Development of optimal energy management and sizing strategies for large-scale electrical storage systems supporting renewable energy sources

Résumé

El desarrollo e integración de las fuentes de energía renovable (RES) conducirá a un futuro energético más sostenible. Las plantas renovables deberán mejorar su participación y operación a través de los mercados de electricidad de una manera más controlada y segura. Además, el diseño actual del mercado está cambiando para permitir una participación inclusiva en mercados de flexibilidad. En este contexto, los sistemas de almacenamiento de energía (ESS) se consideran una de las tecnologías flexibles clave que pueden apoyar la operación de las energías renovables, mediante servicios como: 1) control de la potencia generada, 2) mejora de los errores de predicción, y 3) provisión de servicios auxiliares de regulación de frecuencia. Sin embargo, el desarrollo del almacenamiento ha sido frenado también por sus altos costos. Por lo tanto, esta tesis doctoral aborda el tema del ¿Desarrollo de estrategias óptimas de gestión y dimensionamiento de los sistemas de almacenamiento eléctrico a gran escala como apoyo a fuentes de energía renovable¿, con el objetivo de desarrollar una metodología con una perspectiva global, mediante una estrategia de gestión de energía avanzada (EMS) que aborda la gestión de activos (RES + ESS) a largo plazo y por otro lado, el cálculo del dimensionamiento y operación del almacenamiento a corto plazo (en la operación en tiempo real), para asegurar un marco adecuado que permita evaluar la rentabilidad de la integración del almacenamiento en aplicaciones conectadas a la red. La estrategia de gestión de energía propuesta es validada a través de dos casos de estudio: una planta renovable individual (eólica o solar) con almacenamiento, y un porfolio de renovables y almacenamiento.