Operación distribuida de una microrred aislada basada en recursos de energía alternativa considerando la degradación de los sistemas de almacenamiento

Abstract

Este trabajo presenta el desarrollo de estrategias de control terciario descentralizadas y distribuidas para microrredes aisladas, optimizando el despacho de potencia activa y reactiva con el objetivo de minimizar los costos operativos, reducir las pérdidas de potencia, la desviación de voltaje, y asegurando el correcto funcionamiento de la microrred eléctrica ante la variabilidad de los recursos energéticos y de la demanda eléctrica de los usuarios. Las estrategias operan en línea y manejan múltiples horizontes de programación, lo que permite manejar la gestión de baterías en el largo plazo como las perturbaciones a corto plazo, con una baja carga computacional. Además, el esquema considera la preservación del estado de salud de los sistemas de almacenamiento a través de un nuevo modelo de degradación de baterías denominado modelo cuadrático Ah-Throughput. El modelo puede ajustarse al comportamiento de baterías de plomo-ácido y de iones de litio y se integra fácilmente a los esquemas de optimización. Para lograr estos objetivos, los algoritmos se basan en técnicas de optimización descentralizadas y distribuidas como el método de los multiplicadores con direcciones alternantes (ADMM), protocolos de consenso y técnicas bio-inspiradas como los replicadores. Además, la pruebas de validación evalúan el desempeño de estas estrategias en condiciones de operación realistas. Es por eso que se analizan diferentes escenarios y se establecen indicadores técnicos para cuantificar el desempeño de las estrategias de control propuestas. Para llevar a cabo esta evaluación, las pruebas utilizan un esquema de co-simulación que combina la flexibilidad de Matlab con la precisión de DIgSILENT, permitiendo incorporar la variación de carga y recursos renovables en la evaluación. Finalmente, para asegurar la eficacia de las estrategias de control propuestas, se comparan sus resultados con los obtenidos a través de técnicas de optimización centralizada altamente eficientes.

Esta evaluación exhaustiva es crucial para asegurar que las estrategias propuestas son efectivas y confiables en condiciones de operación reales.