Smart city's power system control

Abstract

El proyecto Smart City’s Power System Control tiene cómo uno de los objetivos estudiar la viabilidad del autoconsumo de una urbanización, en Vilafranca del Penedés en concreto en el sector SUD-3. Este autoconsumo se llevo a cabo alimentado la urbanización con módulos de cogeneración y energía solar fotovoltaica. Para cumplir este objetivo se hizo un estudio energético de la potencia total demanda por todas las cargas de la urbanización. El resultado nos dio una potencia eléctrica demandada de 12 MW. A partir de este estudio se decidió utilizar treinta módulos CHP CE 400 NA y cuarenta y tres mil seis cientos noventa y dos paneles fotovoltaicos A-250p. El motivo por el cual se eligió estos módulos de cogeneración fue porque son los más económicos, el precio del combustible es más barato que la electricidad y emiten menos CO2. Estos módulos también se utilizaron para calentar el agua caliente sanitaria de los edificios, esto recibe el nombre de cogeneración. La estructura de la red eléctrica de distribución la realizamos en anillo para tener menos pérdidas y en caso de anomalía asegurar el suministro. Toda la estructura fue diseñada con el programa Power Wolrd, en el cual se puede apreciar toda la distribución en anillo y que sucedería en caso de fallo. La razón por la cual se opto por realizar una instalación de paneles fotovoltaicos es porque en la ubicación en la cual se encuentra, tenemos un gran nivel de radiación solar. Contamos con una gran superficie de tejado útil teniendo en cuenta el 65% de superficie que se puede utilizar según la normativa. Para realizar el estudio del número de paneles solares y su inclinación se utilizó el programa PVGIS. Como en todo proyecto se realizo un estudio de amortización de las instalaciones. Se comparó el precio del combustible si utilizáramos la red eléctrica o los módulos de cogeneración y el precio de instalar diez y siete transformadores o treinta módulos de cogeneración. Nuestro proyecto se podría llegar amortizar en poco más de tres años. Por otra parte toda esta energía demanda y generada se tiene que controlar de alguna manera. Este fue el motivo por el que decidimos hacer un estudio de los requisitos básicos de regulación de la generación de electricidad para poder gestionar la potencia que necesita la urbanización en cada momento dependiendo de la demanda. Este estudio se creó a partir del programa Matlab. Se puede observar a tiempo real la demanda de consumo que tiene nuestra urbanización y como lo gestiona para que sea alimentada. También se puede ver el número de generadores que se necesitan en cada momento para generar esta energía y la potencia generada por los paneles fotovoltaicos a tiempo real. En el estudio se estipulo la prioridad de utilizar la energía solar fotovoltaica. Antes de ponernos a programar el estudio se tuvo que analizar los consumos diarios de las cargas en la urbanización. Con este analisis se realizo el despacho económico para más tarde implementarlo en el estudio de regulación. Se tuvo que pensar en varias estrategias para controlar cuantos módulos de cogeneración se utilizarían en cada instante de tiempo. La estrategia que se siguió fue ir encendiendo respectivamente los módulos dependiendo de la demanda en cada momento y de esta manera te aseguras que funcionan a un 90% de su rendimiento ya que de esta forma funcionan en su punto óptimo de trabajo. Para ello se utilizo la curva de funcionamiento de los módulos