Dimensionamiento y localización óptima de sistemas de almacenamiento de energía en redes de distribución

Abstract

Los sistemas de almacenamiento de energía (ESS) pueden ser utilizados para realizar mejoras sustanciales en los sistemas eléctricos de potencia. Esto se debe a la flexibilidad que entregan durante la carga y la descarga, permitiendo diversas aplicaciones, entre las que destacan el recorte de potencia punta; compra y venta de energía, disminución de pérdidas en líneas de transmisión y evitar congestión el líneas de transmisión. En particular para una distribuidora resulta de especial interés estas características del ESS, ya que le permiten aumentar su rentabilidad. El objetivo principal de esta tesis es dimensionar y localizar de manera óptima ESS con el objetivo de recortar la punta de demanda en redes de distribución (RD). Junto con lo anterior se busca relacionar la optimización con parámetros importantes de ESS, tales como los costos de inversión, eficiencia y vida útil. Para lograr esto se propone una metodología que considera el punto de vista de la distribuidora. Esta metodología evalúa el pago por potencia y compra de energía por parte de la distribuidora; los costos de inversión, y los costos de operación y mantenimiento del ESS. A partir de esta metodología se obtienen diferentes costos de inversión frontera al variar parámetros del BESS tales como la eficiencia y la vida útil. Estas fronteras de costos de inversión determinan el límite costo que hace aún rentable al proyecto de BESS para la distribuidora. Los resultados muestran que el dimensionamiento óptimo está fuertemente afectado por los costos de inversión del BESS. Por otro lado, el parámetro técnico que permite una mayor mejora desde el punto de vista de la reducción de costos de la distribuidora es la vida útil de ESS, donde, por sobre los 5000 ciclos es posible rentabilizar proyectos con los costos de inversión presentes en varias tecnologías actuales. Al utilizar una estrategia de localización óptima la reducción de costos aumenta en de un 4 al 7,5% con respecto al dimensionamiento óptimo y su importancia relativa en el proyecto de BESS depende del precio de la energía. La reducción de costos que se obtiene de la localización óptima de módulos de BESS alcanza una saturación a medida que la cantidad de módulos de BESS aumenta. Este efecto sugiere que existe una cantidad óptima de módulos a localizar.