Análisis de las implicaciones de inclusión de la red de distribución de calor en un despacho económico termoeléctrico.

Abstract

En la actualidad se está viviendo una fuerte transición energética guiada por las tecnologías de generación renovables y un gran crecimiento industrial que se ve reflejado en el aumento de la demanda energética tanto en forma de electricidad como de calor. Este proyecto utiliza el concepto de la generación de calor en todo su abanico de posibilidades: calefacción, bombas de calor, cogeneración y tri-generación para abastecer a una zona delimitada llamada en castellano: calefacción de distrito o calefacción urbana (“district heating”). Los sistemas de calefacción de distrito están empezando a integrarse en el sistema eléctrico dando lugar a sistemas combinados de calor y energía. Estos sistemas reciben el nombre de: Combined Heat and Power system (CHP) Este estudio que trata de analizar mediante métodos matemáticos la implicación de la red de calor de los sistemas de calefacción de distrito en los resultados del despacho económico. Analizando la variación de los resultados de los costes marginales del despacho económico (termoeléctrico) al incluir en el modelo una red de distribución de calor con sus correspondientes restricciones. Tras llevar a cabo distintos casos de estudio, se observa que la inclusión de una red de calor en el despacho económico apenas afecta a su resultado óptimo. Tienden a generar energía térmica aquellas unidades cuyo coste marginal es más pequeño para lograr el óptimo global.

Nowadays, a strong energy transition is guided by renewable generation technologies and a great industrial growth that is reflected in the increase of energy demand both in the form of electricity and heat. This master thesis project uses the concept of heat generation in all its range of possibilities: heating, heat pumps, cogeneration and tri-generation to supply a delimited area called in English: District Heating. District heating systems are beginning to be integrated into the electrical system, giving rise to Combined Heat and Power system (CHP) This engineering project is a study that tries to analyse by mathematical methods the implication of the heat network of the district heating systems in the results of the economic dispatch. An analytical study has been made of the variation in the results of the marginal costs of economic dispatch (thermoelectric) by including a heat distribution network with its corresponding restrictions in the model. Finally, it can be observed in the case study that the inclusion of a heat network in the economic dispatch hardly affects its optimal result. Those units whose marginal cost is smaller tend to generate thermal energy in order to achieve the overall optimum.