Sistema de gestión de energía domiciliario y su impacto en una red de distribución.

Abstract

Uno de los objetivos en los que la gran mayoría de los países en vías de desarrollo coinciden es la reducción de la huella de carbono, desde el área de la ingeniería eléctrica una de las maneras de aportar a esto es buscar la incorporación a la matriz energética de fuentes de generación limpias y renovables mediante la presencia de generación distribuida, lo cual representa un cambio de paradigma en el funcionamiento de las redes de distribución, ya que disminuye la dependencia a los sistemas centralizados de generación que en su mayoría corresponden a fuentes de energía convencionales, además en las últimas décadas el almacenamiento de energía ha tomado un rol importante al ayudar a aprovechar al máximo la energía generada mediante paneles fotovoltaicos. En este trabajo mediante la combinación de generación fotovoltaica, sistemas de baterías, tarifas presentes en mercado libre y sistemas de gestión de energía domiciliarios, se simula el funcionamiento de un alimentador real correspondiente al alimentador Antumalal en la comuna de Pucón, Chile, mediante la definición de cuatro escenarios que pretenden simular una realidad cercana a un futuro próximo teniendo en cuenta el marco normativo chileno. En esta red un 67,7% de la potencia conectada correspondiente a cargas se asumen como cargas residenciales, respetando un nivel de demanda a nivel nacional, en las cuales el porcentaje penetración de generación distribuida junto con almacenamiento de energía varía según escenario, los sistemas de gestión de energía domiciliarios son los que permiten la programación de carga y descarga del almacenamiento de acuerdo a las tarifas presentadas, de esta forma mediante DigSilent se simulan estos escenarios con el fin de visualizar impactos técnicos, logrando comprobar que bajo las distintas condiciones definidas en cada escenario, este alimentador es capaz de afrontar estos cambios, mejorando su desempeño al recortar pérdidas, acotar niveles de voltaje con máximos que no sobrepasan el 1,03 p.u manteniéndose bajo normas de calidad de servicio, disminuir entre un 3% y un 6% la exigencia a las líneas de distribución y recortar demanda al alimentador en horarios peak de consumo, resultados los cuales han sido mucho más explícitos para el mes de enero.

One of the objectives in which the vast majority of developing countries agree is the reduction of the carbon footprint, from the area of electrical engineering one of the ways to contribute to this is to seek the incorporation into the energy matrix of clean and renewable generation sources through the presence of distributed generation, This represents a paradigm shift in the operation of distribution networks, as it reduces dependence on centralized generation systems that mostly correspond to conventional energy sources, also in recent decades energy storage has taken an important role in helping to maximize the energy generated by photovoltaic panels. In this work, through the combination of photovoltaic generation, battery systems, free market tariffs and home energy management systems, the operation of a real feeder corresponding to the Antumalal feeder in the commune of Pucón, Chile, is simulated by defining four scenarios that aim to simulate a reality close to the near future, taking into account the Chilean regulatory framework. In this network, 67.7% of the connected power corresponding to loads are assumed as residential loads, respecting a level of demand at national level, in which the percentage penetration of distributed generation together with energy storage varies according to the scenario, the home energy management systems are the ones that allow the programming of charging and discharging of the storage according to the tariffs presented, In this way, DigSilent simulates these scenarios in order to visualize technical impacts, proving that under the different conditions defined in each scenario, this feeder is able to cope with these changes, improving its performance by cutting losses, limiting voltage levels with maximums that do not exceed 1.03 p. u while maintaining service quality standards, reducing the demand on the distribution lines by between 3% and 6% and reducing demand on the feeder at peak consumption times, results which have been much more explicit for the month of January.