Evaluación Técnica y de Mercado de la Operación de una Microrred en Modo Aislado dentro de un Sistema Eléctrico de Potencia con Ambiente Desregulado

Abstract

La operación por microrredes aisladas presenta una serie de desafíos técnicos y de mercado, especialmente por la integración de fuentes intermitentes de generación, sistemas de control distribuidos, almacenamiento y participación activa de la demanda. Las dificultades que se presentan en la actualidad por falta de definiciones, especificaciones técnicas y de mercado que definan los requerimientos para la prestación de los servicios complementarios de control de tensión y de frecuencia en una microrred aislada, desaprovechan los aportes de la conexión de los Recursos Energéticos Distribuidos conectados a la microrred. Encontrar la mejor manera para combinar la prestación de servicios técnicos de soporte mediante la integración de Recursos Energéticos Distribuidos con un esquema de mercado que garantice la sostenibilidad de la microrred aislada, es un reto de investigación debido a los inconvenientes e incertidumbres asociadas a la prestación de los servicios complementarios a nivel de distribución. La tesis propone una caracterización de la prestación de los servicios complementarios de control de tensión y frecuencia mediante los Recursos Energéticos Distribuidos, teniendo en cuenta la estructura regulatoria colombiana. Con base en esta caracterización se definen las responsabilidades, requerimientos y criterios de cada uno de Recursos Energéticos Distribuidos instalados en la microrred aislada. Se propone implementar un modelo de negocios, a partir del modelo Canvas, que incluye como propuesta de valor la prestación de servicios de soporte técnico, como el control de tensión y frecuencia, analizando la atractividad para los inversionistas. Finalmente, se plantea un modelo que conjuga los requerimientos técnicos con el modelo de negocios Canvas en el que se evalúa la difusión de los DER en una microrred aislada a partir de la rentabilidad de invertir en esa tecnología y contar con incentivos por prestación de servicios técnicos de control de tensión y frecuencia que garanticen la sostenibilidad técnica y económica de la microrred aislada

Abstract: Isolated microgrid operation presents technical and economic challenges, especially by integration of intermittent sources, distributed control systems, storage, and demand side management. The current difficulties due to the lack of definitions and technical and economic specifications that define the requirements to provide ancillary services (voltage and frequency control), missing the contributions of integrate Distributed Energy Resources in isolated microgrids. Finding the best way to provide ancillary services, like voltage and frequency control, with an economic scheme that guarantees the sustainability of isolated microgrid, is a challenge due to the drawbacks and uncertainties associated with integrate Distributed Energy Resources in isolated microgrids. The thesis proposes a characterization of Distributed Energy Resources to provide ancillary services, like voltage and frequency control, consider Colombian policies. Based on the characterization, we define the responsibilities, requirements, and criteria of each of Distributed Energy Resources installed in the isolated microgrids. In second instance, a business model is proposed (Canvas model), which includes a value proposition to provide ancillary services from Distributed Energy Resources to attract investors. Finally, a model that combine technical and economic requirements is proposed to evaluate the diffusion of Distributed Energy Resources based on the profitability of invest in technology with technical incentives to guarantee technical and economical sustainability of isolated microgrid