Despacho económico de generación considerando pronóstico de la demanda, fuentes de energía renovables y almacenamiento de energía

Abstract

The participation of unconventional generation units is increasing due to the need to generate clean energy, at low cost, to influence the reduction of greenhouse gases, such as carbon dioxide (CO2) that is produced in the power generation in thermal power plants. The large-scale penetration of renewable energy sources, such as photovoltaics and wind, into electrical systems can put the safety and reliability of the system at risk, due to intermittencies or power fluctuations caused by the stochastic nature of renewable resources. Therefore, different analyzes are required to face the operational challenges that this implies. In this thesis a methodology is presented for the solution of the multi-objective economic dispatch for a determined period of time. In the formulation, both conventional generation units and non-conventional units are considered, in particular photovoltaic and wind generation, as well as energy storage systems. The methodology also considers the forecast of the demanded power, the power of the photovoltaic and wind units for each time interval analyzed. Case studies are presented in which the precision of the implemented forecasting model is analyzed, different levels of penetration of renewables are also analyzed in which the costs associated with conventional units, non-conventional units and energy storage devices are considered. Furthermore, the solution to the problem of multi-objective economic dispatch is analyzed.

La participación de las unidades de generación no convencionales está aumentando debido a la necesidad de generar energía limpia, a bajo costo, para incidir en la reducción de gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono (CO2) que se produce en la generación de energía en centrales térmicas. La penetración en gran escala de fuentes de energía renovable, como la fotovoltaica y la eólica en los sistemas eléctricos puede poner en riesgo la seguridad y confiabilidad del sistema, esto debido a las intermitencias o fluctuaciones de potencia ocasionadas por la naturaleza estocástica de los recursos renovables, por lo que se requieren distintos análisis para afrontar los retos operativos que esto implica. En esta tesis se presenta una metodología para solución del despacho económico multiobjetivo para un periodo de tiempo determinado. En la formulación se consideran tanto unidades de generación convencionales como unidades no convencionales, en particular generación fotovoltaicas y eólicas, así como sistemas de almacenamiento de energía. La metodología considera además el pronóstico de la potencia demandada, la potencia de las unidades fotovoltaicas y eólicas para cada intervalo de tiempo analizado. Se presentan casos de estudio en los que se analiza la precisión del modelo de pronostico implementado, también se analizan diferentes niveles de penetración de renovables en los que se consideran los costos asociados a las unidades convencionales, unidades no convencionales y a los dispositivos de almacenamiento de energía, además se analiza la solución del problema del despacho económico multiobjetivo.