Modelado, optimización y gestión de micro-redes eléctricas : operatorias en los modos isla e interconectado

Abstract

El creciente interés por las energías renovables y su integración con tecnologías de la información ha impulsado la transformación de las redes eléctricas hacia modelos inteligentes. Estas redes incorporan a consumidores que también producen energía, recursos distribuidos y estrategias de gestión coordinada. En este marco, las micro-redes destacan por su tamaño reducido, facilidad de comunicación y fomento de la generación renovable a pequeña escala. Además, al interconectarse, pueden constituir mercados de intercambio energético, lo que eleva la importancia de estrategias de gestión técnica y económica.

La tesis aborda el desarrollo de algoritmos de gestión en dos niveles: control secundario, enfocado en los recursos internos de la micro-red, y control terciario, centrado en transacciones entre micro-redes interconectadas. Para el primer nivel, se emplea un algoritmo de optimización por enjambre de partículas (PSO), adaptado para minimizar indicadores económicos, ambientales y de calidad, ofreciendo resultados confiables, con menor tiempo de cálculo y mayor capacidad de convergencia frente a métodos tradicionales. También se proponen variantes del PSO para planificar la expansión de micro-redes, considerando la intermitencia de recursos solares y eólicos.

En el nivel terciario, se diseñan políticas regulatorias para mercados energéticos entre micro-redes, incluyendo un mecanismo inspirado en la teoría de juegos (Vickrey-Clarke-Groves) que busca evitar sobreprecios y fomentar la sustentabilidad.

Finalmente, los modelos y algoritmos se integraron en PEGO, un software de simulación y análisis de micro-redes, basado en Python y componentes libres. Esta herramienta modular permite cálculos de flujo, optimización y simulación de redes interconectadas, facilitando estrategias de control y planificación, con perspectivas de difusión abierta.