Asignación de reservas en giro en redes autónomas considerando las restricciones de estabilidad de frecuencia y variaciones de energía solar a corto plazo

Los sistemas eléctricos aislados y de baja inercia enfrentan el problema de la resiliencia ante variaciones de potencia activa. La integración de fuentes de energía renovable variable, como la eólica y la solar fotovoltaica, amplía aún más los límites de este problema. Cuotas más altas de energías renovables requieren mejores evaluaciones de la estabilidad del sistema eléctrico, para evitar graves consecuencias en términos de seguridad y económicos. Por lo tanto, tener en cuenta los requisitos de estabilidad de frecuencia y asignar adecuadas reservas en giro se convierte en un tema de importancia crucial en la planificación y gestión operativa de los sistemas eléctricos. En este documento, se proponen restricciones dinámicas de frecuencia para garantizar la resiliencia durante variaciones de potencia a corto plazo debido, por ejemplo, a ráfagas de viento o paso de nubes. El uso de las restricciones propuestas se ejemplifica en un estudio de caso, integrándose las restricciones en un algoritmo de programación lineal entera mixta para dimensionar las capacidades óptimas de recursos de almacenamiento de energía solar fotovoltaica y baterías en una planta industrial aislada. Los resultados de este estudio de caso muestran que las reducciones en el costo nivelado de la energía y en las emisiones de carbono pueden ser sobrestimadas en un 8.0% y un 10.8% respectivamente, donde se desatienden las restricciones de frecuencia. El dimensionamiento óptimo propuesto se valida mediante simulaciones en el dominio del tiempo del estudio de caso. Los resultados indican que este sistema óptimo es estable en frecuencia bajo la contingencia de peor caso.