Gestión predictiva de microrredes para el despacho de potencias activa y reactiva con una aproximación convexa

Resumen

El despacho de potencia en microrredes implica la consideración de problemas de optimización que permiten establecer los puntos de operación de los diferentes generadores distribuidos y de las unidades de almacenamiento. Formular y solucionar estos problemas son retos que deben abordarse en los sistemas de potencia emergentes para garantizar que las microrredes operen de manera eficiente, a un bajo costo e incrementen la seguridad y la confiabilidad. Adicionalmente, el comportamiento estocástico de los generadores renovables y de las dinámicas de consumo de los usuarios, demandan la incorporación de técnicas de control que permitan afrontar la incertidumbre desde la gestión energética de las microrredes. En este sentido, este trabajo de investigación propone un enfoque basado en control predictivo por modelo (MPC) para el despacho óptimo de potencia activa y reactiva en microrredes aisladas con alta penetración de generación renovable. Para ello, se formulan dos problemas de optimización convexos, uno para el despacho económico de potencia activa y otro para la minimización de pérdidas mediante el despacho de potencia reactiva. Las ecuaciones de flujo de potencia se simplifican utilizando una aproximación desarrollada recientemente basada en el cálculo de Wirtinger y se incorporan dentro de las restricciones, por lo que, los puntos óptimos de operación se establecen considerando las restricciones físicas y técnicas de la microrred. El algoritmo propuesto optimiza los costos por generación, programa la carga-descarga de las unidades de almacenamiento, garantiza el balance generación-demanda, realiza control de tensión y reduce las pérdidas en potencia activa. La validación se realiza en un esquema de co-simulación entre sobre una versión modificada de la red 13 IEEE de 13 nodos.