Estado del arte sobre diseño y dimensionamiento de microrredes eléctricas

Abstract

The current electric grid, taken to the limit as much in size as in complexity, faces new challenges and needs of restructuring due to the growth of demand, power quality and emissions of greenhouse gases. Distributed grid architectures are acquiring a role increasingly important as alternative solutions to the centralized power grid. Among these architectures are the electric microgrids, low voltage distribution systems constituted by loads and distributed energy resources that, coordinated in an efficient way, allow to optimize the operation of the whole system. As part of current projects for the development of microgrids, the present project is a preliminary study for the design and sizing of a microgrid. This case study will be carried out on the School of Engineering of the University of Seville and it will consist of studying the current generation resources of the building, analysing its consumption pattern and proposing and sizing other energy resources based on renewable energy to reach a sufficient generation capability. After the elaboration of this project, a possible generation scenario for the previous purpose has been obtained. Generation capability of current generation resources (the Solar Cooling Plant and the Backup Generator Set) is well-known. In addition, making use of the consumption pattern obtained, a photovoltaic plant and a storage system have been sized taking a relationship of commitment between cost and storage capability into account. Among the most important conclusions, it can be mentioned, in relation with the theoretical part, the importance of studies in island mode and the lack of regulation for microgrids connection to the network in Europe. In relation with the case study, a yearly consumption pattern very representative has been obtained, current generation resources have been characterized and a photovoltaic plant for different scenarios has been sized, being the most interesting one in which there is storage.

La red eléctrica actual, llevada a su límite tanto en tamaño como en complejidad, enfrenta nuevos retos y necesidades de reestructuración debido al aumento de la demanda, de la calidad de suministro y de las emisiones de GEI. Las arquitecturas de red distribuidas están adquiriendo un papel cada vez más relevante como soluciones alternativas a la red eléctrica centralizada. Entre dichas arquitecturas se encuentran las microrredes eléctricas, sistemas de distribución de baja tensión constituidos por cargas y recursos de energía distribuidos que, coordinados de forma eficiente, permiten optimizar la operación de todo el sistema. Como parte de los proyectos actuales para el desarrollo de microrredes, el presente trabajo es un estudio preliminar sobre el diseño y dimensionamiento de una microrred. Este caso de estudio se llevará a cabo sobre la Escuela Técnica Superior de Ingeniería y consistirá en estudiar los recurso actuales de generación del edificio, su patrón de consumo y proponer y dimensionar otros recursos que permitan alcanzar una capacidad de generación suficiente. Entre las conclusione más importantes pueden mencionarse la importancia de los estudios en modo isla y la escasez de normativa de conexión de microrredes a la red eléctrica. En relación con el caso de estudio, se ha obtenido un patrón de consumo anual muy representativo, se han caracterizado los recursos actuales de generación del edificio y se ha dimensionado una planta PV para distintos escenarios, siendo el más interesante aquél en el que hay almacenamiento. Todo ello ha permitido obtener un posible escenario de generación para el funcionamiento de la Escuela como una microrred.