Diseño Óptimo de Topologías en Microrredes Eléctricas Bajo Consideraciones de Eficiencia y Acople Sectorial

En este proyecto de investigación se aborda la optimización de microrredes eléctricas multimodales, considerando su topología, modo de operación, elementos de acople sectorial y tipo de carga. El objetivo es determinar la topología óptima que minimice los costos de la microrred. Para ello, se empleó...

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Autores:
Lozano Moya, Nicolás
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2024
Institución:
Universidad Santo Tomás
Repositorio:
Repositorio Institucional USTA
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.usta.edu.co:11634/58984
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/11634/58984
Palabra clave:
Ingeniería
Ingeniería Electrónica
Electrónica
Rights
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License
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Para ello, se empleó la metodología de caso de estudio, desarrollando modelos de consumo de cargas, recursos energéticos distribuidos (DER) y elementos de acople sectorial teniendo en cuenta el día típico del año. Se diseñaron diversas microrredes eléctricas con diferentes topologías, voltajes de barraje y tipos de carga, considerando los convertidores necesarios y su eficiencia. Con base en la información obtenida de los modelos, se planteó un problema de optimización lineal por enteros mixtos (MILP) para minimizar los costos. Este tipo de modelo es adecuado para problemas lineales que incluyen variables binarias y continuas. Los resultados demuestran que la microrred de topología AC en modo de operación aislado genera el menor costo, utilizando principalmente carga AC. Esto se debe a que la topología AC requiere menos convertidores, los cuales tienen un costo individual más elevado. Finalmente, se puede decir, este proyecto proporciona una microrred eléctrica multimodal, optima considerando diversos factores que influyen en su costo. La topología AC en modo de operación aislado con carga AC mayoritaria se presenta como la opción más económica para el caso de estudio analizado.This research project addresses the optimization of multimodal electrical microgrids, considering their topology, operation mode, sector coupling elements, and load type. The objective is to determine the optimal topology that minimizes microgrid costs. To achieve this, a case study methodology was employed, developing load consumption models, distributed energy resources (DER), and sector coupling elements for each typical day of the year. Various electrical microgrids were designed with different topologies, bus voltages, and load types, considering the necessary converters and their efficiency. Based on the information obtained from the models, a mixed integer linear programming (MILP) optimization problem was proposed to minimize costs. This type of model is suitable for linear problems that include binary and continuous variables. The results demonstrate that the AC topology microgrid in isolated operation mode generates the lowest cost, primarily using AC load. This is because the AC topology requires fewer converters, which have a higher individual cost. In summary, this project provides an optimal multimodal electrical microgrid considering various factors that influence its cost. AC topology in isolated operation mode with majority AC load is presented as the most economical option for the analyzed case study.Ingeniero ElectronicoPregradoapplication/pdfspaUniversidad Santo TomásPregrado Ingeniería ElectrónicaFacultad de Ingeniería ElectrónicaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Diseño Óptimo de Topologías en Microrredes Eléctricas Bajo Consideraciones de Eficiencia y Acople SectorialIngenieríaIngeniería ElectrónicaElectrónicaTrabajo de gradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisCRAI-USTA Bogotá“International energy outlook - U.s. energy Information Administration (EIA)”, Eia.gov. [En línea]. Disponible en: https://www.eia.gov/outlooks/ieo/index.php. [Consultado: 19-sep-2023].J. L. Paternina, E. R. Trujillo, y J. P. 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