Integración óptima de los vehículos eléctricos en la gestión de los sistemas de distribución eléctrica.

Proyecto de Investigación Científica - SBPLY/21/180501/000154 - 119.825,45 €.

Grupo de investigación: PEARL – Power and Energy Analysis and Research Laboratory. Universidad de Castilla-La Mancha/ ETSI Industrial de Ciudad Real

I.P.1: Dr. Javier Contreras Sanz

I.P.2: Dr. José Ignacio Muñoz Hernández

Finalidad del Proyecto

El proyecto ha abordado la integración óptima de los vehículos eléctricos (VEs) en los sistemas de distribución eléctrica, considerando de forma conjunta su interacción con el sistema de transporte por carretera, la generación distribuida renovable, los sistemas de almacenamiento de energía y la figura del agregador.

Objetivos

1.- Desarrollar modelos para la optimización del comportamiento de los VEs dentro de sus rutas de transporte.

2.-. Desarrollar modelos para dotar a los agregadores de VEs de las herramientas necesarias para una gestión óptima de la capacidad de almacenamiento en los VEs.

3.-. Desarrollar modelos para la integración de la carga y descarga de las baterías de los VEs gestionadas por los agregadores junto a la generación distribuida renovable, el almacenamiento y el resto de los consumos de la red eléctrica de distribución.

4.- Desarrollar un modelo de operación óptima de la red eléctrica de distribución teniendo en cuenta el efecto de los agregadores basado en programación binivel.

Resultados

Los resultados obtenidos por los modelos descritos a continuación han sido validados en sistemas de prueba representativos y han dado lugar a publicaciones científicas de alto impacto y a la defensa de dos tesis doctorales directamente relacionadas con el proyecto

Durante el periodo de ejecución se han desarrollado modelos avanzados de optimización que permiten caracterizar de manera realista el comportamiento de los VEs, tanto desde el punto de vista de la planificación de rutas y patrones de uso, como desde su papel como recurso flexible dentro de la red eléctrica. En este contexto, se han diseñado herramientas para la gestión agregada de la capacidad de almacenamiento de los VEs, incorporando esquemas de carga y descarga bidireccional, incertidumbre asociada a la demanda, costes de degradación y criterios de calidad de servicio.

Asimismo, se han formulado modelos detallados de operación de redes de distribución, integrando de forma coordinada la operación de VEs, estaciones de recarga e intercambio de baterías, generación renovable y almacenamiento, considerando restricciones eléctricas reales. Finalmente, se ha propuesto un modelo binivel que representa la interacción jerárquica entre los agregadores de VEs y el operador de la red de distribución empleando señales económicas basadas en precios nodales de distribución

Impacto científico, técnico o social

El impacto de la investigación está en línea con el sector prioritario de medio ambiente y energía de la RIS3 de Castilla-La Mancha, con la Estrategia Española de Ciencia y Tecnología y de Innovación a través de su reto Energía segura, eficiente y limpia, así como con el Cluster 5: Clima, Energía y Movilidad del Programa Horizonte Europa de la Comisión Europea. El objetivo final es la búsqueda de soluciones eficaces y sostenibles para la integración de los VEs en las redes de distribución de energía eléctrica.

Así mismo ha dado lugar a dos tesis doctorales, 8 publicaciones en revistas indexadas por el JCR (5 en acceso abierto) y 14 publicaciones en congresos internacionales.

Colaboraciones

Prof. Antonio Padilha-Feltrin, UNESP, Ilha Solteira, Brasil

Prof. José R. S. Mantovani, UNESP, Ilha Solteira, Brasil.

Prof. Matti Lehtonen, Aalto University, Espoo, Finlandia.