Candidatura

SISTEMA DISTRIBUIDO DE GESTION DE ENERGIA EN REDES ELECTRICAS INTELIGENTES (DEMS)

Las futuras smart grids serán interactivas, produciendo un flujo bidireccional de información y energía entre los generadores y los consumidores, siendo necesario controlar dicho flujo para equilibrar dinámicamente los cambios entre producción y demanda. Sin embargo, el procesamiento de la información y la coordinación de todo el sistema no es sencillo.

A medida que el número de agentes implicados crece, no es posible realizar un control centralizado y es necesario buscar soluciones de autogestión local.

El proyecto DEMS se centra en el desarrollo de algoritmos de coordinación de sistemas colectivos para la gestión activa de la demanda en redes eléctricas con altas tasas de penetración fotovoltaica. La coordinación de los agentes se realiza mediante el uso de técnicas de inteligencia de enjambre y osciladores acoplados, proponiendo una metodología novedosa, implementada mediante algoritmos auto-organizados.

Estos algoritmos buscan suavizar el consumo agregado, considerando la generación distribuida y local a disposición del sistema. En el proyecto se hace uso de las propiedades de auto-organización, localidad y comunicación situada de los algoritmos de enjambre.

Indicadores y procesos de mejora

Indicadores y procesos de mejora

Se ha avanzado en el desarrollo de algoritmos de enjambre aplicados a las redes eléctricas. Estas herramientas se han utilizado habitualmente en redes de datos y transporte.

Se han producido mejoras en los algoritmos de coordinación generación-almacenamiento, en particular en la utilización de los vehículos eléctricos como sistemas de apoyo a la red eléctrica.

Se han caracterizado distintos perfiles de carga, con especial énfasis en las cargas de los vehículos eléctricos y climatización.

Cuantificación/Estimación reducción consumo

Cuantificación/Estimación reducción consumo

Los algoritmos desarrollados permiten para un país como España, y teniendo en cuenta datos de consumo y la curva de demanda agregada del año 2017, reducir el pico máximo anual de 41.9 GW a 36.1 GW (un 14%) manteniendo el mismo consumo medio. Esto implica una mejora en el dimensionamiento de redes y en la infraestructura a instalar.

Además, los algoritmos permiten reducir la diferencia diaria media entre el pico y valle de12.2 GW a 4.7GW (un 61%). Estoy implica que el uso diario de la energía mejora considerablemente, la diferencia entre los picos y valles se reduce drásticamente y en consecuencia la red no tiene que responder a cambios tan abruptos en el consumo.

Cuantificación/Estimación reducción emisiones CO2

Cuantificación/Estimación reducción emisiones CO2

La cantidad de energía consumida con estos algoritmos no se reduce, pero la curva de demanda total se aplana significativamente, permitiendo aumentar la eficiencia del sistema eléctrico, reduciendo las rampas de subida-bajada de los generadores y aumentando así su vida útil.

Adicionalmente, este sistema permite el aumento de la integración de energías renovables intermitentes en el sistema eléctrico, aumentando su peso en el mix de generación nacional y reduciendo las emisiones de CO2.

Innovación aplicada y buenas prácticas

Innovación aplicada y buenas prácticas

Se ha desarrollado un control descentralizado de un sistema eléctrico con generación y consumo distribuido, en el cual se elimina la necesidad de intercambiar información entre los agentes involucrados.

El aspecto es completamente innovador, porque habitualmente se proponen o bien sistemas de control centralizado, en el que el nodo de control recibe información de todos los nodos, o bien sistemas distribuidos en los que todos los nodos comparten la información generada, requiriendo una infraestructura de comunicaciones muy potente.

En nuestra propuesta, esta infraestructura se reduce al mínimo, de forma que el sistema es capaz de equilibrar dinámicamente la generación y el consumo el mínimo intercambio de información; los agentes solo requieren información de la curva agregada del consumo de todo el sistema y su propio consumo

Usabilidad de Tecnologías de la Información y Comunicaciones

Usabilidad de Tecnologías de la Información y Comunicaciones

Se han desarrollado algoritmos de enjambre para el control del sistema distribuido y algoritmos clásicos de optimización para los sistemas de recarga de vehículos eléctricos.

Se ha desarrollado también un simulador del sistema en código abierto, que está disponible para toda la comunidad científica a través del siguiente enlace: https://github.com/Robolabo/gridSim

Implementado en:

Universidad Politécnica de Madrid

Periodo de ejecución:

01/01/2016 - 31/12/2018