Operación económica de una micro-red con restricciones de estabilidad

Abstract

En el presente trabajo se propone un modelo de matemático de optimización maestro-esclavo entre un despacho económico (maestro), retroalimentado con un análisis de estabilidad de pequeña señal (esclavo). El modelo propuesto determina si una solución, determinada mediante una optimización algebraica (maestro), es estable (o no) mediante el cálculo de sus valores propios (esclavo) e itera hasta encontrar una solución que es tanto económica como estable. El método consiste en definir un problema maestro como etapa de optimización económica, caracterizada por un modelo de flujo optimo convencional (OPF, por su nombre en inglés: Optimal Power Flow), mientras que el problema esclavo o etapa de estabilidad es el encargado de determinar las ganancias de control droop (de cada unidad de generación conectada mediante un conversor) para estabilizar el despacho obtenido por el problema maestro. Si dicho despacho no puede ser estabilizado, entonces se itera insertando una restricción (o corte ) de factibilidad en el maestro hasta obtener una solución de mínimo costo (de forma local) que sea estable en pequeña señal. Se proponen dos versiones del modelo dependiendo si el maestro corresponde a un DC-OPF o uno AC-OPF. Dichas formulaciones son testeadas con micro-redes de dos y tres micro-fuentes. Esta tesis demuestra que estas formulaciones resuelven exitosamente el despacho coordinado (definiendo tanto la inyección de las unidades en potencia activa y reactiva, como las ganancias de los controladores) para sistemas de dos y tres micro-fuentes. Más aún, en el problema de dos micro-fuentes, la aproximación DC-OPF resulta completamente convexa por lo que la solución encontrada corresponde a un óptimo global.