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Información de la Tesis Doctoral

Scalability and replicability of the impact of smart grid solutions in distribution systems

Andrea Rodríguez Calvo

Dirigida por Pablo Frías Marín, Rafael Cossent Arín

Las soluciones de redes inteligentes o smart grid ofrecen un elevado potencial para la integración eficiente de las energías renovables en las redes de distribución. Se están llevando a cabo numerosos proyectos piloto para probar el funcionamiento de las soluciones smart grid en condiciones reales. Sin embargo, los resultados obtenidos en dichos proyectos están sujetos a las condiciones específicas del piloto. Por tanto, las conclusiones extraídas pueden no ser directamente aplicables a la implementación de las mismas soluciones en distintos lugares o a mayor escala. Esta tesis propone un marco conceptual y metodológico novedoso para analizar la escalabilidad y la replicabilidad de las soluciones smart grid que permite evaluar cómo el contexto en el que se implementan dichas soluciones repercute sobre los resultados de la implantación de la smart grid. Esta tesis propone una metodología para el análisis de escalabilidad y la replicabilidad (SRA, del inglés scalability and replicability analysis) que comprende una primera etapa de análisis técnico basado en el uso de simulación para la cuantificación de indicadores clave de rendimiento (KPIs, del inglés Key Performance Indicators) que miden el impacto de las soluciones implantadas sobre el sistema; y una segunda etapa de análisis no técnico más cualitativo. El SRA técnico se sustenta en el empleo de redes representativas y escenarios de simulación para abarcar las distintas condiciones de contorno técnicas que pueden encontrarse en las regiones estudiadas. La experiencia reunida en los proyectos piloto se incorpora al SRA técnico comparando los KPI medidos en las demos con los valores obtenidos mediante simulación. El análisis no técnico aborda el contexto regulatorio y la perspectiva de los stakeholders relevantes para identificar barreras e impulsores para la implementación de soluciones smart grid. Esta tesis propone una clasificación de las soluciones smart grid en tres categorías de casos de uso para SRA basada en los tipos de impactos causados y los objetivos perseguidos: (i) automatización de la red para la mejora de la continuidad de suministro, (ii) control de recursos energéticos distribuidos y control de tensiones para el aumento de la capacidad de integración de la red, y (iii) funcionamiento en isla y micro-redes para la mejora de la continuidad de suministro. La implementación detallada de la metodología de SRA propuesta en esta tesis se ha particularizado para estos tres grupos de soluciones smart grid. En esta tesis se han identificado para el SRA de cada grupo de casos de uso de smart grid los requisitos para las redes representativas, los enfoques de modelado y simulación adecuados, los KPIs apropiados y los temas regulatorios y stakeholders relevantes. Finalmente, se ilustra la aplicación de la metodología de SRA propuesta mediante el SRA completo para el caso de estudio de automatización de redes de media tensión para la mejora de la continuidad de suministro en España e Italia. Este caso de estudio incluye también un análisis coste-beneficio basado en los resultados del SRA.


Descriptores: smart grid, electricity distribution, scalability, replicability, distributed energy resources, regulation

Universidad Pontificia Comillas. Madrid (España)

19 de junio de 2017

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