Integración optima de sistemas de almacenamiento de energía basado en baterías para reducir las pérdidas de energía y los costos asociados al despacho en redes DC usando una estrategia de optimización ́hibrida

El estudio y la implementaci ́on de redes de corriente continua suponen un desaf ́ıo para Colombia y el mundo. Aunque ya se vislumbran algunos proyectos, como las redes de transmisi ́on de alto voltaje en corriente continua (HVDC - High Voltage Direct Current), el uso de esta tecnolog ́ıa a ́un est...

Full description

Autores:
Peña Villa, Martha Daniris
Saldarriaga Palacio, Juan Alejandro
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:11059/15312
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/11059/15312
https://repositorio.utp.edu.co/home
Palabra clave:
620 - Ingeniería y operaciones afines::629 - Otras ramas de la ingeniería
Electricidad - Mediciones
Almacenamiento de energía
Baterías de almacenamiento
Corriente continua
AHA
Algoritmo hibrido
BESS
Flujo de carga
Maestro-esclavo
Perdidas
Red de distribución
Rights
openAccess
License
Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
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description El estudio y la implementaci ́on de redes de corriente continua suponen un desaf ́ıo para Colombia y el mundo. Aunque ya se vislumbran algunos proyectos, como las redes de transmisi ́on de alto voltaje en corriente continua (HVDC - High Voltage Direct Current), el uso de esta tecnolog ́ıa a ́un est ́a en sus primeras etapas. A pesar de ser reciente, se ha logrado conocer que las redes de corriente continua generan una disminuci ́on de p ́erdidas del 67 % en comparaci ́on con las redes de corriente alterna, esto se da al sobrepasar la distancia cr ́ıtica (aproximadamente 600-800 km en l ́ıneas a ́ereas o 50 km en l ́ıneas submarinas) (C ́an-Yancoba, 2017). Para el caso de estudio en el que se integra generaci ́on distribuida a la red, el uso de menos dispositivos de electr ́onica de potencia, que presentan p ́erdidas por conmutaci ́on o p ́erdidas por calentamiento, tambi ́en permite una reducci ́on considerable de estas, lo que a su vez mitiga los costos para los usuarios finales y las p ́erdidas econ ́omicas para las empresas operadoras de red en un futuro cercano.
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spelling 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 autorizacióhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessGil González, Waltervirtual::2-1Herrera Orozco, Andres Ricardovirtual::3-1Peña Villa, Martha DanirisSaldarriaga Palacio, Juan Alejandro2024-09-24T19:09:12Z2024-09-24T19:09:12Z2024https://hdl.handle.net/11059/15312Universidad Tecnológica de PereiraRepositorio Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/homeEl estudio y la implementaci ́on de redes de corriente continua suponen un desaf ́ıo para Colombia y el mundo. Aunque ya se vislumbran algunos proyectos, como las redes de transmisi ́on de alto voltaje en corriente continua (HVDC - High Voltage Direct Current), el uso de esta tecnolog ́ıa a ́un est ́a en sus primeras etapas. A pesar de ser reciente, se ha logrado conocer que las redes de corriente continua generan una disminuci ́on de p ́erdidas del 67 % en comparaci ́on con las redes de corriente alterna, esto se da al sobrepasar la distancia cr ́ıtica (aproximadamente 600-800 km en l ́ıneas a ́ereas o 50 km en l ́ıneas submarinas) (C ́an-Yancoba, 2017). Para el caso de estudio en el que se integra generaci ́on distribuida a la red, el uso de menos dispositivos de electr ́onica de potencia, que presentan p ́erdidas por conmutaci ́on o p ́erdidas por calentamiento, tambi ́en permite una reducci ́on considerable de estas, lo que a su vez mitiga los costos para los usuarios finales y las p ́erdidas econ ́omicas para las empresas operadoras de red en un futuro cercano.́Indice general 7 ́Indice de tablas 8 ́Indice de figuras 9 1. Introducci ́on 10 1.1. Planteamiento del problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.2. Justificaci ́on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.3. Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.3.1. Objetivo general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.3.2. Objetivos espec ́ıficos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.4. Estado del arte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2. Modelizado 17 2.1. Consideraciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.2. Formulaci ́on matem ́atica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.2.1. Funci ́on objetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.2.2. Restricciones del flujo de carga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3. M ́etodo propuesto 23 3.1. Enfoque maestro-esclavo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.2. Modelo matem ́atico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.2.1. Inicializaci ́on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.2.2. B ́usqueda guiada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.2.3. B ́usqueda territorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.2.4. Migraci ́on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 6 ́Indice general 7 4. Sistema de prueba y resultados 30 4.1. Sistema de prueba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 4.2. Casos de estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4.3. Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4.3.1. Caso 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 4.3.2. Caso 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4.3.3. An ́alisis comparativo entre casos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 5. Conclusiones y trabajos futuros 39 5.1. Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 5.2. Trabajos futuros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40PregradoIngeniero(a) Electricista43 páginasapplication/pdfspaUniversidad Tecnológica de PereiraIngeniería EléctricaFacultad de IngenieríasPereira620 - Ingeniería y operaciones afines::629 - Otras ramas de la ingenieríaElectricidad - MedicionesAlmacenamiento de energíaBaterías de almacenamientoCorriente continuaAHAAlgoritmo hibridoBESSFlujo de cargaMaestro-esclavoPerdidasRed de distribuciónIntegración optima de sistemas de almacenamiento de energía basado en baterías para reducir las pérdidas de energía y los costos asociados al despacho en redes DC usando una estrategia de optimización ́hibridaTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisStatus of power system transformation 2019. https://www.iea.org/reports/status-of-power- system-transformation-2019, 2019.Abdulrahman Alassi, Santiago Ba ̃nales, Omar Ellabban, Grain Adam, and Callum MacIver. 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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 autorizacióopen.accesshttps://repositorio.utp.edu.coRepositorio de la Universidad Tecnológica de 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