Los planes de expansión de la infraestructura eléctrica en el país para dar cobertura energética a todo el territorio plantean grandes desafíos de diseño que garanticen la operación robusta de la red: estabilidad ante nuevas fuentes o nodos y rechazo a perturbaciones (cambios en las cargas y nodos fuera de línea, principalmente). Gran parte de las falencias en energía se prevé que sean suministradas con fuentes no convencionales de energía (FNCER), las que ubicadas en diferentes posiciones dentro de una zona determinada dan lugar a una microrred, la cual, por definición (si no está aislada) deberá estar en capacidad de interactuar con la red de energía suministrándole -cuando se pueda- electricidad, bien en forma de activos o bien en forma de reactivos. Esto conlleva un análisis de sincronización y su respectivo control. Dada la cantidad de nodos involucrados en el proceso, a este sistema se le considera una red compleja, para cuyo estudio y control se deben utilizar herramientas de los sistemas complejos.
En la forma más simple, la red eléctrica está formada por generadores y consumidores en el que la electricidad se transmite gracias a que la oferta (generación) y la demanda (consumo) se encuentran en un equilibrio (balance de carga) que permite el transporte mediante la sincronización de la frecuencia de operación de los elementos en la red alrededor de un valor nominal de 60Hz. Perturbaciones en la generación o en el consumo pueden provocar que la sincronización se pierda, produciendo fallos en la transmisión.
El mecanismo de transporte de electricidad previamente descrito, es posible modelarlo mediante el modelo de osciladores de fase acoplados de Kuramoto, para el cual existen herramientas teóricas que permiten su análisis, entre las cuales se pueden mencionar condiciones analíticas de sincronización, así como de estabilidad del estado sincronizado. De otro lado, el control de redes es un área de investigación abierta.
Mediante la realización de este proyecto se pretende utilizar dicho modelo para valorar la estabilidad de una microrred y desarrollar algortimos de control para estas microrredes. La valoración de la estabilidad se logrará usando las herramientas teóricas y computacionales usadas en el contexto del modelo de Kuramoto, evaluando los posibles efectos de algunas perturbaciones localizadas o globales sobre el comportamiento sincronizado del sistema, y en el control se propondrán algoritmos basados en técnicas desarrolladas al interior del grupo, las cuales usan información del estado estacionario para inducir al sistema completo a evolucionar a ese estado (FPIC: Control por Inducción al Punto Fijo), sin requerir medición completa del estado. |