Estudio de las etapas de diseño de un sistema de gestión energética basado en datos

Abstract

En este Trabajo Final de Estudios se diseña e implementa un procedimiento basado en analitica de datos para la toma de decisiones sobre los flujos energéticos en una comunidad energética (CE) para la optimización y aprovechamiento de la energía eléctrica generada con un origen renovable. Dicha CE dispone de los siguientes recursos: una instalación fotovoltaica que le permita generar energía de una fuente de origen renovable, una bateria comun a todos los participantes pero gestionada de manera individual, que permita almacenar los excedentes de la generación tras satisfacer el flujo energético individual del participante y conexión a la red eléctrica para realizar la compra energía en casos en los que la demanda no se pueda satisfacer con la generación o almacenamiento en las baterías y venta en los casos en los que se generen excedentes que no puedan ser almacenados. Se emplea un esquema predictivo donde las decisiones respecto a los flujos energéticos se tomen en base a predicciones de los flujos energéticos. Adicionalmente se agrega un detector de novedad para cuantificar la credibilidad de las predicciones que afectará a la toma de decisiones. Para el desarrollo de este proyecto se han tenido datos históricos de los flujos energéticos y se han generado de cuatro participantes correspondientes a una CE de los cuales uno se corresponde a un pequeño comercio y los restantes a los vecinos de un edificio residencial. En primer lugar se realiza un procesado de datos para asegurar la integridad y calidad de los datos a emplear por los algoritmos. Posteriormente se procederá al diseño e implementación de los algoritmos predictivos, consumo, generación que se obtuvieron de una instalación real y que contenían los datos correspondientes a la potencia solar generada y los precios de la electricidad que se consultaron mediante una API para acceder a la Red Eléctrica de España, los algoritmos de detección de novedad que permitirán detectar muestras específicas donde se considere que existe un patrón de consumo fuera de la normalidad y finalmente un algoritmo basado en reglas que mediante condiciones fijadas se encargue de tomar las decisiones en la CE optimizando y aprovechando la energía generada de origen renovable. En los resultados se identifica una mejora empleando los coeficientes de reparto dinámico respecto al estático en el aprovechamiento de energía renovable en determinados casos.