Diseño de Estrategias de Recarga de Vehículos Eléctricos a través de una Tarifa Flexible basada en la Predicción de Uso

CORIA PANTANO, GUSTAVO EZEQUIEL

Editorial Fundación Universitaria - Universidad Nacional de San Juan

Año: 2020 p. 183

978-987-86-6366-1

La comunidad científica y técnica especializada en ingeniería eléctrica se encuentra en permanente estudio y desarrollo de nuevas tecnologías con el fin de reducir los graves efectos sobre el medio ambiente que han sido ocasionados por las actividades del hombre. Dentro de estas nuevas tecnologías surgen los vehículos eléctricos conectables a la red y la generación de electricidad, de forma distribuida, como es el caso de la energía solar fotovoltaica. En este sentido, es importante realizar un adecuado control de estos dispositivos de tal manera de reducir los posibles problemas que ocasionará su inserción en los sistemas de suministro de energía eléctrica, como pueden ser generación de nuevos picos de demanda, variaciones en los perfiles de tensión, inyección de armónicos a la red, deterioro acelerado de los componentes de la red, etc.Una forma de controlar dichos impactos es a través de la gestión de estos dispositivos, la cual se espera sea realizada por un nuevo agente conocido como agregador. Un agregador actúa en las redes de distribución, como intermediario entre el operador de la red de distribución y los productores-consumidores finales, dueños de generación distribuida y vehículos eléctricos. No obstante, el agregador debe recibir señales económicas para definir su estrategia de operación, y es en la definición de tales señales en donde el operador de la red de distribución tiene una oportunidad para optimizar el uso de sus activos eléctricos y mejorar la forma en que opera la red. En general, las señales económicas se deben dar a través de la implementación de estrategias tarifarias flexibles que incentiven la coordinación de la recarga de los vehículos eléctricos en determinados momentos del día.Considerando estos antecedentes, en esta tesis se presenta una propuesta metodológica para generar estrategias óptimas de control de recarga diaria de vehículos eléctricos y se propone una tarifa flexible basada en la predicción del uso de la electricidad para el día siguiente. La metodología basada en estaRESUMENtarifa contribuye con la reducción de la pérdida de vida de los activos estratégicos del sistema eléctrico, y permite considerar los recursos de generación distribuida fotovoltaica.En esta tesis se presentan tres aportes novedosos al cuerpo del conocimiento, el primero consiste en la formulación del problema de optimización que permite determinar perfiles óptimos de potencia de recarga de vehículos eléctricos con el objetivo de aplanar la curva de carga de los trasformadores, y en función de dichos perfiles calcular una tarifa para el día siguiente, de tal manera de incentivar a los agregadores a que sigan la curva de recarga óptima.El segundo aporte radica en una novedosa propuesta de tarifa flexible que permite considerar en su definición las incertidumbres de los parámetros requeridos en la solución del problema de optimización.Finalmente, y debido a la gran cantidad y variedad de parámetros que presentan incertidumbre en el análisis, el tercer aporte de esta tesis consiste en una metodología integral que incorpora módulos para realizar pronósticos de demanda base y generación FV, considerar el comportamiento de los usuarios de vehículos eléctricos, realizar las optimizaciones necesarias para la definición de la tarifa flexible para el día siguiente y analizar los impactos de la estrategia de recarga de vehículos eléctricos sobre la red eléctrica y sus activos. Adicionalmente, para garantizar la eficiencia computacional de dicha metodología integral, se emplea en el análisis un algoritmo de reducción de escenarios.Para verificar la efectividad de la metodología propuesta en esta tesis respecto de otras reportadas en el estado del arte en la temática y que en su mayoría se basan en tarifas de tiempo de uso, o tarifas horarias, en el Capítulo 5 se aplica la metodología a dos casos de estudio, un sistema de distribución de 4 barras y el otro de 33 barras de la IEEE, dado por un sistema de distribución estándar de pruebas de la IEEE. Los resultados obtenidos permiten concluir que la coordinación de recarga de vehículos eléctricos basada en la tarifa flexible permite mitigar los impactos sobre los sistemas de distribución que ocasionan las estrategias de recarga basadas en la tarifa de tiempo de uso.