PROYECTO EV-OPTI MANAGER

Proyecto EV charging manager optimization demand

Urbener y Fundación Circe van a desarrollar el proyecto EV-OPTI MANAGER dentro del Programa Estatal de Investigación, Desarrollo e Innovación Orientada a los Retos de la Sociedad, en el marco del Plan Estatal de investigación Científica y Técnica y de Innovación 2013-2016. El Proyecto está financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad y por la Unión Europea.

Detalle de la calificación otorgada al proyecto

El Proyecto define con claridad unos objetivos de alto interés en el sector del suministro energético, a su vez plantea variantes tecnológicas, particularizaciones y desarrollos que sin duda requieren de innovaciones técnicas con respecto a lo ya existente. Son desarrollos que están claramente en la línea de vanguardia de su sector y suponen un evidente avance en la gestión energética por parte de los consumidores intermedios y finales de electricidad, con una vertiente directa al sector emergente del vehículo eléctrico.

Proyecto financiado por el Ministerio de economía y competitividad y el Fondo Europeo

Productos para cualquier consumidor eléctrico

El Proyecto va a desarrollar los productos, hardware y software, y servicios necesarios para que cualquier consumidor eléctrico y más aquellos que ofrezcan servicios de recarga del vehículo eléctrico puedan optimizar su demanda eléctrica y reducir sus gastos en adquisición de energía eléctrica.  Lo que redundará en la mejora de la competitividad de estas empresas y en la reducción de su impacto sobre el sistema eléctrico español.  Estas soluciones, que serán flexibles y personalizables para cada cliente, serán distintas para los Gestores de Carga y para los Consumidores Directos.

Consumidores Directos

A los Consumidores de Directos se les ofertarán los servicios y equipos para la previsión de la demanda y gestión de ofertas-compras en el mercado de energía eléctrica.

Gestores de Cargas

A los Gestores de cargas del sistema se les ofrecerá servicios y equipos de previsión de la demanda, gestión del consumo, gestión de ofertas-compras en el mercado de electricidad y sistema de almacenamiento de energía eléctrica.

 

Conclusiones

Se abre un abanico de posibilidades para la optimización del consumo energético en las empresas y administraciones que, convertidas en Consumidores Directos o Gestores de Cargas  pueden optar por gestionar independiente e individualmente sus costes y consumos eléctricos, incidiendo especialmente en:

Acceso directo al Mercado de Producción Eléctrico

Con todos los derechos y obligaciones que conlleva, el resultado será extender un nuevo modelo de gestionar la compra de energía.

Optimización horaria del consumo eléctrico

De la empresas Gestores de Cargas, desplazando su consumo hacia las horas valle haciendo uso de sistemas de almacenamiento.

 

Importante incremento de los puntos de recarga de VEs

Apoyo a la penetración del VE al aumentar en todo el territorio nacional la instalación de puntos de carga.

Este Proyecto está alineado y forma parte de un Plan Mayor puesto en marcha por URBENER, consistente en el desarrollo de infraestructura para la recarga de vehículos eléctricos gestionada bajo la Plataforma URBENER-eMobility.  Es una Plataforma abierta donde se puede incorporar cualquier Gestor de Cargas, fabricantes de equipos de recarga y por supuesto los usuarios.

Estado del Proyecto

A.1 COORDINACIÓN Y ESPECIFICACIONES

Esta tarea tiene carácter transversal y se extiende a lo largo de toda la duración del proyecto. Además de servir para desarrollar las tareas de coordinación y vigilancia del proyecto, en los dos primeros meses de esta actividad se ha desarrollado una tarea fundamental como es la determinación de las especificaciones de todos los componentes, hardware y software, a desarrollar en el proyecto.

Tarea 1.1. Coordinación y gestión del proyecto

Dentro de esta tarea se han desarrollado todos los trabajos relativos a la coordinación de esfuerzos así como otros trabajos relativos a la gestión del proyecto y que son necesarios para alcanzar con éxito los objetivos impuestos inicialmente.

Tarea 1.2. Determinación de especificaciones

Se han establecido las especificaciones completas de todos los elementos, tanto hardware como software, a desarrollar a lo largo del proyecto. Se han determinado los aspectos tales como: funcionalidades, plataformas hardware o requisitos mínimos de los ordenadores de los usuarios-clientes, comunicaciones entre componentes, topología y control de EP, emplazamientos de componentes, etc… Los elementos cuyas especificaciones se establecerán en esta tarea son:

  • Centro de control local (CCL).
  • Centro de control remoto (CCR).
  • Electrónica de potencia del sistema de almacenamiento.
  • Baterías regeneradas.
  • Comunicaciones entre componentes: CCR – CCL, CCL – Sistema de almacenamiento, CCL – sistema de monitorización de la planta.
  • Especificaciones instalación hardware (Sistema local y CCR).
  • Especificaciones redes de sensores de los clientes.

Tarea 1.3. Aseguramiento de la Calidad

Para asegurar la calidad del trabajo desarrollado a lo largo del proyecto tanto el coordinador técnico como el investigador principal, vigilaran el desarrollo del proyecto para asegurar que los objetivos del proyecto se van alcanzando con la calidad apropiada.

A.2 PREDICCIÓN DE CONSUMO

A lo largo de esta actividad se ha desarrollado los métodos y algoritmos que permitirán estimar la demanda energética de los gestores de carga en distintos horizontes temporales. Para ello se han analizado los factores que más influyen en la demanda (instalaciones de recarga de vehículo eléctrico, históricos de consumo, tipo de empresa, tamaño de la empresa, ocupación, clima, etc…) así como los posibles métodos de predicción de la demanda eligiendo los más importantes y eficientes. …

Tarea 2.1 Sistematización del proceso de obtención de la Huella eléctrica de la empresa

Se han analizado las variables que pueden influir en el consumo eléctrico de una empresa y se han aplicado diferentes métodos para detectar las variables más importantes. Se ha desarrollado el algoritmo de huella eléctrica para la estimación de la demanda energética del consumidor incluyendo demandas relacionadas con el vehículo eléctrico y de otro tipo.

Tarea 2.2 Modelos de predicción del consumo

Se utilizan métodos estadísticos y heurísticos (redes neuronales, máquinas de variables de estado, sistemas difusos, etc) y se han analizado datos históricos de demanda para obtener modelos de predicción que permitan depurar las predicciones de la huella eléctrica y mejorar de esta forma la predicción de consumo.

Tarea 2.3 Análisis de los resultados obtenidos con los modelos de predicción/previsión del consumo

Se han analizado los resultados obtenidos para determinar la idoneidad del conjunto medición-modelo-software.

A.3 PREDICCIÓN DE PRECIOS

Se han desarrollado el conjunto de algoritmos necesarios para la predicción de precios de la energía eléctrica en distintos horizontes temporales para los mercados diarios e intradiarios.

Tarea 3.1: Análisis de métodos y de horizontes de predicción.

Se han analizado las variables disponibles y su efecto en la previsión del precio de la energía eléctrica en los diferentes horizontes temporales.

Tarea 3.2: Desarrollo de prototipos.

Se ha realizado una revisión de los numerosos métodos de previsión que existen para seleccionar aquellos más prometedores en cada horizonte temporal atendiendo a aspectos como su precisión, necesidades de cálculo, posibilidad de interacción con otros algoritmos y paralelización operando en varias máquinas y en varios núcleos.

Tarea 3.3: Estudio en profundidad de los algoritmos seleccionados.

Tras seleccionar los algoritmos más eficientes se han desarrollado las versiones más avanzadas.

Tarea 3.4: Implementación de clústers de algoritmos.

Realización de algoritmos que utilicen los resultados de varios métodos de previsión para obtener mejores resultados.

Tarea 3.5 Análisis de los resultados obtenidos con los modelos de predicción de precios del mercado eléctrico

Se han analizado los resultados obtenidos para determinar la idoneidad del conjunto medición-modelo-software.

A.4 DESARROLLO SISTEMA ALMACENAMIENTO

Se ha desarrollado el sistema de almacenamiento, entendiendo por tal todos los componentes hardware y software que permiten una correcta operación y gestión de las baterías del sistema local así como las propias baterías regeneradas. Este equipo ha hecho las veces de primer prototipo a partir del cual se han construido el resto de sistemas locales.

CIRCE ha diseñado las configuraciones de electrónica de potencia, incluyendo la electrónica de potencia, los armarios eléctricos, protecciones, tarjetas electrónicas, ventilación, etc… Sin embargo el montaje se ha encargado a una empresa especializada de montaje de cuadros eléctricos y electrónicos, dado que disponen de las herramientas necesarias y el personal especializado.

Tarea 4.1: Análisis de topologías y selección de la topología óptima de EP y su control.

Estudio del estado del arte de las topologías de electrónica de potencia (EP) y de control que permitan la gestión de baterías regeneradas en distintos estados de su vida. Elección de la topología de potencia y control más adecuados a las especificaciones desarrolladas en la Tarea 1.2.

Tarea 4.2: Modelado de la tipología seleccionada

Se ha modelado la tipología de electrónica de potencia seleccionada para la evaluación de su comportamiento en distintos regímenes de trabajo y dimensionado de los principales componentes físicos.

Tarea 4.3: Desarrollo de controles y validación mediante HIL

Programación de los de controles del sistema de almacenamiento y verificación de los mismos en laboratorio.

Tarea 4.4: Selección de materiales y diseño de los esquemas eléctricos y electrónicos de detalle

Selección de componentes físicos del sistema de almacenamiento (hardware de potencia y de control) y diseño de los esquemas eléctricos y electrónicos necesarios para el montaje de los sistemas de almacenamiento.

Tarea 4.5: Desarrollo de baterías regeneradas

Se ha iniciado un método estandarizado para la regeneración de baterías, de distinta tecnología y en distinto grado de uso.

A.5 CONSTRUCCIÓN DEL CENTRO DE CONTROL LOCAL

Se ha programado el centro de control del sistema local en base a los algoritmos y especificaciones desarrollados en actividades anteriores. Se han llevado a cabo pruebas de funcionamiento del centro de control que está refinando su diseño.

Tarea 5.1: Diseño e integración del CCL.

Se ha diseñado y programado la interfaz gráfica del CCL que el usuario – cliente y el personal de URBENER ve en sus ordenadores como en la programación de la herramienta integradora que sirve de nexo de unión entre las distintas aplicaciones del centro de control.

Tarea 5.2: Programación de huella eléctrica

Se ha iniciado en el lenguaje establecido, los algoritmos que permitirán establecer la huella eléctrica de cualquier tipo de usuario, ya sea gestor de cargas del sistema o consumidor directo.

Tarea 5.3: Programación de algoritmos de predicción de la demanda

Se ha iniciado, en el lenguaje establecido, los algoritmos que permitirán predecir la demanda eléctrica de cualquier tipo de usuario, ya sea gestor de cargas del sistema o consumidor directo.

Tarea 5.4: Programación del SCADA del sistema de almacenamiento

Se ha iniciado la programación de una herramienta tipo SCADA que monitoriza y operará en tiempo real el sistema de almacenamiento enviando las órdenes oportunas: carga – descarga de baterías, potencia de operación, compensación de reactiva, etc…

A.6 CONSTRUCCIÓN DEL CENTRO DE CONTROL REMOTO

Se está programando el centro de control del sistema remoto en base a los algoritmos desarrollados en actividades anteriores.

Tarea 6.1: Diseño e integración del CCR.

Se ha iniciado el diseño y la programación de la interfaz gráfica del CCR que el personal de URBENER verá en sus ordenadores como en la programación de la herramienta integradora que servirá de nexo de unión entre las distintas aplicaciones del centro de control.

Tarea 6.2: Programación de algoritmos de predicción de la precios del mercado de la energía

Se ha iniciado la programación en el lenguaje establecido, de los algoritmos que permitirán predecir los precios de energía eléctrica en distintas escalas temporales.

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