Propuesta de metodología y análisis de estrategias para la resiliencia de infraestructuras eléctricas

Haciendo un pequeño símil, la red eléctrica es considerada como “la columna vertebral de las sociedades modernas”. Se trata de una red compleja de tecnología de generación, distribución, transmisión, control y comunicación descentralizada a través de una amplia gama de regiones geográficas, lo que conlleva que esté ampliamente expuesta a una gran variedad de amenazas externas. Entre la gran variedad de amenazas que se encuentra expuesta la red eléctrica destacan por ejemplo desastres naturales como terremotos, huracanes o tormentas severas además de eventos maliciosos como ataques cibernéticos o físicos. Por ello, la protección de la red eléctrica del país y la garantía de un suministro continuo de energía son las dos principales prioridades para la industria de la energía eléctrica. Estos fenómenos pueden originar un apagón total o parcial de la red y con ello la interrupción de la demanda de los consumidores en un intervalo de tiempo. Volver a recuperar la demanda en el sistema después de estos sucesos no es tarea fácil y este es el objeto principal de este Trabajo de Fin de Grado. En este trabajo se propone el análisis de las alternativas, ante una caída del sistema, para conseguir que un sistema eléctrico vuelva a su máxima operatividad en el menor tiempo posible y de la manera más efectiva. Para ello se estudian aquí las estrategias de recuperación del sistema eléctrico, determinando, en los sucesivos intervalos de restauración del suministro, la potencia de los generadores y las maniobras a realizar en las líneas eléctricas. Se utiliza programación matemática de optimización mixta-entera para formular un problema de despacho óptimo de generación en una red eléctrica de transporte y las maniobras óptimas a ejecutar en intervalos de tiempo secuenciales, con objeto de recuperar el máximo de demanda del sistema en el menor número de intervalos posibles. Se formulan todas las restricciones matemáticas que recogen el funcionamiento real de un sistema eléctrico y se resuelven distintos escenarios para comparar los resultados y extraer conclusiones sobre distintas estrategias. Para ello, se emplea el programa informático ‘Matlab’ donde se modela una red eléctrica de prueba de 118 nodos. Mediante la optimización de una función objetivo se determinan los valores de las variables que permiten conseguir la máxima recuperación de demanda en el menor tiempo posible. Tras el estudio detallado de varios escenarios propuestos, se concluye que la solución más razonable es aquella que permite la reconexión de cinco líneas en cada intervalo de redespacho y reconfiguración del sistema, y preferiblemente con un mix energético con más generación renovable que generación térmica, solución alineada con las previsiones del Plan Nacional Integrado de Energía y Clima del gobierno español.