Metodología de aplicación de la optimización para el aumento de la eficiencia energética en las redes de distribución de baja tensión

Abstract

Energy Efficiency (EE) in the electricity sector is a top priority in the international agenda in order to reduce energy consumption and address climate change. The application of optimization tools in this sector may improve its efficiency and promote a more sustainable energy future. The present PhD deals with a methodology for the implementation of optimization tools in the low voltage (LV) network in order to improve its EE and by extension the one of the overall electrical system. The application of the methodology is validated for three scenarios of the LV network. In the first scenario, the LV network, the application of the methodology highlights the potentiality of the optimization to improve the network EE by means of the optimal location and sizing of distributed generation systems connected to it. In the second scenario, the demand side management in a domestic area is analyzed. In this case, the benefits obtained for the user and the utility with the optimization following the developed methodology are shown. Finally, the application of the methodology for the third scenario confirms the improvement of the LV network EE by means of the optimal self-production management in a residential area.

Elektrizitate sektorean Energia-Eranginkortasuna (EE) lehen mailako helburutzat hartzen da energiaren kontsumoa murriztu eta klima aldaketari aurre egiteko. Sektore honetan optimizazio herramienten aplikazioak bere eraginkortasun maila hobetzeaz gain bere garapen iraunkorra sustatu dezake. Tesi honetan optimizazio herramienten aplikaziorako metodologia bat garatzen da Behe-Tentsioko (BT) sarearen energia-eraginkortasuna eta ondorioz sare elektriko osoarena hobetzeko helbururarekin. Aldi berean, metodologiaren balioztatzea Behe-Tentsioko hiru eremu desberdinetan aplikatuz gauzatzen da. Lehen eremuan, Behe-Tentsioko distribuzio sarean, energia-eraginkortasuna hobetzeko optimizazioaren gaitasuna egiaztatzea ahalbideratzen du metodologiaren aplikazioak, sorkuntza barreiatuaren kokapen eta dimentsionamendu optimoen bidez. Bigarren eremuan, energia-eskaeraren kudeaketa aztertzen da etxe-alorrean. Bertan, garaturiko metologiaren bidez optimizazioaren onurak frogatzen dira bai erabiltzailearentzat eta baita sarearentzat berarentzat ere. Azkenik, hirugarren eremuan, metodologiaren aplikazioarekin sarearen energia-eranginkortasunaren hobekuntza aukerak aztertzen dira bizitegi-alorrean auto-produkzioaren kudeaketaren bidez.

La Eficiencia Energética (EE) en el sector eléctrico es considerado como un objetivo prioritario a nivel mundial para reducir el consumo energético y combatir el cambio climático. La aplicación de las herramientas de optimización en este sector puede contribuir a mejorar sus niveles de eficiencia y favorecer su desarrollo de una forma más sostenible. En esta tesis se desarrolla una metodología para la aplicación de las herramientas de optimización en las redes de Baja Tensión (BT) con el objetivo de mejorar la EE de estas redes y por extensión la del sistema eléctrico en general. Asimismo se valida su aplicación sobre tres escenarios tipo de la red de BT. La aplicación de la metodología sobre el primero de los escenarios, la red de distribución de BT, permite constatar la potencialidad de la optimización para mejorar la EE de la red mediante la ubicación y dimensionamiento óptimos de la generación distribuida conectada en la misma. En el segundo de los escenarios se analiza la gestión de la demanda en un ámbito doméstico. En él se comprueban los beneficios de la optimización mediante la metodología propuesta para el usuario y para la propia red. Por último, la aplicación de la metodología sobre el tercer escenario permite constatar las posibilidades de mejora de la EE de la red a través de la gestión de la auto-producción en un ambiente residencial.