Desarrollo de estrategias de gestión de energía para sistemas distribuidos incluyendo tecnologías de almacenamiento

Abstract

Habitualmente, los sistemas de generación distribuida están compuestos por subsistemas de generación eléctrica, subsistema de almacenamiento y consumos, asimismo pueden estar conectados a la red eléctrica principal. El subsistema de generación eléctrica puede ser renovable, y en consecuencia, no gestionable, o por el contrario no renovable y gestionable. Estos sistemas presentan una elevada flexibilidad en la operación y control de los flujos de energía entre los subsistemas que los componen. La correcta gestión de los flujos de energía en cada instante permite alcanzar diferentes objetivos como por ejemplo minimizar el coste, garantizar el suministro, reducir emisiones contaminantes, etc. Estos objetivos son definidos mediante estrategias de gestión energética basadas en la optimización de la utilización de la energía almacenada. El software HOMER (Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources) permite modelar el comportamiento de estos sistemas distribuidos, desde una perspectiva bilateral: criterios técnicos y criterios financieros. Este TFE tiene como objetivos la determinación del potencial del software HOMER (funcionalidades y restricciones); la definición de estrategias avanzadas de gestión energética; la programación en MATLAB de estrategias avanzadas para implementar en HOMER y la aplicación en casos prácticos.

Sakabanatutako energi sistemak ondorengo elementuaz osatuak daude: energi iturri subsistemak, energi biltzeko subsistemak eta energi kontsumoak. Halaber energi sare nagusira lotuak egon daitezke edo ez. Orobat energi iturriak berriztagarriak ordez, kudeagarri ezinak, edo bestalde ez berriztagarriak baino kudeagarriak izan daitezke. Energia biltzeko subsistemei ezker, energi jarioen kontrola malgutasunez kontrolatu daiteke, sakabanatutako energi sistemak, sare nagusitik, bereizten duen ezaugarria da. Hori de la eta, une bakoitzean egiten den kudeaketaren arabera helburu ezberdinak jadetsi daitezke. Adibidez, kostu ekonomikoak txikiagotu, energi horniketa ziurtatu, kutsadura murriztu, eta abar. Energi kudeaketa estrategien bidez aipatutako helburuak burutu daitezke. Sakabanatutako energi sistemak aztertzeko baita energi kudeaketaren estrategia balioztatzeko tresnetako bat HOMER softwerra da (Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources). Irizpide tekniko ingenieroak eta finantzieroen bidez, proiektu baten energi jarioen bilakaera, bizitza osoan zehar, aztertzeko balio du. Master Amaierako Lana onen bidez hurrengo helburuak burutzen dira: HOMER dituen ahalezkoak; energi kudeaketaren estrategia aitzindarien deskribapena; energi kudeaketaren estrategia aitzinda rien programazioa eta balioztapena MatLab-en; eta erabilera praktikoetan inplementatu.

Typically, distributed generation systems are composed of electricity generation subsystems, storage subsystems and consumptions, and can also be connected to the main electricity grid. The electricity generation subsystem may be renewable, and therefore not manageable, or on the contrary non-renewable and manageable. These systems present a high degree of flexibility in the operation and control of energy flows between the subsystems that compose them. The correct management of the energy flows at each moment allows different objectives to be achieved, such as minimising cost, guaranteeing supply, reducing pollutant emissions, etc. These objectives are defined through energy management strategies based on the optimization of the use of stored energy. The HOMER (Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources) software allows modelling the behaviour of these distributed systems from a bilateral perspective: technical criteria and financial criteria. The objectives of this TFE are to determine the potential of the HOMER software (functionalities and restrictions); to define advanced energy management strategies; to program in MATLAB advanced strategies to be implemented in HOMER; and to apply them in practical cases.