Ubicación y dimensionamiento óptimo de generadores fotovoltaicos para reducir pérdidas de energía en sistemas de distribución eléctricos usando una formulación convexa

En este trabajo de grado se aborda el problema de ubicación y dimensionamiento óptimo de generadores fotovoltaicos en sistemas de distribución radiales con el fin de disminuir las pérdidas de potencia activa, empleando un modelo de programación de conos de segundo orden de enteros mixtos (MISOCP), e...

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Autores:
Bartolo Guarín, Andrea
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:11059/15201
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/11059/15201
https://repositorio.utp.edu.co/home
Palabra clave:
620 - Ingeniería y operaciones afines::621 - Física aplicada
Generadores de energía fotovoltaica
Energía eléctrica
Energía eléctrica - Sistemas
Generadores fotovoltaicos
Optimización convexa de enteros mixtos
Programación de conos de segundo orden
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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 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/openAccessGil González, Walter JuliánHerrera Orozco, Andrés RicardoBartolo Guarín, Andrea2024-07-08T19:14:42Z2024-07-08T19:14:42Z2024https://hdl.handle.net/11059/15201Universidad Tecnológica de PereiraRepositorio Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/homeEn este trabajo de grado se aborda el problema de ubicación y dimensionamiento óptimo de generadores fotovoltaicos en sistemas de distribución radiales con el fin de disminuir las pérdidas de potencia activa, empleando un modelo de programación de conos de segundo orden de enteros mixtos (MISOCP), el cual se obtiene de transformar un modelo exacto de programación no lineal de enteros mixtos (MINLP).El modelo MISOCP propuesto tiene como principal ventaja que garantiza el óptimo global debido a la estructura convexa de la función objetivo y del espacio de soluciones. Además, para evaluar el modelo se emplean dos sistemas de pruebas de 33 y 69 nodos y se consideran cinco escenarios posibles.In this thesis, the problem of optimal placement and sizing of photovoltaic generators in radial distribution systems is addressed to reduce active power losses. This is done by employing a mixed-integer second-order cone programming (MISOCP) model, which is derived from transforming an exact mixed-integer nonlinear programming (MINLP) model. The proposed MISOCP model's main advantage is that it guarantees a global optimum due to the convex structure of the objective function and the solution space. Additionally, to evaluate the model, two test systems with 33 and 69 buses are used, and five possible scenarios are considered.Índice general 7 Índice de tablas 8 Índice de figuras 9 1. Introducción 10 1.1. Planteamiento del problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.2. Justificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.3. Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.3.1. Objetivo general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.3.2. Objetivos específicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.4. Estado del arte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2. Modelizado 16 2.1. Formulación exacta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.1.1. Función objetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.1.2. Restricciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.1.3. Modelo completo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3. Método propuesto 22 3.1. Reformulación convexa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.2. Modelo completo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 4. Sistema de prueba y resultados 25 4.1. Sistemas de prueba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.1.1. Sistema de prueba de 33 nodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.1.2. Sistema de prueba de 69 nodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 4.2. Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 4.2.1. Resultados del sistema de 33 nodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 4.2.2. Resultados del sistema de 69 nodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 5. Conclusiones y trabajos futuros 36 5.1. Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 5.2. Trabajos futuros . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 37PregradoIngeniero(a) Electricista42 Páginasapplication/pdfspaUniversidad Tecnológica de PereiraIngeniería EléctricaFacultad de IngenieríasPereira620 - Ingeniería y operaciones afines::621 - Física aplicadaGeneradores de energía fotovoltaicaEnergía eléctricaEnergía eléctrica - SistemasGeneradores fotovoltaicosOptimización convexa de enteros mixtosProgramación de conos de segundo ordenRedes de distribución radialesPérdidas de potencia activaUbicación y dimensionamiento óptimo de generadores fotovoltaicos para reducir pérdidas de energía en sistemas de distribución eléctricos usando una formulación convexaTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisR. Ufa, Y. Y. Malkova, V. Rudnik, M. Andreev, and V. 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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. 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. 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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).open.accesshttps://dspace7-utp.metabuscador.orgRepositorio de la Universidad Tecnológica de 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