IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - July/August 2021 - 52

El enfoque que desarrollamos y demostramos en este proyecto
explora una característica clave de un mercado a nivel de
distribución: cómo optimizar el uso de las FED participantes
para el soporte a la red.
cesitar varias horas de antelación para cargarse o descargarse
en previsión de un evento o de fluctuaciones
de precios.
Por estas razones, tenemos que buscar enfoques alternativos
que resuelvan el problema de OPF para nuestros sistemas
de distribución en un futuro con un gran número de
FED, soluciones que puedan manejar los aumentos de escala
y complejidad, al tiempo que optimizan los resultados del
sistema. Un enfoque prometedor es introducir mercados
localizados a nivel de distribución que se coordinen con los
mercados mayoristas en lugar de integrarse directamente
en ellos. Estos mercados de distribución todavía tienen que
resolver un problema de OPF difícil, pero pueden centrarse
en partes más pequeñas de la red, por ejemplo, un alimentador
de distribución a la vez.
El enfoque que desarrollamos y demostramos en este proyecto
explora una característica clave de un mercado a nivel
de distribución: cómo optimizar el uso de las FED participantes
para el soporte a la red. El enfoque, conocido como
NAC, es un algoritmo distribuido que permite a los prosumidores
negociar (ofertar) iterativamente sus necesidades de
suministro o consumo de energía. NAC converge a los LMP
que garantizan la utilización más eficiente de los recursos
del prosumidor y de la red y que se satisfagan sus respectivas
restricciones. El EMS automatiza esta negociación iterativa
a lo largo de un horizonte temporal en lugar de un único paso
de tiempo, de modo que se toman mejores decisiones a largo
plazo sobre el estado de carga de la batería.
Al distribuir el cálculo, podemos aprovechar los recursos
informáticos del EMS para que el OPF multiperiodo pueda
resolverse en 5 minutos, lo que permite el despacho de recursos
de FED casi en tiempo real, lo que está en consonancia
con el NEM mayorista existente, a pesar del aumento de la
complejidad del modelado. La figura 4 muestra los pasos
clave de la negociación NAC, que se basa en el algoritmo del
método de multiplicadores de dirección alterna.
Utilizando este enfoque, dividimos el OPF multiperiodo
en dos subproblemas más sencillos, uno que gestiona las restricciones
de la red resueltas en el servidor NAC de la nube
(etapa 2) y otro que gestiona las restricciones y preferencias
de la FED del cliente resueltas por el EMS (etapa 3). Las tres
etapas reflejadas en la figura 4 consisten en:
1) Los datos de la red, así como las mediciones de la potencia
del punto de conexión del cliente, las lecturas
del reconector de la red y el tiempo local son recogi52
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dos por el servidor de la nube del NAC cada 5 minutos.
Los patrones de carga de la red se pronostican y
activan una negociación de soporte a la red de FED si
están fuera de la capacidad de la red.
2) El servidor NAC resuelve el subproblema de red que
abarca las siguientes 24 horas utilizando las previsiones
de carga como entrada para los clientes no participantes.
A partir de esta solución, se envían a cada
cliente las potencias reales y reactivas viables en la
red como una solicitud junto con los correspondientes
LMP permanentes.
3) Los EMS resuelven los subproblemas de los clientes al
optimizar el uso de sus FED en respuesta a los LMP
y a la potencia de apoyo solicitada por el servidor de
la nube NAC. Su mejor respuesta se envía de nuevo
al servidor NAC, donde los LMP se actualizan para
reflejar los cambios en el uso de la red. La negociación
itera entre las etapas 2 y 3 hasta que el algoritmo identifica
la convergencia a un nivel de apoyo en el que
se satisfacen las restricciones de la red y los clientes
están contentos con los LMP ofrecidos.
En caso de que no se pueda alcanzar la convergencia por
cualquier motivo, el sistema está diseñado para recurrir a la
solución de la última negociación exitosa. Alternativamente,
se pueden indicar estas situaciones al operador de la red
para una intervención más manual, p. ej., en circunstancias
en las que un fallo de la red ha provocado una inviabilidad.
Actualmente, no se conoce ninguna garantía de convergencia
teórica cuando se utiliza el método de los multiplicadores
de dirección alterna para resolver un problema no convexo,
como el OPF. No obstante, en la práctica, la convergencia no
ha sido un problema, y seguimos esperando obtener soluciones
cercanas a la maximización del bienestar social de los
clientes y de la red. Esto queda respaldado por los experimentos
que utilizan el método de multiplicadores de dirección
alterna para resolver el OPF en escenarios similares.
NAC en Bruny Island
En el contexto de Bruny Island, el NAC se encargó de negociar
el despacho de los 34 sistemas de baterías para garantizar
que el cable submarino se mantuviera por debajo de su
límite de corriente. El subproblema OPF toma como entrada
una previsión de la carga de la isla (generada a partir de las
lecturas del reconector) y un modelo de la red de media tensión
(MT) trifásica desbalanceada de 11 kV. A continuación,
julio/agosto 2021
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