Planificación de sistemas de almacenamiento para la integración óptima de renovables en sistemas eléctricos

Abstract

El presente trabajo aborda la problemática del almacenamiento energético como apoyo a la producción de energía mediante fuentes renovables y se centra más concretamente en la energía eólica. La actual situación energética de nuestro país con el cierre de algunas de las centrales clave durante los últimos años en la estabilidad y cobertura de la demanda de la red como la central de Santa María de Garoña, Lada o Velilla, parece inclinar la balanza hacia un modelo donde las renovables convivan con un número más reducido de centrales de carbón o nucleares que provean la energía de base pero que sean capaces también de dar una regulación en frecuencia que no era necesario ofrecer en el pasado y que eviten unos gradientes de carga excesivos en los momentos en los que la situación atmosférica cambie a un escenario menos propicio para las renovables. Sin embargo, con los gradientes siendo cada vez mayores, cubrirlos puede llegar a ser problemático y el almacenamiento energético se postula como la solución a este problema. Por ello, este trabajo de fin de máster hace un repaso a las diferentes tecnologías de almacenamiento disponibles que pueden llegar a ser compatibles con la energía eólica en particular y las energías renovables en general, ofreciendo una visión generica del funcionamiento del sistema de almacenamiento y su funcionamiento. Así mismo, mediante el programa GAMS abordaremos la problemática de la programación óptima de la dupla parque eólico y almacenamiento intentando definir varios puntos de importancia. En primer lugar cual sería la capacidad de almacenamiento óptimo para una determinada curva prevista de producción y en segundo lugar cual sería la programación optima del sistema de almacenamiento en ese caso La segunda parte se centrara en la integración del almacenamiento en una red de 14 nudos para intentar lograr el mayor beneficio posible.

The present work try to give a new vision of the relationship between the energy storage and the renewable sources, which are going to be the main electricity producers in the following years and more specifically it puts the scope in the wind energy. The current situation in Spain with the closure of lots of nuclear and coal plants that were once the base of the Spanish energy system like Garoña, Lada or Velilla, shows the future path in the energy production industry; This kind of fosil fuel plants are going to still being the base of the Spanish electricity system but with some important changes, for example, they will have to give the grid some frecuency regulation that they have not give before and they should, as well, be capable of deal with the big energy gradients that can produce the renewable plants. Those are the reasons why this proyect gives the readers a sight of how the storage systems that can be compatible with the renewable energy and more important with the wind energy works, its main components etc. Moreover, using the software GAMS this proyect deals with the problem of how to program the correct schedule for a wind energy plant and the size of the storage associate to it, trying to maximize its economic beneficts. On the other hand, using the same software we have develop an optimal power flow with an energy storage in one of its nodes to study the behaviour of the other generator in the grids and the grid itself