Diseño de un sistema de gestión de energía basado en control predictivo por modelo para una microrred aislada localizada en zonas rurales del Ecuador

Abstract

Actualmente, la demanda de electricidad en el mundo aumenta de manera constante, es así que las investigaciones se han desplegado en el desarrollo de sistemas que permitan suministrar energía a los usuarios de manera segura, confiable, y ecológica. En este contexto, las microrredes se convierten en alternativas potenciales para proveer de electricidad a comunidades aisladas del Ecuador, ya que el acceso a la electricidad tiene una directa relación con el mejoramiento de la calidad de vida de sus habitantes. En este trabajo se desarrolla un algoritmo de gestión de energía de una microrred aislada basado en Control Predictivo por Modelo con el objetivo de minimizar los costos de operación de la microrred, considerar la degradación de la batería, y, además, satisfacer las necesidades de confort de los usuarios de una zona aislada del Ecuador. Se considera una arquitectura de una microrred electrotérmica, que está compuesta por un sistema fotovoltaico, un generador a diésel, un banco de baterías, cargas eléctricas y un sistema de Agua Caliente Sanitaria compuesto por un calentador de agua eléctrico y un tanque de almacenamiento de agua. El análisis del rendimiento del sistema de gestión de la energía se realiza a través de simulaciones numéricas en Matlab y FICO Xpress bajo diferentes escenarios, y es comparado con un enfoque basado en el Compromiso Unitario con Despacho Económico. Finalmente, se realizará una validación experimental con el simulador Typhoon HIL.