Modelos eléctricos de respuesta de cargas : obtención y aplicación a la identificación de usos finales en bajos niveles de agregación
El dato de la composición de la carga es de gran interés para las compañías eléctricas, usuarios e investigadores. Esta información puede ser utilizada por las compañías de dos formas distintas: estática y dinámica. La versión estática normalmente se utiliza para tareas relacionadas con la planificación de las actividades de la empresa. En cuanto a la dinámica, interesa en las tareas relacionadas con la operación del sistema.Actualmente, la versión estática se utiliza sobre todo en los estudios de mercado y en los modelos de predicción de la demanda a largo plazo, pero el autor desconoce la utilización de este parámetro de forma dinámica en la operación del sistema. La idea de intentar medir este dato de forma dinámica y a la vez económica surgió por el interés en conocer cuál era la proporción, sobre el total de la potencia demandada a un determinado nivel de agregación, de la potencia consumida por los aparatos de aire acondicionado. Disponer de este dato era importante, sobre todo, para el diseño de la estrategia de control de los ciclos de conexión/desconexión de cargas dentro de un programa de control de cargas, una de las alternativas DSM más importante para la reducción de los picos de demanda, tema sobre el que el grupo de investigación estaba trabajando. La participación en el programa Europeo SAVE II permitió conocer la problemática relacionada con la medida de la información sobre usos finales de determinadas cargas eléctricas, que se hacían por medio de la medida del consumo, aparato por aparato, con sus consabidos costes económicos y dificultades operativas, y que, al ser un método invasivo podía influir sobre el uso que se pretendía medir. Estos hechos fueron los que motivaron la investigación sobre la manera y forma de obtener este dato por otros medios que no fueran invasivos. Lo que sugería, por tanto, utilizar la información sobre la potencia activa y reactiva absorbida por el conjunto de cargas monitorizadas. Tras la observación de que la actividad (conexiones y desconexiones de los distintos equipos) medida al nivel de centro de transformación era demasiado elevada como para utilizar sólo la información procedente de la medida de la potencia activa y la reactiva, se cambió entonces el planteamiento inicial y se decidió utilizar la forma de onda de la corriente total absorbida; descomponiendo ésta entre las formas de onda de las corrientes absorbidas por las cargas eléctricas aguas abajo. Para poder realizar esta descomposición se necesitaban modelos que permitieran representar, lo más fielmente posible, la forma de onda de la corriente instantánea absorbida por las cargas. Dada la gran variedad de cargas que se pueden utilizar en niveles residenciales y comerciales, se necesitaban modelos que fueran lo suficientemente flexibles como para dar cabida a cargas con principios físicos muy distintos, y lo suficientementeprecisos como para predecir lo mejor posible la forma de onda en estado estacionario. Esto derivó la investigación a modelos armónicos del tipo matriz de admitancias, los cuales tienen la ventaja de ser modelos muy genéricos y además predecir los armónicos de corriente. En el desarrollo de la tesis se necesitaba implementar las aplicaciones informáticas que dieran soporte a todo el proceso, desde la obtención de los modelos de las cargas hasta el proceso completo de identificación. Puesto que se quería que los datos fueran procesados en tiempo real, y por tanto era deseable la máxima velocidad de ejecución, se programó todo el software en C++, que garantiza máxima velocidad pero que, al no ser una herramienta de propósito específico, obligó a desarrollar todos los algoritmos de tratamiento de la señal, además de la adquisición de datos, y representación gráfica de curvas. Finalmente, los modelos y el proceso de identificación realizado se debían contrastar, hasta donde fuera posible, con la realidad, por lo que se desarrolló un protocolo de medidas a nivel de laboratorio y de campo (CT). Por lo comentado, el objetivo principal de la tesis era la obtención de la máxima información posible sobre usos finales de cargas a un nivel de agregación bajo. De estos usos, la obtención de los consumos de los aparatos de aire acondicionado era de especial interés. I.2.- Estructura de la tesis Se ha estructurado el documento de la tesis en tres partes, más o menos independientes entre sí. Por este motivo se decidió que cada una de ellas tuviera sus propias conclusiones y bibliografía. La primera parte, “Composición de la carga y sistemas eléctricos”, es el resultado de la investigación realizada para la identificación de los usos y necesidades del dato de la composición de la carga en los distintos niveles y actividades de la empresa, así como de la forma de obtener ese dato actualmente y, previsiblemente, en el futuro. La segunda parte, “Modelos de carga”, trata sobre la investigación desarrollada en busca de modelos idóneos para nuestros propósitos y el proceso de obtención de sus parámetros.Finalmente se comparan, individualmente y entre ellos, sus predicciones con medidas de cargas reales para conocer sus debilidades y puntos fuertes La tercera parte, “Identificación de cargas”, propone una serie de métodos de identificación no invasivos que se pueden aplicar, además de presentar los ensayos y resultados obtenidos, con los que se pretende analizar las propiedades de cada uno de ellos. Finalmente, las conclusiones resumen las aportaciones de la tesis y presentan posibles líneas de investigación futuras.
Modelos de cargas eléctricas, Identificación de cargas eléctricas, Composición de cargas eléctricas, Sistemás eléctricos, Niveles de agregación
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