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destinadas a minimizar los costos operativos basados en el
precio de la electricidad. Por otro lado, el consumo de energía de las MWS y las WWS se utiliza como insumo para
los problemas de flujo de carga óptimo utilizados por los
operadores de sistemas de energía.
Sin embargo, se reconoce cada vez más que un control
sinérgico de los sistemas de agua y energía puede traer
importantes beneficios desde el punto de vista del funcionamiento, la fiabilidad y los aspectos sociales. En particular, los activos controlables en las MWS y las WWS pueden
proporcionar valiosos servicios a la red eléctrica a diversas
escalas espaciales para mejorar la fiabilidad y la eficiencia,
así como para hacer frente a la volatilidad de la producción
de energía renovable distribuida. Los servicios incluyen la
regulación de frecuencia, reservas reguladoras o, incluso,
reservas contingentes.
Por otra parte, los incentivos para la provisión de servicios de red a empresas de suministros eléctricos podrían ser
utilizados por los operadores del sistema de agua para mejoras de capital y expansión de capacidad, mientras que los
ahorros operativos que surgen del control y la optimización
integrados reducirían los costos para los clientes de suministros de agua, cumpliendo con estrictas normas de calidad
relacionadas con el uso del agua. El bombeo en una MWS
representa la mayoría del consumo energético; una programación de bombeo de agua integrada y una tarea de flujo
carga podría, por lo tanto, usarse para proporcionar reservas
de contingencia y de regulación óptimas a la red eléctrica,
mientras se maximizan los beneficios económicos a los operadores de MWS.
En general, la arquitectura de control prevista permitiría
una coordinación perfecta del sistema de activos controlables
en varias escalas temporales para permitir el funcionamiento
flexible y eficiente de la infraestructura multienergética, al
abordar sistemáticamente las necesidades del cliente y objetivos claros de rendimiento según lo establecido por los operadores del sistema. En la siguiente sección se describen los
problemas básicos que aparecen siguiendo esta línea.
Desafíos Técnicos en el Control
y la Optimización de Sistemas
Multienergéticos Integrados
Las tareas básicas de optimización en el ámbito del funcionamiento y el control de sistema hidráulicos, termales y de
gas permiten a los operadores calcular los puntos de ajuste
de los activos controlables que son "óptimos" en un sentido
claro, mientras que al mismo tiempo se satisfacen las restricciones de seguridad, funcionamiento y calidad de servicio.
Los ejemplos incluyen problemas relacionados con la carga
eléctrica óptima para que las redes eléctricas puedan calcular los puntos de ajuste óptimos de estado estacionario de
unidades de producción (renovable), cargas controlables y
dispositivos de almacenamiento;
programación óptima de bombeo
y problemas de caudal de agua; y
Min f (Agua) + g (Carga) + h (Gas)
problemas de caudal de gas en la
s.a Limitaciones de Agua
Limitaciones de Carga
red.
Limitaciones de Gas
Sin embargo, estas estrate+ Limitaciones de Acoplamiento
gias de optimización y control
Puntos de Ajuste
se suelen utilizar para poner en
Sistemas Energía
funcionamiento sistemas de elecAdyacentes Solar
tricidad, gas natural, agua y de
Área
calefacción urbana de una forma
Industrial
independiente y disociada (ver
H1
Área
Residencial
Gráfico 6). Según el conocimienH2
to de que la optimización y control
Energía Hidráulica
integrados de los sistemas multieBombeada
(Almacenamiento)
nergéticos ofrecen importantes
beneficios desde un punto de vista
socioeconómico, de flexibilidad,
de eficiencia operativa y ambiental (véanse los ejemplos mostraÁrea
H3
H4
Energía
dos anteriormente), el objetivo de
Comercial
Eólica
las investigaciones recientes es
Electricidad
Calefacción
Gas Natural
Agua
formular (y resolver) problemas
de optimización global donde una
gráfico 7. Un problema de control global optimiza una serie de objetivos de rendiserie
de objetivos de rendimienmiento e indicadores económicos, reconociendo interdependencias intrínsecas entre
to
e
indicadores (económicos)
sistemas y limitaciones operacionales. La flexibilidad se activa, de forma natural,
que
pertenecen
a proveedores de
gracias a una formulación de problema, ya que las limitaciones de acoplamiento
energía
individuales
y múltiples,
registran cambios en el suministro y la demanda a través de los vectores y redes
así como clientes finales, están
energéticos.
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