Desarrollo de un modelo de unit-commitment en Python-Pyomo para su ejecución mediante interfaz-web.

Abstract

El Unit Commitment (UC) es crucial en la operación eficiente de sistemas eléctricos, ya que implica tomar decisiones óptimas sobre qué unidades generadoras activar o desactivar, considerando factores como la demanda de energía, el consumo de combustible, las restricciones técnicas, etc.

El objetivo principal de este proyecto es desarrollar una herramienta de software que permita a los usuarios interactuar con un modelo de optimización del UC en tiempo real a través de una interfaz web. La herramienta permitirá el ingreso y modificación de datos relevantes, como la demanda de energía y características técnicas de las unidades generadoras, así como visualizar y analizar los resultados obtenidos.

El proyecto se divide en varias etapas. Primero, se realiza una revisión exhaustiva de la literatura existente sobre el UC y las metodologías de resolución. Luego, se desarrolla el modelo de optimización y su formulación, utilizando la librería Pyomo de Python. Se incluye también la importación y exportación de archivos.

Una vez implementado el modelo, se crea la interfaz web utilizando tecnologías modernas de computación en la nube, como Colab y Binder prestando atención a la usabilidad, el diseño intuitivo y la capacidad de respuesta. Se incluyen características adicionales, como visualización de gráficos, para facilitar la interpretación de los resultados.

Finalmente, se realiza la verificación del modelo utilizado un modelo existente de referencia y se hace una demostración de las capacidades del software analizando un modelo basado en el sistema eléctrico español. Estas pruebas permiten evaluar la efectividad y eficiencia de la herramienta desarrollada.

Unit Commitment (UC) is crucial in the efficient operation of electrical systems, as it involves making optimal decisions about which generating units to activate or deactivate, considering factors such as energy demand, fuel consumption, technical constraints, etc.

The main objective of this project is to develop a software tool that allows users to interact with a real-time UC optimization model through a web interface. The tool will enable the input and modification of relevant data, such as energy demand and technical characteristics of generating units, as well as the visualization and analysis of the obtained results.

The project is divided into several stages. First, a comprehensive review of the existing literature on UC and resolution methodologies is conducted. Then, the optimization model and its formulation are developed using the Pyomo library in Python. The import and export of files are also included.

Once the model is implemented, the web interface is created using modern cloud computing technologies such as Colab and Binder, with special attention to usability, intuitive design, and responsiveness. Additional features, such as graphical visualization, are included to facilitate result interpretation.

Finally, the model is verified using an existing reference model, and the capabilities of the software are demonstrated by analyzing a model based on the Spanish electrical system. These tests allow evaluating the effectiveness and efficiency of the developed tool.