Control transactivo distribuido en sistemas de distribución con microrredes considerando incertidumbre en la generación
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Resumen
La creciente penetración de recursos energéticos renovables en redes de distribución ha introducido niveles significativos de incertidumbre operativa. Este fenómeno ha evidenciado las limitaciones de los esquemas tradicionales de despacho económico y control transaccional distribuido, los cuales suelen asumir conocimiento perfecto de la disponibilidad de generación. En este contexto, este trabajo aborda el problema de operación de microrredes interconectadas incorporando explícitamente la incertidumbre asociada a la generación renovable dentro del proceso de toma de decisiones.
Este trabajo propone integrar un enfoque de optimización robusta distribucional basado en momentos dentro de un esquema de control transaccional distribuido. La incertidumbre se representa mediante un conjunto de ambigüedad definido a partir de información parcial de primer y segundo orden, evitando la necesidad de asumir una distribución probabilística específica. En este sentido, Las restricciones probabilísticas asociadas con la disponibilidad renovable se reformulan como restricciones deterministas convexas. Esta reformulación preserva la tractabilidad computacional del problema y mantiene la interpretación económica de las señales de precio como variables duales.
Los estudios numéricos realizados sobre un sistema de prueba representativo muestran que el enfoque determinista utiliza completamente el valor esperado de la generación renovable. Como consecuencia, las soluciones obtenidas presentan alta vulnerabilidad ante escenarios inciertos. En contraste, el enfoque robusto distribucional introduce márgenes explícitos de seguridad que reducen la dependencia del sistema respecto al recurso incierto. Aunque esta estrategia incrementa el costo operativo, mejora la robustez y la factibilidad del despacho. El incremento de costo puede interpretarse como una prima asociada al manejo del riesgo operacional. Estos resultados muestran que la optimización robusta distribucional permite establecer un compromiso ajustable entre eficiencia económica y confiabilidad operativa en sistemas de distribución con alta penetración renovable. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
The increasing penetration of renewable energy resources in distribution networks has introduced significant levels of operational uncertainty, exposing the limitations of traditional economic dispatch and distributed transactive control schemes, which commonly assume perfect knowledge of generation availability. In this context, this work addresses the operational problem of interconnected microgrids by explicitly incorporating the uncertainty associated with renewable generation into the decision-making process.
This thesis proposes the integration of a moment-based distributionally robust optimization approach within a distributed transactive control framework. Uncertainty is modeled through an ambiguity set defined using partial first- and second-order statistical information, avoiding the need to assume a specific probability distribution. Accordingly, probabilistic constraints related to renewable availability are reformulated as deterministic convex constraints, preserving the computational tractability of the problem and the economic interpretation of price signals as dual variables.
Numerical studies conducted on a representative test system show that the deterministic approach fully utilizes the expected renewable generation, leading to solutions that are highly vulnerable under uncertainty. In contrast, the distributionally robust approach introduces explicit safety margins that reduce system dependence on uncertain renewable resources. Although this strategy increases operational costs, it improves dispatch robustness and feasibility. The additional cost can be interpreted as a premium associated with operational risk management. These results demonstrate that distributionally robust optimization enables a structured and adjustable tradeoff between economic efficiency and operational reliability in distribution systems with high renewable penetration.
Descripción
ilustraciones a color, diagramas