Cálculo de la Capacidad Máxima de Generación en Sistemas de Distribución y Subtransimisión de Energía Eléctrica Mediante un Algoritmo Heurístico Basado en Sensibilidad y DigSilent Power Factory
El cálculo de la máxima capacidad de generación, se refiere a la capacidad que tiene un sistema de distribución o transmisión para integrar y gestionar la conexión de recursos de energía distribuida (DER), como sistemas fotovoltaicos, sistemas eólicos, sistemas de almacenamiento de energía, entre ot...
- Autores:
-
Valencia Aguilar, Dilan Andrés
- 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:11059/15226
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/11059/15226
https://repositorio.utp.edu.co/home
- Palabra clave:
- 620 - Ingeniería y operaciones afines::621 - Física aplicada
Almacenamiento de energía
Ingeniería eléctrica
Producción de energía eléctrica
Algoritmo heurístico
Recursos de energía distribuida
Inyección de potencia
Sensibilidad
Codificación
Sistema de transmisión regional
Límites operativos
Nodos de generación
Capacidad de transporte
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- Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
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El cálculo de la máxima capacidad de generación, se refiere a la capacidad que tiene un sistema de distribución o transmisión para integrar y gestionar la conexión de recursos de energía distribuida (DER), como sistemas fotovoltaicos, sistemas eólicos, sistemas de almacenamiento de energía, entre otros, Para realizar este cálculo se propone un algoritmo heurístico de sensibilidad, el cual, mediante inyecciones de potencia en diferentes nodos seleccionados, observa el comportamiento del sistema. Además, se utiliza el software comercial DIgSILENT Power Factory para realizar la codificación de este algoritmo y las pruebas necesarias para comprobar su verificación. |
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CREG. (Comisión de Regulación de Energía y Gas), CREG 097 de 2008. 1, 3.2 AHUMADA, O. Nueve de cada 10 proyectos para generar energía usarán paneles solares. En: El Tiempo, Fecha de acceso: 2024. 1.1 STARčEVIć, Vanja, et al. PV System Integration Assessment by Automated Monte Carlo Simulation in DIgSILENT PowerFactory. En: 2021 20th International Symposium INFOTEH-JAHORINA (INFOTEH), 2021, págs. 1–5. 1.1, 1.2, 2 PALMINTIER, Bryan, et al. On the path to SunShot: Emerging issues and challenges in integrating solar with the distribution system. En: IEEE Power and Energy Magazine, tomo 16, No 1, 2018, págs. 45–53. 1.1 CAMPELLO, L. D., et al. Hosting capacity of a university electrical grid considering the inclusion of wind-turbines for different background distortions. En: 2016 17th International Conference on Harmonics and Quality of Power (ICHQP). IEEE, 2016, págs. 1026–1031. 1.1 PALACIOS-GARCIA, E. J., et al. 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Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira, Risaralda, Colombia, 2024. Grupo de Desarrollo en Investigación de Operaciones, Grupo de Planeamiento en Sistemas Eléctricos GP. 3.1 RUI WANG, Maszatul M. Mansor, Robin C. Purshouse y FLEMING, Peter J. An analysis of parameter sensitivities of preference-inspired co-evolutionary algorithms. En: International Journal of Systems Science, tomo 46, No 13, 2015, págs. 2407–2420. 3.1.1 GLOVER, J. Duncan; SARMA, Mulukutla S. y OVERBYE, Thomas J. Power System Analysis and Design. Cengage Learning, 2010. ISBN 978-1439689964. 3.2 ELGERD, Olle I. Electric Energy Systems Theory: An Introduction. Tata McGraw-Hill Education, 2003. ISBN 978-0070585151. 3.2 ANDERSON, Paul M. y FOUAD, A. A. Power System Control and Stability. IEEE Press, 1990. ISBN 978-0780303495. 3.2 Calculation of the cyclic and emergency current rating of cables. International Electrotechnical Commission (IEC), 1989. 3.2 Electric cables - Calculation of the current rating. 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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 autorización es original y la realicé (realizamos) sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto, mi (nuestra) OBRA es de exclusiva autoría y tiene la titularidad sobre la misma. PARAGRAFO: En caso de presentarse cualquier reclamación o acción por parte de un tercero en cuanto a los derechos de autor sobre la OBRA en cuestión, El (los) Autor(es), asumirá (n) toda la responsabilidad, y saldrá (n) en defensa de los derechos aquí autorizados. Para todos los efectos La Universidad actúa como un tercero de buena fe. Manifiesto (manifestamos) que soy (somos) conocedor (es) del alcance mundial de la publicación de mi (nuestra) obra en internet y específicamente en el Repositorio Institucional. Manifiesto (manifestamos) que mi (nuestra) OBRA no está limitada ni protegida por ningún acuerdo de confidencialidad, no es un secreto industrial, no es una invención patentable y no cuenta con ningún otro tipo de restricción para su publicación. Acepto (aceptamos) que la autorización se hace a título gratuito, por lo tanto, renuncio (renunciamos) a recibir pago alguno por su distribución, comunicación pública y cualquier otro uso que se haga en los términos de la presente licencia. Autorizo (autorizamos) a la Universidad Tecnológica de Pereira para incluir la presente OBRA en los índices y buscadores que la Universidad estime convenientes para su visibilidad. Acepto (aceptamos) que la Universidad Tecnológica de Pereira convierta el documento en cualquier medio o formato para su preservación digital. En constancia de lo anterior, autorizo (autorizamos) publicar mi (nuestra) OBRA bajo las Licencias Creative Commons 4.0 (cuyo texto se puede consultar en: http://creativecommons.org/licenses/): Se autoriza el uso comercial de mi (nuestra) OBRA: SI____ NO_____ Se autorizan modificaciones de mi (nuestra) OBRA: SI____ NO_____ “Los derechos de autor recaen sobre las obras científicas, literarias y artísticas en las cuales se comprenden las creaciones del espíritu en el campo científico, literario y artístico, cualquiera que sea el modo o forma de expresión y cualquiera que sea su destinación, tales como: los libros, folletos y otros escritos; las conferencias, alocuciones, sermones y otras obras de la misma naturaleza; las obras dramáticas o dramático-musicales; las obras coreográficas y las pantomimas; las composiciones musicales con letra o sin ella; las obras cinematográficas, a las cuales se asimilan las obras expresadas por procedimiento análogo a la cinematografía, inclusive los videogramas, las obras de dibujo, pintura, arquitectura, escultura, grabado, litografía; las obras fotográficas a las cuales se asimilan las expresas por procedimiento análogo o la fotografía; las obras de artes plásticas; las ilustraciones, mapas, planos, croquis y obras plásticas relativas a la geografía, a la topografía a la arquitectura o a las ciencias, en fin, toda producción del dominio científico, literario o artístico que puedan producirse o definirse por cualquier forma de impresión o de reproducción, por fonografía, radiotelefonía o cualquier otro medio conocido o por conocer”. (Artículo 2 de la ley 23 de 1982).https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessGomez Carmona, OscarValencia Aguilar, Dilan Andrés2024-07-17T16:32:35Z2024-07-17T16:32:35Z2024https://hdl.handle.net/11059/15226Universidad Tecnológica de PereiraRepositorio Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/homeEl cálculo de la máxima capacidad de generación, se refiere a la capacidad que tiene un sistema de distribución o transmisión para integrar y gestionar la conexión de recursos de energía distribuida (DER), como sistemas fotovoltaicos, sistemas eólicos, sistemas de almacenamiento de energía, entre otros, Para realizar este cálculo se propone un algoritmo heurístico de sensibilidad, el cual, mediante inyecciones de potencia en diferentes nodos seleccionados, observa el comportamiento del sistema. Además, se utiliza el software comercial DIgSILENT Power Factory para realizar la codificación de este algoritmo y las pruebas necesarias para comprobar su verificación.Hosting Capacity refers to the capacity of a distribution or transmission system to integrate and manage the connection of distributed energy resources (DER), such as photovoltaic systems, wind systems, energy storage systems, among others. To perform this calculation, a heuristic sensitivity algorithm is proposed, which, through power injections in different selected nodes, observes the behavior of the system. In addition, the commercial software DIgSILENT Power Factory is used to perform the coding of this algorithm and the necessary tests to verify its verification.1. INTRODUCCIÓN 11 1.1. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.2. JUSTIFICACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.3. OBJETIVOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.3.1. Objetivo General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.3.2. Objetivos Específicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2. ESTADO DEL ARTE 15 3. MARCO TEÓRICO 17 3.1. Algoritmo heuristico de sensibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.1.1. Índices de Sensibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.1.2. Proceso iterativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.2. Capacidad de transporte en el STR y el SDL . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.3. Determinación de la máxima capacidad de generación en sistemas STR y SDL (Hosting Capacity) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.3.1. Nodos de generación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.3.2. Límites de capacidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.3.3. Balance entre demanda y generación . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.4. Power Factory DIgSILENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.5. DPL: DIgSILENT Programming Lenguage . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.5.1. Caracteristicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 4. METODOLOGÍA 31 4.1. Concepto de sensibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4.2. Sensibilidad basada en el margen de capacidad de transporte de las líneas de transmisión y transformadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4.3. Sensibilidad basada en el incremento de transporte en las líneas de transimisión y transformadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 4.4. Flujogramas para obtener el margen de capacidad y el incremento de transporte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4.5. Maximización de la capacidad de generación utilizando el analisis de sensibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.6. Sensibilidad de máxima inyección de potencia . . . . . . . . . . . . . . 37 4.7. Paso corrector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 5. EXPERIMENTOS Y RESULTADOS 43 5.1. Sistema de prueba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 5.2. Interfaces de entrada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 5.2.1. Selección de nodos de generación . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 5.2.2. Selección de líneas de transmisión y transformadores a monitorear 46 5.3. Pruebas realizadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 5.3.1. Prueba con 20 líneas de transmisión, 3 transformadores y 4 nodos de generación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 5.3.2. Prueba con 93 lineas de transmisión, 12 transformadores y 4 nodos de generación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5.3.3. Prueba con 93 lineas de transmisión, 12 transformadores y 33 nodos de gemeración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 59 6.1. CONCLUSIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 6.2. RECOMENDACIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 BIBLIOGRAFÍA 61PregradoIngeniero(a) Electricista72 Páginasapplication/pdfspaUniversidad Tecnológica de PereiraIngeniería EléctricaFacultad de IngenieríasPereira620 - Ingeniería y operaciones afines::621 - Física aplicadaAlmacenamiento de energíaIngeniería eléctricaProducción de energía eléctricaAlgoritmo heurísticoRecursos de energía distribuidaInyección de potenciaSensibilidadCodificaciónSistema de transmisión regionalLímites operativosNodos de generaciónCapacidad de transporteMargen de transporteFlujo de cargaCálculo de la Capacidad Máxima de Generación en Sistemas de Distribución y Subtransimisión de Energía Eléctrica Mediante un Algoritmo Heurístico Basado en Sensibilidad y DigSilent Power FactoryTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisCREG. 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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 autorización es original y la realicé (realizamos) sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto, mi (nuestra) OBRA es de exclusiva autoría y tiene la titularidad sobre la misma. PARAGRAFO: En caso de presentarse cualquier reclamación o acción por parte de un tercero en cuanto a los derechos de autor sobre la OBRA en cuestión, El (los) Autor(es), asumirá (n) toda la responsabilidad, y saldrá (n) en defensa de los derechos aquí autorizados. 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(Artículo 2 de la ley 23 de 1982).open.accesshttps://dspace7-utp.metabuscador.orgRepositorio de la Universidad Tecnológica de 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