Este Trabajo de Fin de Grado (TFG) se centra en el estudio del flujo de potencia y del despacho óptimo de potencia en sistemas multienergéticos. El propósito es claro, ir más allá de las metodologías clásicas aplicadas en sistemas eléctricos y llevarlas a escenarios donde interactúan diferentes vectores de energía, como la electricidad, el calor y el gas. En una primera etapa, se implementó el método de Newton–Raphson con matriz jacobiana númerica para calcular el flujo de potencia en redes radiales. Los resultados obtenidos se contrastaron con trabajos previos, lo que permitió validar el modelo y sentar una base sólida. A partir de ahí, se ha desarrollado la extensión del modelo a redes malladas e integradas, incorporando las ecuaciones eléctricas, térmicas e hidráulicas necesarias para capturar la interacción real entre los distintos portadores energéticos. La segunda fase del trabajo se centró en el despacho óptimo de potencia. Para ello, se formuló un problema de optimización no lineal, resuelto con la función fmincon de MATLAB. Se analizaron distintos escenarios siguiendo la metodología propuesta por Abeysekera (2017), obteniendo resultados que muestran cómo la combinación de unidades de cogeneración, calderas y bombas de calor influye tanto en el reparto óptimo de recursos como en los costes marginales de operación. En conjunto, los resultados alcanzados muestran que extender los modelos tradicionales hacia sistemas multienergéticos ofrece una visión más completa de la operación, ayuda a comprender mejor la interacción entre vectores energéticos y abre el camino a futuras investigaciones orientadas a lograr redes más eficientes y sostenibles.

Aquest Treball de Fi de Grau (TFG) se centra en l’estudi del flux de potència i del despatx òptim de potència en sistemes multienergètics. L’objectiu és clar: anar més enllà de les metodologies clàssiques aplicades als sistemes elèctrics i portar-les a escenaris on interactuen diferents vectors d’energia, com l’electricitat, la calor i el gas. En una primera etapa, es va implementar el mètode de Newton–Raphson amb matriu jacobiana numèrica per calcular el flux de potència en xarxes radials. Els resultats obtinguts es van contrastar amb treballs previs, cosa que va permetre validar el model i establir una base sòlida. A partir d’aquí, s’ha desenvolupat l’extensió del model a xarxes mallades i integrades, incorporant les equacions elèctriques, tèrmiques i hidràuliques necessàries per capturar la interacció real entre els diferents portadors energètics. La segona fase del treball es va centrar en el despatx òptim de potència. Per a això, es va formular un problema d’optimització no lineal, resolt amb la funció fmincon de MATLAB. Es van analitzar diferents escenaris seguint la metodologia proposada per Abeysekera (2017), i es van obtenir resultats que mostren com la combinació d’unitats de cogeneració, calderes i bombes de calor influeix tant en el repartiment òptim dels recursos com en els costos marginals d’operació. En conjunt, els resultats assolits mostren que estendre els models tradicionals cap a sistemes multienergètics ofereix una visió més completa de l’operació, ajuda a comprendre millor la interacció entre vectors energètics i obre el camí a futures investigacions orientades a aconseguir xarxes més eficients i sostenibles.

This Final Degree Project (TFG) focuses on the study of power flow and optimal power dispatch in multienergy systems. The aim is clear: to go beyond the classical methodologies applied to electrical systems and extend them to scenarios where different energy carriers—such as electricity, heat, and gas— interact. In the first stage, the Newton–Raphson method with numerical Jacobian matrix was implemented to calculate power flow in radial networks. The results obtained were compared with previous studies, which made it possible to validate the model and establish a solid foundation. From there, the model was extended to meshed and integrated networks, incorporating the electrical, thermal, and hydraulic equations needed to capture the real interaction between the different energy carriers. The second phase of the work focused on optimal power dispatch. To this end, a nonlinear optimization problem was formulated and solved using MATLAB’s fmincon function. Several scenarios were analysed following the methodology proposed by Abeysekera (2017), and the results showed how the combination of cogeneration units, boilers, and heat pumps affects both the optimal allocation of resources and the marginal operating costs. Overall, the findings demonstrate that extending traditional models towards multi-energy systems provides a more complete view of system operation, improves understanding of the interactions between energy carriers, and paves the way for future research aimed at building more efficient and sustainable networks.