MÉTODO DE CONTROL DE SUMINISTRO ELÉCTRICO.

Método de control de suministro eléctrico.

Se describe un método de gestión de la demanda eléctrica que permite gestionar de manera eficiente el consumo y la distribución de energía eléctrica en el caso en que se detecten situaciones o anomalías en la red de distribución eléctrica.

Método de control de suministro eléctrico

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se enmarca en el campo de la distribución de energía eléctrica, más concretamente el objeto de la invención es la gestión inteligente y la optimización de las redes de distribución de energía eléctrica.

El objeto de la invención permite una gestión optimizada de la distribución eléctrica basada en el control de la distribución eléctrica haciendo uso de diversos dispositivos y aplicando distintos procedimientos en función de una serie de parámetros.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La red eléctrica tal y como la hemos conocido hasta hoy en día, centralizada y regulada, está evolucionando hacia una red liberalizada, con un alto grado de distribución de la generación y en la que, a pesar de todo, los operadores de despacho tienen la obligación de mantener la fiabilidad y la calidad del suministro. Esta situación está dando lugar a la definición de los nuevos roles y responsabilidades que corresponden a cada participante en el proceso de generación, transporte, distribución y consumo de la energía, así como la posición preponderante de la energía eléctrica cuya utilización se está incrementando continuamente.

De esta manera la eficiencia en el consumo eléctrico por parte de los clientes finales se encuentra en unos valores muy bajos. La articulación de sistemas y mecanismos que aporten incentivos y que permitan racionalizar la manera en la que todos los clientes finales consumen la energía eléctrica es fundamental y presenta las siguientes ventajas:

Los operadores de sistemas de transporte europeos, hacen uso del control de la carga en caso de emergencia, los métodos que emplean son bruscos: contratos de interrumpibilidad con grandes consumidores industriales o relés de baja frecuencia que desconectan automáticamente grandes cantidades de carga en casos de sobrecarga.

La mejora de las infraestructuras de transporte y distribución eléctrica se calcula dependiendo de la evolución prevista de las puntas de consumo eléctrico; existen casos en los que la demanda alcanza su pico de consumo durante muy pocas horas al año, forzando unas necesidades de inversión en equipamiento ineficaces. La capacidad de controlar parte de la carga durante esas horas de pico permite aumentar la productividad y evitar la construcción de nuevas plantas.

Para ello se hace necesaria una “gestión de la demanda”, término tremendamente amplio cuyo significado está sujeto a múltiples interpretaciones dependiendo del foro o país en el que nos encontremos. A continuación se presenta una clasificación de tipos de iniciativas que caen dentro de la acepción de gestión de la demanda:

• Tipo1: Iniciativas indirectas que buscan un incremento de la eficiencia energética o la reducción del consumo eléctrico. Son iniciativas que buscan efectos en la curva de consumo a largo plazo. Ejemplo típico de este tipo de iniciativas son la promoción y financiación de electrodomésticos, bombillas y motores eficientes. La instalación de sistemas de control energético de instalaciones también entrarían en esta categoría.

• Tipo 2: Iniciativas basadas en el envío de señales de precio a los clientes. Existen multitud de variantes dentro de esta categoría, pero la característica que define a todas ellas es que el cliente recibe la electricidad a un precio distinto dependiendo de la hora del día. Los precios y periodos pueden ser fijos y estar claramente prefijados mediante contrato, o pueden ser variables. La versión más variable es aquella en la que el precio horario que paga el cliente está totalmente ligado al precio del mercado. Este tipo de acuerdos suelen denominarse Dynamic Pricing. Otro tipo de acuerdo intermedio es el comúnmente denominado Critical Peak Pricing (CPP) , donde el cliente consume la electricidad a un precio fijo, menos en determinados días o periodos considerados críticos en los que el precio es mucho mayor. Estos periodos son desconocidos en principio y son comunicados a los clientes con la suficiente antelación. Una de las experiencias más importantes es la llevada a cabo por EDF en Francia, donde un existe un sistema de este tipo en el que participan 10 millones de clientes. La mayor barrera para la implementación de estos contratos es la necesidad de medida avanzada que se genera.

• Tipo 3: Iniciativas de control en las que existen unas normas preestablecidas que incentivan una reducción del consumo por parte de los clientes. La característica identificativa de las iniciativas incluidas en esta categoría es que las acciones de control (reducción de consumo) son ejecutadas por los propios clientes. Un ejemplo de este tipo de iniciativas es el contrato de interruptibilidad de Red Eléctrica. Mediante este tipo de procedimiento los clientes finales o usuarios obtienen la electricidad a un precio reducido a cambio del compromiso firme de reducir su consumo cuando el

distribuidor lo solicite. El número de eventos anual, la duración máxima de la reducción, el máximo tiempo de activación, y el mínimo valor de la potencia a reducir están pre-establecidos.

• Tipo 4: Iniciativas de control en las que la carga es directamente controlada de forma externa por parte del promotor del programa. Requieren de la existencia de comunicación entre el promotor y los clientes participantes. Ejemplo típico de este tipo de iniciativas son aquellas que permiten la desconexión total o parcial de aparatos domésticos o comerciales que proporcionen un cierto grado de inercia térmica. El sistema general de control consiste en agrupar electrodomésticos del mismo tipo y controlar a todos los aparatos del grupo de la misma manera. Los grupos pueden incluir varias decenas de miles de aparatos, tales como calentadores de agua, calefacciones y equipos de aire acondicionado.

• Tipo 5: Iniciativas o estructuras de mercado que permiten la participación de clientes ofreciendo reducción de consumo. Este tipo de iniciativas se agrupan bajo el nombre de Demand Side Bidding (DSB) .

• Tipo 6: Iniciativas en las que la se consigue una reducción efectiva del consumo de una instalación mediante la conexión de generación in-situ. A pesar de ser completamente distintas entre sí, cualquier tipo de iniciativa de las mencionadas cabe dentro de la definición general de gestión de la demanda.

La terminología utilizada en la documentación y publicaciones técnicas que rodean a la gestión de la demanda también requiere una clarificación.

A continuación se listan y explican una relación de siglas y términos anglosajones:

- DSM: Demand Side Management, o gestión de la demanda. Termino general para denominar a la gestión de la demanda. En principio engloba todos los tipos anteriores. En numerosos foros y publicaciones este término suele utilizarse para referirse únicamente a iniciativas tipo 1 (pasivas o de eficiencia energética) .

- DR: Demand Response, o respuesta de la demanda. Término tremendamente popular en USA. Las iniciativas tipo 2 y tipo 3 entran dentro de esta denominación. El nombre proviene del hecho de que el cliente (la demanda) responde a un estimulo externo, y es el responsable de hacer efectiva la reducción de consumo.

- DSB: Demand Side Bidding, o puja de la demanda. Se refiere a las iniciativas tipo 5, en las que el cliente realiza ofertas de reducción de consumo.

- DLC: Direct Load Control, o control directo de cargas. Denominación habitual de las iniciativas tipo 4. La carga del cliente es controlada directamente desde el exterior, no se requiere actuación humana ni inteligencia por parte de los equipos instalados en el cliente.

- DSI: Demand Side Integration, o integración de la demanda. Nuevo término propuesto por el grupo de trabajo CIGRE C06.09 dedicado a gestión de la demanda. Trata de englobar la totalidad de los términos anteriores.

Llegados a este punto cabe profundizar un poco más en la definición de Demand Response:

• Manual-DR (manual demand response) : Las acciones necesarias para reducir el consumo se llevan a cabo de manera manual por parte del cliente. Se requiere que un operario esté siempre alerta ante posibles órdenes de reducción. A día de hoy la mayoría de clientes comerciales medianos (reducciones posibles alrededor de 100kW) participan en las iniciativas de esta manera.

• Auto-DR (automatic demand response) : Tanto la recepción del estimulo o orden para reducir el consumo, como la ejecución de las acciones de control son automáticas. Esta modalidad requiere de la existencia de equipos inteligentes en las premisas del cliente.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

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1. Método de control de suministro eléctrico en una red de distribución de energía eléctrica caracterizado porque comprende :

-realizar una toma de unos datos de entrada por parte de una distribuidora haciendo uso de unos medios de comunicación (3) de energía de eléctrica para identificar una situación que requiera un evento de control de suministro eléctrico,

-enviar dichos datos de entrada a un sistema de proceso central (1) ,

-procesar dichos datos junto con una base de datos de consumidores para seleccionar mediante el sistema de proceso central (1) al menos un usuario (4) sobre el cual ejecutar al menos un evento de control,

-enviar mediante los medios de comunicación (3) un preaviso a un controlador local (2) instalado en el domicilio del usuario (4) sobre un envío de un evento de control,

-mostrar el preaviso en una pantalla de un controlador local (2) , instalado en el domicilio del usuario (4) , durante un tiempo de preaviso,

-enviar mediante los medios de comunicación (3) , una vez transcurrido el tiempo de preaviso, el evento de control al controlador local (2) que se encuentra ubicado en el domicilio de dicho usuario (4) local, y

- ejecutar el evento de control mediante el controlador local (2) realizando una restricción del suministro eléctrico al usuario (4) .

2. Método según reivindicación (1) caracterizado porque la situación se selecciona de entre: una congestión en la red de distribución de energía eléctrica y una previsión de escasez de suministro.

3. Método según reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque adicionalmente comprende anular la orden de control mediante un pulsador conectado al controlador local (2) .

4. Método según reivindicación 1 caracterizado porque los datos de entrada se seleccionan de entre:

-datos referidos a una zona de congestión,

-datos referidos a un tiempo de congestión, y

- al menos un valor de potencia a reducir durante el periodo de congestión.

5. Método según reivindicación 1 caracterizado porque la base de datos de consumidores comprende:

-datos referidos a la zona del usuario (4) final,

-datos referidos al tiempo mínimo de preaviso de ejecución de la orden de control,

- número de acciones permitido,

-datos referidos a márgenes de control en función de la estación del año, y

-datos referidos a márgenes de control en función de la hora del día.

6. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los medios de comunicación

(3) son inalámbricos mediante ondas de radio.