Tesis por compendio de publicaciones[ES]El sector eléctrico, tradicionalmente dirigido por monopolios y poderosas
empresas de servicios públicos, ha experimentado cambios significativos en las
últimas décadas. Los avances más notables son una mayor penetración de las
fuentes de energía renovable (RES por sus siglas en inglés) y la generación
distribuida, que han llevado a la adopción del paradigma de las redes inteligentes
(SG por sus siglas en inglés) y a la introducción de enfoques competitivos en los
mercados de electricidad (EMs por sus siglas en inglés) mayoristas y algunos
minoristas. Las SG emergieron rápidamente de un concepto ampliamente
aceptado en la realidad. La intermitencia de las fuentes de energía renovable y su
integración a gran escala plantea nuevas limitaciones y desafíos que afectan en
gran medida las operaciones de los EMs. El desafiante entorno de los sistemas de
potencia y energía (PES por sus siglas en inglés) refuerza la necesidad de
estudiar, experimentar y validar operaciones e interacciones competitivas,
dinámicas y complejas. En este contexto, la simulación, el apoyo a la toma de
decisiones, y las herramientas de gestión inteligente, se vuelven imprescindibles
para estudiar los diferentes mecanismos del mercado y las relaciones entre los
actores involucrados. Para ello, la nueva generación de herramientas debe ser
capaz de hacer frente a la rápida evolución de los PES, proporcionando a los
participantes los medios adecuados para adaptarse, abordando nuevos modelos
y limitaciones, y su compleja relación con los desarrollos tecnológicos y de
negocios.
Las plataformas basadas en múltiples agentes son particularmente
adecuadas para analizar interacciones complejas en sistemas dinámicos, como
PES, debido a su naturaleza distribuida e independiente. La descomposición de
tareas complejas en asignaciones simples y la fácil inclusión de nuevos datos y
modelos de negocio, restricciones, tipos de actores y operadores, y sus
interacciones, son algunas de las principales ventajas de los enfoques basados en
agentes. En este dominio, han surgido varias herramientas de modelado para
simular, estudiar y resolver problemas de subdominios específicos de PES. Sin
embargo, existe una limitación generalizada referida a la importante falta de
interoperabilidad entre sistemas heterogéneos, que impide abordar el problema
de manera global, considerando todas las interrelaciones relevantes existentes.
Esto es esencial para que los jugadores puedan aprovechar al máximo las
oportunidades en evolución. Por lo tanto, para lograr un marco tan completo aprovechando las herramientas existentes que permiten el estudio de partes
específicas del problema global, se requiere la interoperabilidad entre estos
sistemas.
Las ontologías facilitan la interoperabilidad entre sistemas heterogéneos al
dar un significado semántico a la información intercambiada entre las distintas
partes. La ventaja radica en el hecho de que todos los involucrados en un dominio
particular los conocen, comprenden y están de acuerdo con la conceptualización
allí definida. Existen, en la literatura, varias propuestas para el uso de ontologías
dentro de PES, fomentando su reutilización y extensión. Sin embargo, la mayoría
de las ontologías se centran en un escenario de aplicación específico o en una
abstracción de alto nivel de un subdominio de los PES. Además, existe una
considerable heterogeneidad entre estos modelos, lo que complica su integración
y adopción. Es fundamental desarrollar ontologías que representen distintas
fuentes de conocimiento para facilitar las interacciones entre entidades de
diferente naturaleza, promoviendo la interoperabilidad entre sistemas
heterogéneos basados en agentes que permitan resolver problemas específicos de
PES.
Estas brechas motivan el desarrollo del trabajo de investigación de este
doctorado, que surge para brindar una solución a la interoperabilidad de
sistemas heterogéneos dentro de los PES. Las diversas aportaciones de este
trabajo dan como resultado una sociedad de sistemas multi-agente (MAS por sus
siglas en inglés) para la simulación, estudio, soporte de decisiones, operación y
gestión inteligente de PES. Esta sociedad de MAS aborda los PES desde el EM
mayorista hasta el SG y la eficiencia energética del consumidor, aprovechando
las herramientas de simulación y apoyo a la toma de decisiones existentes,
complementadas con las desarrolladas recientemente, asegurando la
interoperabilidad entre ellas. Utiliza ontologías para la representación del
conocimiento en un vocabulario común, lo que facilita la interoperabilidad entre
los distintos sistemas. Además, el uso de ontologías y tecnologías de web
semántica permite el desarrollo de herramientas agnósticas de modelos para una
adaptación flexible a nuevas reglas y restricciones, promoviendo el razonamiento
semántico para sistemas sensibles al contexto
