El sistema de energía eléctrica es cada vez más diverso y distribuido. Esta tendencia seguramente tendrá un impacto en la forma en que los operadores del sistema controlarán y optimizarán la futura red. blogs Gabriela Hug.

La optimización de la red eléctrica siempre ha sido una tarea difícil porque su estado cambia constantemente. Ahora los sistemas de energía eléctrica de todo el mundo están pasando de infraestructuras altamente centralizadas con plantas de generación a granel a soluciones de generación y almacenamiento cada vez más distribuidas.

El motor es la ambición de hacer que el suministro de energía eléctrica sea más sostenible mediante la integración de energía verde en la red. Pero la creciente penetración de la generación eólica y solar también aumenta el desafío de equilibrar su producción variable. Entonces, cuando se trata de dominar el funcionamiento de la futura red eléctrica, ¿Necesitamos inteligencia local o toma de decisiones centralizada? La respuesta es ambas, y también otras habilidades.

Las plantas hidroeléctricas y los dispositivos de almacenamiento de todos los tamaños son recursos de equilibrio perfecto, pero los consumidores también jugarán un papel importante:las nuevas tecnologías permiten a los consumidores utilizar la energía de manera más eficiente e inteligente y, por lo tanto, participar en el proceso de equilibrio de carga. Como consecuencia, Habrá recursos flexibles repartidos por toda la red, desde el sistema de alto voltaje hasta el sistema de bajo voltaje. Naturalmente, querremos utilizar las capacidades de todos estos recursos de la manera más eficiente posible, pero habrá literalmente millones de ellos. Por lo tanto, uno de los principales desafíos será encontrar una manera de coordinarlos localmente, pero también a través de estos niveles del sistema.

El concepto de inteligencia local y toma de decisiones jugará un papel importante, dado el mayor nivel de datos disponibles, el número de actuadores y capacidades de computación. A partir de datos y de simulaciones fuera de línea de la red, podemos aprender qué son las decisiones óptimas y crear curvas de toma de decisiones que luego se utilizan en la operación en línea sin la necesidad de un coordinador.

A partir de ahora, sin embargo, la mayoría de los esquemas locales se pueden describir como "una talla para todos". Un ejemplo de esto es cómo se aplica el control de voltaje a los sistemas fotovoltaicos (PV) en Alemania para mantener el voltaje dentro de límites aceptables:siguiendo curvas estandarizadas y predefinidas. Los estándares son valiosos pero si el sistema se vuelve tan diverso como predecimos, deberíamos considerar estandarizar la forma en que determinamos la configuración operativa, pero no las curvas de decisión reales. Esta es la única forma de garantizar que hacemos un uso óptimo de todas las capacidades de los componentes de la red.

Optimización distribuida:en la que la comunicación permite la coordinación y el intercambio de información entre "inteligentes, "recursos distribuidos:lleva la inteligencia local un paso más allá. En este caso, las mejores acciones de los componentes individuales generalmente se encuentran utilizando un enfoque iterativo, es decir, las entidades computacionales ubicadas en estos recursos se comunican entre sí y, en base a la información recibida, actualizan sus propias decisiones hasta que llegan a un acuerdo. El concepto de optimización distribuida es relativamente antiguo, pero recientemente ha ganado nueva tracción e importancia en la investigación sobre sistemas de energía eléctrica a medida que la infraestructura se está volviendo más distribuida.

A pesar de la creciente importancia de la inteligencia local, Creo que la toma de decisiones centralizada siempre tendrá un papel en el funcionamiento de la red eléctrica. El sistema se opera principalmente en base a este principio ahora, y los esquemas operativos centralizados ciertamente tendrán su justificación en el futuro. El sistema de energía eléctrica es demasiado complejo y demasiado importante para no tener algún nivel de supervisión y control centralizados. La pregunta será más bien qué decisiones se pueden tomar a nivel local y en función de qué datos, quién debería interactuar con quién, y cómo esa toma de decisiones local debe interactuar con una entidad centralizada.

Al diseñar la estructura operativa del futuro sistema de energía eléctrica, debemos tener en cuenta algo más que tecnología. La electricidad se compra y vende en los mercados eléctricos, y la estructura económica y las reglas de estos mercados tienen un impacto importante en el funcionamiento del sistema. Es más, Las políticas proporcionan el marco dentro del cual deben diseñarse los mercados y los procedimientos operativos.

Por eso, debemos adoptar una visión holística que abarque estas diferentes capas y considere toda la cadena de suministro. Eso solo será posible si modelamos y simulamos cuidadosamente estas interdependencias (en el proyecto Nexus1 estamos trabajando con investigadores de otros departamentos para desarrollar una plataforma de modelado capaz de hacer esto) y usamos simulaciones tan completas para probar y validar nuevos enfoques operativos y productos de mercado. . La clave es ver todo el rompecabezas en lugar de solo sus piezas. Y esto es en lo que estamos trabajando.