IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - Enero/Febrero 2017 - 53
Los problemas de optimización pertinentes pueden utilizarse
para calcular la mezcla óptima de energía que requiere el centro
para reducir al mínimo los costos operativos o para optimizar el
funcionamiento de un sistema de centros de energía interconectados.
acontecimientos recientes en varios países han señalado la
importancia de considerar las limitaciones de la infraestructura de gas para el suministro de energía simultánea a los
sectores de electricidad y calefacción, en especial en condiciones muy frías. Desde el punto de vista del futuro entorno
de bajas emisiones de carbono, con cada vez más fuentes de
energía renovable variable, así como más opciones de suministro de calor (por ejemplo, a través de EHP o CHP), los
sectores en desarrollo de electricidad y calor podrían resaltar
nuevos requerimientos de flexibilidad en la red de gas.
Por ejemplo, podría ocurrir que no hubiera suficiente
flexibilidad en la infraestructura de gas (en forma de carga
de línea, es decir, el gas almacenado en los gasoductos,
especialmente en presencia de atascos locales) para entregar combustible a centrales eléctricas de gas con el fin de
proporcionar equilibrio y conservar energía en caso de producción renovable incierta y de cambio constante. En casos
como este, puede ser necesario restringir la capacidad de las
plantas de gas para equiparase con las variaciones de la carga
eléctrica neta que detecten y, en cambio, proporcionar reservas introduciendo limitaciones intertemporales (entre escalas de tiempo que tienen en cuenta el almacenamiento de la
carga de línea y sus limitaciones) e intersectoriales (entre gas
y electricidad) de límite de carga en el problema (eléctrico)
de flujo de energía óptimo. El suministro de calor puede
empeorar este problema, dado que un sector de la calefacción más o menos electrificado puede cambiar la magnitud
de la limitación de carga en la cobertura de las variaciones
de carga neta y el volumen de gas (y, por lo tanto, la carga de
línea) en la red de gas.
Un reto en esta dirección atañe a cómo captar esta característica en términos matemáticos y ajustarla a los problemas
de control y optimización subyacentes. Por lo tanto, la introducción del control integrado y la optimización integrada de
redes de electricidad y gas podría traer importantes beneficios al prevenir el aumento de estos casos (ver Gráfico 3).
Por otra parte, la optimización integrada de electricidad
y gas, también a través de la coordinación de las actividades
de mercado, podría mejorar la eficiencia global del sistema
y la utilización de los recursos. Esto es particularmente relevante en cuanto a la programación de reservas por unidades
productoras eléctricas de gas y el acceso a toda la flexibilidad substancial disponible en la red de gas. Además, hay
nuevas formas de flexibilidad multienergética que permite la
red de gas a través de las tecnologías emergentes, incluidos
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los procesos de conversión de energía a gas que podrían
representarse en el desarrollo de la optimización integrada
y las estrategias de control teniendo en cuenta no solo los
beneficios potenciales de la flexibilidad, sino también las
limitaciones de flexibilidad pertinentes. Estas restricciones
pueden referirse, en particular, a límites reglamentarios
impuesto sobre el volumen de hidrógeno que puede ser combinado con el gas natural (con un límite físico superior del
orden del 20% en volumen para evitar fugas, mal funcionamiento de dispositivos, etc.) y al hecho de que más cantidad
de hidrógeno en la red puede reducir la capacidad de flujo y
llevar a una mayor oscilación de carga de línea.
Ejemplos de Modelado y Aplicaciones
a Nivel de Distribución
A partir de parámetros convencionales, el objetivo principal a
nivel de distribución es aprovechar las capacidades de acción
rápida de recursos energéticos distribuidos con interfaz de electrónica de potencia, así como la flexibilidad que ofrece una
serie de otros activos controlables, para permitir la expansión
de la capacidad sostenible, responder a solicitudes de servicio
provocadas por los operadores de sistemas de transmisión y
distribución, y lograr la coordinación de la red y así asegurar el
funcionamiento fiable de toda la infraestructura de distribución.
Las estrategias de control progresistas para los DER de energías
renovables se complementan con mecanismos de optimización
de carga lateral, con la intención de proporcionar la flexibilidad
necesaria para hacer frente a la volatilidad de la producción de
energía renovable y ofrecer servicios a gran escala. Además,
las (micro) unidades de cogeneración y las de almacenamiento
de calor pueden proporcionar flexibilidad en el parte de la producción. Una operación coordinada de varios activos de energía controlable pueden suministrar, a nivel local, electricidad y
calor (así como refrigeración, si es necesario), reduciendo considerablemente los costos operativos y los impactos ambientales. Dicha coordinación puede ofrecer mayor flexibilidad en la
prestación de servicios de red eléctrica en forma de respuesta de
la demanda en tiempo real o casi en tiempo real.
La flexibilidad en sistemas de distribución se relaciona
con tres factores principales (que afectan el desarrollo de
estrategias de optimización y control distribuidos a diversas
escalas de tiempo):
✔✔ la disponibilidad de almacenamiento de energía, a menudo en formas de energía diferentes a la eléctrica (por
ejemplo, almacenamiento de calor e inercia térmica)
enero/febrero 2017
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