo de control sobre redes y optimización distribuida es un campo abierto. En el caso de despacho se deben incluir restricciones más reales, funciones de costo más ajustadas e incluir los flujos de potencia en el sistema para reducción de pérdidas.

Plan de Energización Rural Sostenible upme unidad de planeación minero energética