Análisis de vulnerabilidad para maximizar la resiliencia de los sistemas de energía considerando la respuesta a la demanda y la generación distribuida
Autores: Mosquera Palacios, Darin Jairo; Trujillo, Edwin Rivas; López-Lezama, Jesús María
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Análisis de vulnerabilidad para maximizar la resiliencia de los sistemas de energía considerando la respuesta a la demanda y la generación distribuida
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Sistemas de energía eléctrica
Eventos deliberados
Agente disruptivo
Daño a la red
Optimización de dos niveles
Recursos energéticos distribuidos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Los sistemas de energía eléctrica están sujetos a fallas, debido tanto a eventos deliberados como fortuitos. Este documento aborda el primer caso en el que un agente disruptivo tiene como objetivo maximizar el daño a la red (expresado a través del costo total de operación), mientras que el operador del sistema toma las medidas necesarias para mitigar los efectos de este ataque. La interacción entre estos dos agentes se modela mediante un problema de optimización bi-nivel. Por un lado, el agente disruptivo se encuentra en el problema de optimización de nivel superior y debe decidir qué elementos poner fuera de servicio (líneas y generadores), dado un presupuesto destructivo limitado. Por otro lado, el operador del sistema, ubicado en un problema de optimización de nivel inferior, reacciona al ataque desplegando medidas de mitigación para minimizar los sobrecostos en la operación del sistema. Basándose en la dinámica mencionada, este documento propone un enfoque novedoso para maximizar la resiliencia del sistema de energía ante ataques intencionales a través de la implementación de recursos energéticos distribuidos (DERs), a saber, generación distribuida (DG) y respuesta a la demanda (DR). Se proponen tres métricas para evaluar la resiliencia asignando DERs en islas generadas por la destrucción de líneas y generadores. Los resultados obtenidos en un sistema de prueba didáctico de 5 buses y en el sistema de prueba de 24 buses del IEEE RTS demuestran la aplicabilidad y efectividad de la metodología propuesta.
Descripción
Los sistemas de energía eléctrica están sujetos a fallas, debido tanto a eventos deliberados como fortuitos. Este documento aborda el primer caso en el que un agente disruptivo tiene como objetivo maximizar el daño a la red (expresado a través del costo total de operación), mientras que el operador del sistema toma las medidas necesarias para mitigar los efectos de este ataque. La interacción entre estos dos agentes se modela mediante un problema de optimización bi-nivel. Por un lado, el agente disruptivo se encuentra en el problema de optimización de nivel superior y debe decidir qué elementos poner fuera de servicio (líneas y generadores), dado un presupuesto destructivo limitado. Por otro lado, el operador del sistema, ubicado en un problema de optimización de nivel inferior, reacciona al ataque desplegando medidas de mitigación para minimizar los sobrecostos en la operación del sistema. Basándose en la dinámica mencionada, este documento propone un enfoque novedoso para maximizar la resiliencia del sistema de energía ante ataques intencionales a través de la implementación de recursos energéticos distribuidos (DERs), a saber, generación distribuida (DG) y respuesta a la demanda (DR). Se proponen tres métricas para evaluar la resiliencia asignando DERs en islas generadas por la destrucción de líneas y generadores. Los resultados obtenidos en un sistema de prueba didáctico de 5 buses y en el sistema de prueba de 24 buses del IEEE RTS demuestran la aplicabilidad y efectividad de la metodología propuesta.