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ellas ya usan generación diésel de manera que las
microrredes ofrecen una vía para incorporar energías renovables.
Todas las microrredes están diseñadas para cumplir con
objetivos específicos. El Instituto de Investigación de Energía
Eléctrica (EPRI) ha desarrollado un proceso de evaluación
de diseño de cuatro fases, también conocido como el Marco
de análisis de rentabilidad de la red integrada para microrredes, para orientar la selección de tecnología y la magnitud de los activos de FED para un determinado conjunto de
objetivos de microrredes. Este análisis tecnoeconómico cabe
imaginarse como una estratificación consecutiva sobre las
funciones y los activos de una microrred, que evalúa los costos y beneficios incrementales en cada estrato. El marco de
análisis del EPRI se aplicó para fundamentar el diseño de la
microrred del Buffalo Niagara Medical Center (BNMC) en
Búfalo, Nueva York. El análisis empieza con la declaración
de los objetivos asignados a la microrred, sus capacidades
deseadas y los beneficios previstos para la comunidad del
BNMC. Para determinar los requisitos con respecto a la
magnitud y distribución de FED, se formula y ejecuta una
optimatización matemática (de corte determinista) con limitaciones del sitio señaladas (p. ej., infraestructura existente,
espacio físico e interconexión de servicios públicos). El análisis detalla la configuración del sistema seleccionado y sus
costos y beneficios asociados en cada estrato. Este análisis
tecno-económico evalúa un extenso plan estratégico integral
que trata de satisfacer las necesidades de resiliencia a múltiples escalas, incluida cada institución individual miembro
del BNMC, el BNMC en su conjunto y la región de Búfalo
en general.
Requisitos y Características
del Controlador de Microrredes
El controlador de microrredes gestiona sus activos para cumplir con los objetivos del operador, que puede ser una instalación de la comunidad, de servicios públicos, de un campus
o industrial. Un objetivo fundamental son los beneficios de
resiliencia que posibilitan la prestación continua de potencia
para las cargas críticas en condiciones de aislamiento. Los
objetivos secundarios también pueden incluir la reducción
de costos operativos, una mayor penetración y utilización de
FED, la limitación de emisiones de gases de efecto invernadero y una confiabilidad mejorada de la red local. Además, los controladores de microrredes pueden ser necesarios
para interactuar con entidades de alto nivel [p. ej., sistemas
de gestión de distribución (DMS, por sus siglas en inglés),
agregadores de FED u operadores del mercado] y proporcionar servicios de red locales, así como a gran escala, a partes
externas, tal como se muestra en el Gráfico 1.
El Estándar P2030.7 del IEEE (Estándar para la especificación de controladores de microrredes) establece
dos funciones de control básicas para los controladores de
microrredes: transición y suministro. Estas dos funciones
permiten que la microrred opere como un sistema que pueda
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gestionarse a sí mismo, de forma autónoma o junto a la red,
y conectarse o desconectarse de la red de distribución. Además, las funciones de control básicas aseguran que la microrred cumpla con los requisitos de interconexión, se coordine
con los programas de protección de la red existentes y permita el intercambio de potencia y el suministro de servicios
auxiliares en el punto de interconexión.
Más allá de las funciones que los controladores de microrredes deben llevar a cabo, estos también poseen características valiosas, por ejemplo:
✔✔ estandarizados
* una plataforma de control modular y reconfigurable
para promover la adopción a gran escala
* un controlador disponible en el mercado que utiliza
protocolos de comunicación abiertos
* un controlador basado en la funcionalidad que se
centra en un enfoque modular para la implementación de los requisitos funcionales.
✔✔ personalizables e interoperables
* un controlador que puede coordinar/operar un conjunto diverso de tecnologías de FED de diversos tamaños y cantidades
* un controlador que permite una configuración, una
implementación y un funcionamiento simples de sistemas de microrredes que se interconectan con un
control de supervisión convencional, un sistema de
adquisición de datos y otros DMS.
✔✔ escalables y sólidos
* un controlador que permite a los usuarios añadir, eliminar o editar activos dentro del sistema conectado
* un controlador que funciona como un sistema de
gestión de fuentes de energía distribuida (DERMS)
en modo de conexión a la red y que asume la facultad
de equilibrar la carga de generación en modo isla.
Evaluación de Rendimiento
del Controlador de Microrredes
El rendimiento de los controladores de microrredes debería
evaluarse en un entorno pertinente antes de su implementación en el terreno. La evaluación de un controlador de microrredes en condiciones de laboratorio permite probar bajo
varias condiciones de funcionamiento y límites de activos
(por ejemplo, ensayos de los casos más desfavorables) sin
afectar a la red y a los clientes conectados. La evaluación
comprende diferentes objetivos, incluido el cumplimiento
de las especificaciones de los estándares, la evaluación de
varios controladores bajo las mismas circunstancias y la evaluación en relación con los requisitos específicos del sitio.
El primer objetivo de la evaluación de laboratorio es
determinar si un controlador de microrredes funciona como
se esperaba. Este hecho se aborda en el Estándar P2030.8 del
IEEE (Estándar para el ensayo de controladores de microrredes), que se centra en las pruebas de los requisitos funcionales y de rendimiento. Incluye las funciones de control
especificadas en el P2030.7 del IEEE:
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