Modelo para la ubicación estratégica de estaciones de carga rápida para vehículos eléctricos en redes de distribución de energía eléctrica
: figuras, tablas
- Autores:
-
Correa Martínez, Juan Esteban
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad Tecnológica de Pereira
- Repositorio:
- Repositorio Institucional UTP
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.utp.edu.co:11059/15549
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/11059/15549
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- Palabra clave:
- 370 - Educación
Vehículos eléctricos
Estaciones de carga de batería (Vehículos eléctricos)
Ingeniería eléctrica
Vehículo eléctrico
Estación de carga
PSO
Particle Swarm Optimization
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[1] F. Ahmad, A. Iqbal, I. Ashraf, M. Marzband, and I. Khan, “Optimal location of electric vehicle rapid charging stations in power distribution network and transportation network with v2g strategies,” in 2021 IEEE Transportation Electrification Conference (ITEC-India), 2021, pp. 1–5. [2] Naciones Unidas, “Acuerdo de paris,” 2015, adoptado en la COP21 de Par ́ıs. [Online]. Available: https://unfccc.int/sites/default/files/spanish paris agreement.pdf [3] Electromaps, “Listado de puntos de recarga para veh ́ıculos el ́ectricos en colombia,” Elec- tromaps, Tech. Rep., 2024. [4] Departamento Nacional de Planeacion, “Plan nacional de desarrollo 2022-2026: Colombia ́ potencia mundial de la vida,” Gobierno de Colombia, Bogota, Colombia, Plan Nacional Ley ́ 2294 de 2023, 2023, aprobado mediante Ley 2294 del 29 de marzo de 2023. [Online]. Available: https://www.dnp.gov.co/Plan-Nacional-de-Desarrollo [5] T. 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Narvaez, “Ubicacion de estaciones de recarga de vehiculos electri- cos en sistemas de distribucion usando una tecnica heuristica,” 2019, https://repositorio.utp.edu.co/server/api/core/bitstreams/5158a697-52db-40c2-9a54- 3d69f16202ce/content. [18] F. Canar, “An ̃ alisis para la adecuada ubicaci ` On de eestaciones de carga decarga r ́ Apida en ́ la ciudad de cuenca,” 2022, https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/22480/1/UPS- CT009735.pdf. [19] international Energy Agency (IEA), “Global ev outlook 2022,” international Energy Agency (IEA), Tech. Rep., 2022. [20] M. Z. Zeb, K. Imran, A. Khattak, A. K. Janjua, A. Pal, M. Nadeem, J. Zhang, and S. Khan, “Optimal placement of electric vehicle charging stations in the active distribution network,” IEEE Access, vol. 8, pp. 68 124–68 134, 2020. [21] T. H. Cormen, C. E. Leiserson, R. L. Rivest, and C. Stein, Introduction to algorithms. MIT press, 2022. [22] X. Bai, L. Wang, Y. Hu, P. Li, and Y. 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Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de la Ley 23 de 1982. En concordancia suscribo (suscribimos) este documento en el momento mismo que hago (hacemos) entrega de mi (nuestra) OBRA a la Biblioteca “Jorge Roa Martínez” de la Universidad Tecnológica de Pereira. Manifiesto (manifestamos) que la OBRA objeto de la presente autorizaciónhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessHerrera Orozco, Andrés RicardoGil González, Walter JuliánCorrea Martínez, Juan Esteban2024-12-04T13:28:33Z2024-12-04T13:28:33Z2024https://hdl.handle.net/11059/15549Universidad Tecnológica de PereiraRepositorio Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/home: figuras, tablasEste trabajo desarrolla un modelo para la ubicación estratégica de estaciones de carga rápida para vehículos eléctricos EVRCS - Electric Vehicle Rapid Carging Station en redes de distribución eléctrica, adopción de vehículos eléctricos, abordando los desafíos técnicos y económicos asociados con la integración de esta tecnología. La expansión de estaciones de carga rápida es crucial para el éxito de la movilidad eléctrica en Colombia; sin embargo, su impacto en redes de distribución plantea retos como el incremento de las perdidas eléctricas, la sobrecarga de los sistemas y el aumento de los costos de operación. En este sentido, la metodología propuesta se basa en un modelo de optimización matemática que considera tanto la minimización de los costos de transporte de los vehículos eléctricos TELC como la reducción de las pérdidas de energía en la red EPLC. Este enfoque combina técnicas avanzadas de optimización como el algoritmo de optimización por enjambre de partículas o PSO por sus siglas en inglés, conocido por su eficacia en la resolución de problemas complejos y no lineales. Este algoritmo permite explorar un conjunto amplio de soluciones potenciales, seleccionando aquellas que optimizan el equilibrio entre el costo del transporte y las pérdidas de energía, lo cual es fundamental para la sostenibilidad y eficiencia del sistema.1 Introduccion ́ 11 1.1 Planteamiento del problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.2 Justificacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ́ 12 1.3 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.3.1 Objetivo general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.3.2 Objetivos espec ́ıficos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.4 Estado del arte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.5 Estructura del documento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2 Aspectos teoricos 16 ́ 2.1 Introduccion a los veh ́ ́ıculos el ́ectricos y las estaciones de carga . . . . . . . . . . . . 16 2.2 Algoritmo de Dijkstra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.3 Flujo de potencia de barrido iterativo (Forward-Backward Sweep) . . . . . . . . . . . 18 2.4 Optimizacion por c ́ umulo de part ́ ́ıculas - PSO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.4.1 Implementacion con PySwarms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ́ 20 3 Formulacion matem ́ atica sobre la ubicaci ́ on estrat ́ egica de estaciones de carga para ́ veh ́ıculos electricos 21 ́ 3.1 Introduccion al modelo de ubicaci ́ on estrat ́ ́egica de EVRCS . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.2 Formulacion matem ́ atica, funci ́ on objetivo y restricciones del modelo . . . . . . . . . ́ 21 3.2.1 Determinacion del n ́ umero ́ optimo de ́ CS y Potencia total demandada . . . . 21 3.2.2 Funcion objetivo para la ubicaci ́ on estrat ́ ́egica de EVRCS . . . . . . . . . . . . 22 3.2.3 Restricciones del modelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.3 M ́etodo de optimizacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ́ 24 3.4 Implementacion del modelo en python . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ́ 25 4 Resultados y analisis 27 ́ 4.1 Sistema de prueba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 4.2 Casos de estudio analizados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 4.2.1 Resultados caso 1: sin estrategias V2G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 4.2.2 Resultados caso 2: con estrategias V2G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4.3 Analisis comparativo del comportamiento de la estrategia ante los distintos casos. . . ́ 50 5 Conclusiones y trabajos futuros 52 5.1 Conclusiones sobre la estrategia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 5.2 Trabajos futuros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Apendices 53PregradoIngeniero(a) Electricista55 páginasapplication/pdfspaUniversidad Tecnológica de PereiraIngeniería EléctricaFacultad de IngenieríasPereira370 - EducaciónVehículos eléctricosEstaciones de carga de batería (Vehículos eléctricos)Ingeniería eléctricaVehículo eléctricoEstación de cargaPSOParticle Swarm OptimizationModelo para la ubicación estratégica de estaciones de carga rápida para vehículos eléctricos en redes de distribución de energía eléctricaTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis[1] F. Ahmad, A. Iqbal, I. Ashraf, M. Marzband, and I. Khan, “Optimal location of electric vehicle rapid charging stations in power distribution network and transportation network with v2g strategies,” in 2021 IEEE Transportation Electrification Conference (ITEC-India), 2021, pp. 1–5.[2] Naciones Unidas, “Acuerdo de paris,” 2015, adoptado en la COP21 de Par ́ıs. [Online]. Available: https://unfccc.int/sites/default/files/spanish paris agreement.pdf[3] Electromaps, “Listado de puntos de recarga para veh ́ıculos el ́ectricos en colombia,” Elec- tromaps, Tech. Rep., 2024.[4] Departamento Nacional de Planeacion, “Plan nacional de desarrollo 2022-2026: Colombia ́ potencia mundial de la vida,” Gobierno de Colombia, Bogota, Colombia, Plan Nacional Ley ́ 2294 de 2023, 2023, aprobado mediante Ley 2294 del 29 de marzo de 2023. [Online]. Available: https://www.dnp.gov.co/Plan-Nacional-de-Desarrollo[5] T. 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La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de la Ley 23 de 1982. En concordancia suscribo (suscribimos) este documento en el momento mismo que hago (hacemos) entrega de mi (nuestra) OBRA a la Biblioteca “Jorge Roa Martínez” de la Universidad Tecnológica de Pereira. Manifiesto (manifestamos) que la OBRA objeto de la presente autorizaciónopen.accesshttps://repositorio.utp.edu.coRepositorio de la Universidad Tecnológica de 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