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Electrical safety in a power system considering intermittent sources of electrical energy
No full textilustraciones, diagramas, tablasEn este trabajo de grado se abordan los principales retos de la operación y planeación del sistema eléctrico bajo la regulación CREG 060 de 2019. Se aborda el tema de pronósticos de potencia de plantas solares haciendo uso de redes neuronales recurrentes. Se plantea una metodología para operar de manera segura el sistema teniendo en cuenta la variación de corto tiempo asociado a este tipo de plantas y finalmente se propone una modificación al calculo de la región segura de operación que considera la variación de las renovables. (Texto tomado de la fuente)In this degree work, the main challenges of the operation and planning of the electrical system under the CREG 060 regulation of 2019 are addressed. The issue of power forecasts of solar plants is addressed using recurrent neural networks. A methodology is proposed to safely operate the system, considering the short-time variation associated with this type of plant, and finally a modification to the calculation of the safe region of operation that considers the variation of renewables is proposed.MaestríaMagíster en Ingeniería - Ingeniería EléctricaÁrea Curricular de Ingeniería Eléctrica e Ingeniería de Contro
Combination of actions between tap changers and reactive compensators in emergency situations close to voltage collapse
No full textilustraciones, diagramas, tablasLa estabilidad de tensión en los sistemas de potencia es una temática que en la actualidad sigue siendo objeto de investigación. Los colapsos de tensión generan grandes pérdidas económicas y sociales. Para evitarlos, el operador dispone de diversas acciones de control que mejoran la estabilidad. En ocasiones, se hace necesario la aplicación de dos acciones de manera combinada en situaciones críticas de la red para restaurar los valores de tensión. Aunque en la literatura se ha investigado el uso de acciones de forma individual y también de forma combinada, poco se ha estudiado sobre la combinación de cambiadores de tomas de transformadores y compensaciones reactivas. En este trabajo, se propone un automatismo que combina de manera coordinada estas dos acciones y toma decisiones con base en indicadores tales como el margen de carga. El automatismo se implementa en los sistemas de potencia IEEE 14 nodos y 39 nodos con escenarios críticos. Para validar su desempeño se evalúan las acciones de manera individual y combinada para comparar ambas opciones. Los resultados evidencian que el uso de acciones individuales no es suficiente en algunos casos para recuperar una adecuada operación de la red, mientras que las acciones combinadas son capaces de lograrlo, obteniéndose además, mejoras de hasta 18% del margen de carga, en comparación con el 4% encontrado en la literatura. Ambas acciones tienen la ventaja de brindarle autonomía al operador para mejorar la estabilidad sin depender de la colaboración de terceros, además de que son más económicas comparadas con las demás. (Texto tomado de la fuente)Voltage stability in power systems is a topic that currently keeps being investigated. Voltage collapses generate big economic and social losses. To avoid them, the network operator counts on diverse control actions which improve the stability. Sometimes, it’s necessary the application of two combined actions in network’s critical situations to recover voltages. Though the use of individual and combined actions has been researched in literature, the combination of transformers’ tap changers and reactive compensators has been researched by few people. On this document, an automatism is proposed, which combines these two actions and makes decisions based on indicators such as load margin. The automatism is implemented on the IEEE 14-bus and IEEE 39-bus power systems with critical scenarios. To validate its performance, the control actions are evaluated individually and then are combined in order to compare both options. The results show that sometimes the use of individual actions is not enough to recover the suitable network’s operation, however, combined actions are enough, and also, improve the load margin up to 18%, compared to 4% found in literature. Both actions have the advantage to give the operator autonomy to improve the stability without depending on generator agents. Furthermore, these control actions are more economic compared to the rest.MaestríaMagíster en Ingeniería - Ingeniería EléctricaEstabilidad de tensión en sistemas de potenciaÁrea Curricular de Ingeniería Eléctrica e Ingeniería de Contro
Esquema de protección especial basado en datos del sistema de monitoreo de amplia área para mantener la seguridad de sistemas de potencia ante la estabilidad transitoria mediante control preventivo y de emergencia
Get PDFLos estudios de estabilidad transitoria en tiempo real pueden ser realizados utilizando los ángulos de tensión de barra medidos por PMUs. Sin embargo, el cálculo de los ángulos de rotor que se realiza comúnmente por estimación puede conducir a errores, y por ello, se propone en esta investigación un método de predicción, evaluación y corrección de estabilidad transitoria basado en la energía cinética del sistema, que calcula y determina el momento preciso de la inserción de un Esquema de Protección Especial (EPE). Este EPE es construido a partir de los datos de las PMUs del sistema de medida de amplia área, conocido como WAMS (por sus siglas en ingles). En este trabajo, un microprocesador basado en una simple medida localizada en cada una de las plantas de generación es usado para obtener la velocidad angular sincronizada, calcular la energía cinética total del sistema y el momento exacto para realizar una acción de control, tal como la desconexión de generación o deslastre de carga. Los resultados muestran que el método propuesto es suficientemente rápido para evaluar la estabilidad transitoria y el EPE es efectivo para corregir de manera correcta las oscilaciones del sistema dependiendo de la zona donde se presenta una contingencia. De igual manera, se presenta una estrategia que no depende de la estructura de la red, modelos del sistema, parámetros del sistema o identificación de grupos coherentes de generadores. Para validar la efectividad del método se utilizó el sistema de prueba New England IEEE-39 barras y el IEEE-118 barras. El método presentado es adecuado para aplicaciones en tiempo real y sistemas eléctricos de potencia a gran escala.Abstract: Real-time transient stability studies can commonly be done based on voltage bus angles measured by PMUs. However, calculating the rotor angles that are commonly performed by estimation can lead to errors, and therefore, a method of prediction, evaluation and correction of transient stability based on the kinetic energy of the system is proposed in this research thesis, which calculates and determines the precise moment of the insertion of a Special Protection Scheme (SPS). This SPS is built from the phasor measurement unit (PMU) data of a wide area measurement system (WAMS). In this work, a microprocessor based on a single measurement located at each generation plant is used to obtain the synchronized angular velocity, calculate the kinetic energy of the system and the exact moment to perform a control action like generation tripping or load shedding. The results show that the proposed method is fast enough to evaluate transient stability and the SPS is effective to correctly correct the oscillations of the system depending on the area where a contingency occurs. In the same way, a strategy is presented that does not depend on the structure of the network, system models, system parameters, or the identification of coherent groups of generators. The New England power system IEEE 39-bars and IEEE 118-bars were used to validate effectiveness. The method is suitable for real-time applications and large power systemsMaestrí
Identificación del ajuste de parámetros del Ccntrol de Ccída en los inversores utilizados para la respuesta transitoria en una micro red
Get PDFLas micro redes son sistemas de potencia a pequeña escala, que utilizan fuentes de energía distribuida (principalmente renovables) para abastecer la demanda en una pequeña región. Uno de sus objetivos es optimizar la distribución de energía, por lo que generalmente se encuentran cerca de sus cargas con el objetivo de minimizar las pérdidas de energía en la transmisión. Sus modos de operación les permiten gran versatilidad, brindándoles la posibilidad de operar interconectadas a un sistema de potencia convencional o en modo aislado, facilitándose en este último, el abastecimiento de energía en zonas no interconectadas. En comparación con los sistemas de potencia convencionales, las micro redes son más vulnerables a eventos de estabilidad transitoria, principalmente cuando operan de forma aislada. Esto es debido a que no cuentan con cantidades suficientes de inercia relacionada con masas giratorias de grandes unidades de generación, ni con los altos niveles de cortocircuito de un sistema convencional que lo ayudan a sobrellevar eventos transitorios de una forma más apropiada. Para mitigar la falta de inercia y mejorar la respuesta transitoria de una micro red, se han propuesto varias alternativas, entre las cuales se destaca la simulación de inercia virtual mediante el control de los inversores utilizados para la conexión de fuentes de energía renovable. Esta alternativa hace uso del control de caída convencional, el cual es comúnmente utilizado en las micro redes para la distribución de carga entre las diferentes fuentes de generación. Una de las estrategias para hacer efectiva la simulación de inercia virtual, es mediante la modificación dinámica de lazos de control que ajustan las pendientes de caída de los inversores que conectan las fuentes de energía. Este ajuste se programa por medio de una función potencial, que mediante registros de potencia, frecuencia y voltaje, realiza modificaciones a las pendientes de caída de los inversores y simula una inercia virtual en la micro red. De este modo se ayuda a sobrellevar eventos transitorios y evitar pérdidas innecesarias del suministro de energía, especialmente cuando la micro red se encuentra desacoplada del sistema de potencia convencional. No obstante, esta alternativa deja abierta las condiciones de implementación de los lazos modificados, específicamente en la función potencial que modifica las pendientes del control de caída. Esta función depende de constantes de parametrización que definen el comportamiento del lazo modificado y por consiguiente los resultados de estabilidad ante eventos transitorios. El objetivo de este trabajo es, identificar las mejores combinaciones de las constantes de parametrización del lazo de control de caída modificado para que los inversores de una micro red garanticen la mejor respuesta ante eventos transitorios. Para esto, la metodología propuesta en una primera fase, se basa en la implementación de un lazo de control de caída modificado para los inversores de una micro red en un software de simulación. En una segunda fase, se define un rango de selección de las constantes de parametrización y eventos transitorios a evaluar, y finalmente, en una tercera etapa, utilizando algoritmos de optimización se identifica la combinación de constantes de parametrización de la función del lazo modificado, que garantiza la mejor respuesta ante los eventos transitorios definidos en la micro red. Se espera obtener el mejor grupo de constantes de parametrización del control de caída modificado para los eventos transitorios definidos, y de esta manera, para estudios posteriores, partir de una micro red con los parámetros adecuados que ayudan a evitar inestabilidades y pérdidas innecesarias del suministro, principalmente cuando la micro red se encuentra en modo aisladoAbstract: Microgrids are small-scale power systems, which use distributed energy resource (mainly renewable) to supply demand in a small region. One of its objectives is to optimize energy distribution, so they are usually close to their loads in order to minimize energy losses due to transmission. Their operation modes allow them great versatility, giving them the possibility of operating interconnected to a conventional power system or in isolated mode, facilitating in the latter, energy supply in non-interconnected areas. Compared to conventional power systems, microgrids are more vulnerable to transient stability events, mainly when operating in isolated way. This is to the fact that they do not have enough inertial quantities related to rotating masses of large generation units, nor to the high levels of short circuit that help the system to cope with transient events in a more appropriate way. To mitigate the lack of inertia and improve the transient response of a microgrid, several alternatives have been proposed, among which virtual inertia simulation by controlling the inverters used for connecting renewable energy resources stands out. This alternative makes use of conventional droop control, which is commonly used in microgrids for load distribution between different generation sources. One of the strategies to make the simulation of virtual inertia effective is through the dynamic modification of control loops that adjust droop slopes of the inverters that connect the energy sources. This adjustment is programmed by means of a potential function, which registers the power, frequency and voltage, modifies the slopes of inverters and simulates virtual inertia in the microgrid. In this way it helps to cope with transient events and avoid unnecessary losses of the power supply, especially when the microgrid is decoupled from the conventional power system. However, this alternative leaves open the implementation conditions of the modified control loops, specifically in the potential function that modifies the slopes of the droop control. This function depends on parametrization constants that define the behavior of the modified loop and consequently the stability results against transient events. The objective of this work is to identify the best combinations of parametrization constants of the modified droop control loop so that inverters of a microgrid guarantee the best response to transient events. For this, the proposed methodology in a first step is based on the implementation of a modified droop control loop for the inverters if a microgrid in simulation software. In a second step, a selection range of the parametrization constants and transient events to be evaluated is defined, and finally, in a third step, using optimization algorithms, the combination of parametrization constants of the modified loop function, which guarantee the best response to the transient events defined in the microgrid, is identified. It is expected to obtain the best group of parametrization constants of the modified droop control for the defined transient events, and in this way, for future work and later studies, starting from a microgrid with the appropriate parameters that help to avoid instabilities and unnecessary losses of supply, mainly when the microgrid is in isolated modeMaestrí
Impact of the decrease in inertia on frequency stability in electrical power systems
Get PDFilustraciones, diagramasLos sistemas eléctricos de potencia históricamente se han caracterizado por contar con generadores con masas rodantes, como lo son los generadores hidráulicos o los generadores térmicos, estos últimos tienen como fuente de energía primaria el carbón, gas natural, petróleo, entre otros. En un esfuerzo por prescindir del uso de combustibles fósiles como una estrategia para mitigar el cambio climático, a lo largo del mundo se viene presentando un aumento en la integración de generación a partir de fuentes de energía renovables no convencionales en los sistemas eléctricos de potencia, entre las fuentes de energía renovables no convencionales se encuentran la generación eólica y la generación solar fotovoltaica. Una de las principales diferencias entre la generación convencional y la generación a partir de fuentes de energía no convencionales, es que esta última no se acopla al sistema eléctrico a través de generadores sincrónicos de masas rodantes, por el contrario, lo hace a través de dispositivos de electrónica de potencia, los cuales no aportan inercia al sistema cuando se presentan desbalances entre la carga y la generación, esta condición implica retos adicionales para la planificación y operación de los sistemas eléctricos. El objetivo de este trabajo es evaluar el comportamiento dinámico de la frecuencia en un sistema eléctrico de prueba considerando diferentes niveles de inercia en el sistema, para lograrlo se simulan múltiples eventos de pérdida de generación en el software especializado en sistemas eléctricos de potencia DigSILENT Power Factory, en dichas simulaciones se evalúa la respuesta inercial de la frecuencia en el tiempo, los valores mínimos que alcanza la frecuencia, la tasa de cambio de la frecuencia en el tiempo y los valores máximos de tasa de cambio de la frecuencia, para cada uno de los diferentes escenarios de inercia planteados y en eventos de diferentes magnitudes. Finalmente, como resultado de este trabajo se presenta la importancia de incluir dentro de la planeación de la operación de cada sistema eléctrico de potencia, estudios relacionados a los requerimientos de inercia mínima de tal forma que se pueda garantizar el nivel mínimo que alcanza la frecuencia y una máxima magnitud de ROCOF ante eventos de perdida de generación que puedan poner en riesgo la estabilidad del sistema. (Texto tomado de la fuente)Electrical power systems have historically characterized by having generators with rolling masses, such as hydraulic generators or thermal generators, the latter have coal, natural gas, oil, among others, as their primary energy source. To dispense with the use of fossil fuels as a strategy to mitigate climate change, throughout the world there has been an increase in the integration of generation from non-conventional renewable energy sources in electrical power systems, Unconventional renewable energy sources include wind generation and photovoltaic solar generation. One of the main differences between conventional generation and generation from non-conventional energy sources is that the latter is not coupled to the electrical system through synchronous rolling mass generators, on the contrary, it does so through devices of power electronics, which do not provide inertia to the system when there are imbalances between load and generation, this condition implies additional challenges for the planning and operation of electrical systems. The objective of this work is to evaluate the dynamic behavior of the frequency in a test electrical system considering different levels of inertia in the system, to achieve this, multiple generation loss events are simulated in the specialized software for electrical power systems DigSILENT Power Factory, in these simulations the inertial response of the frequency is evaluated in time, the minimum values that the frequency reaches, the rate of change of the frequency in time and the maximum values of the rate of change of the frequency, for each one of them. the different scenarios of inertia proposed and in events of different magnitudes. Finally, as a result of this work, the importance of including within the planning of the operation of each electrical power system, studies related to the minimum inertia requirements is presented in such a way that the minimum level reached by the frequency and a maximum magnitude of ROCOF in the event of loss of generation events that may jeopardize the stability of the system.MaestríaMagíster en Ingeniería - Ingeniería EléctricaSistemas Eléctricos de PotenciaÁrea Curricular de Ingeniería Eléctrica e Ingeniería de Contro
Esquema de redespacho de generación en línea para mitigar sobrecarga ante eventos de contingencia N-1 de la red
Get PDFGarantizar la operación segura del “Sistema Eléctrico de Potencia” (SEP) es de gran importancia para las empresas de transmisión y operación de energía eléctrica. Para ello, se diseñan metodologías y criterios con los cuales se busca identificar la franja segura de operación del sistema de potencia. Si bien, estos procedimientos permiten disponer de una operación más segura, la gran cantidad de variables exógenas, como lo son: mantenimientos que exceden al tiempo planeado, salida de emergencia de equipos de transmisión importantes, la volatilidad de las “Fuentes Renovables No Convencionales” (FRNC), hacen que la operación esté en riesgo y nuevas acciones deban tomarse como medidas de emergencia. Debido a la falta de herramientas con que cuentan los operadores de red para obtener un mejor control de la seguridad del SEP en línea, normalmente se programa el despacho de la generación con gran cantidad de máquinas que dan altos costos, perdiéndose a su vez la flexibilidad del mercado. Por ello, surge la necesidad de la implementación de un esquema de re-despacho en línea, con restricciones de seguridad y considerando la minimización del costo de generación, de tal forma que permita mejorar la seguridad del sistema de potencia y al mismo se logre la disminución de los costos de generación. En este trabajo de investigación, se contempla el desarrollo de un esquema de despacho en línea con restricciones de seguridad y minimización del costo de generación, que permita el cumplimiento del criterio determinístico de contingencias sencillas disminuyendo y flexibilizando la programación de las centrales de generación en el mercado eléctrico. Para ello, se propone la incorporación de los factores de sensibilidad de potencia “Línea Outage Distribution Factor” (LODF), “Power Transfer Distribution Factor” (PTDF) y “Outage Transfer Distribution Factor” (OTDF) en un modelo de optimización alimentado por las variables obtenidas en la operación en línea, considerando la función del costo de la generación y sujeto a las restricciones de seguridad de sobrecarga de equipos. Mediante los resultados obtenidos, se ha demostrado que algoritmo propuesto puede ser empleado para evitar el riesgo operativo por sobrecarga ante contingencias N-1, permitiendo la disminución del costo de operación, contribuyendo con el mejoramiento de la seguridad y al mismo tiempo reduciendo los costos de operación del sistema de potencia.Abstract: To prevent a secure state of operation of the Power System is the main goal of the utilities; hence, there are many off-Line criterias and methodologies oriented to identify the security operation region of power system, even applying these off-Line methodologies, the uncertainty of several uncontrolled variables may impose critical risk over the operation of power system. These uncontrolled variables are related to the emergency outages of transmission elements, natural phenomena outages, complication during the maintenance of network components, volatility of renewable generation resource, among the others. The lack of appropriated tools to management the on-Line security, implies that power system operators should dispatch expensive generation losing operation flexibility of market. Therefore, there is the needed to develop new applications to improve the operation security and reduce the operation costs. The present research proposes an algorithm to develop an on-line security constrained dispatch to reduce the operation’s costs and allow the management of operation security. The proposed algorithm is based on modified security constrained economic dispatch (SCED) with Linearization of power flow through an operation point of power system with the application of Linear sensitivity factors like “Línea Outage Distribution Factors” (LODF), “Power Transfer Distribution Factors” (PTDF) and “Outage Transfer Distribution Factor” (OTDF). The results show that proposed algorithm can be implemented to be used on real time operation to reduce the operation risk due to overload of single contingencies and reducing the operation cost of generation.Maestrí
Distributed generation placement in radial distribution networks using a bat-inspired algorithm
Get PDFLa generación distribuida (DG) e s un tema importan te para las r edes de distribución debido a la reducción de las pérdidas de e nergía, pero la ubicación y el tam año de generadores puede ser una tarea dif ícil para las técnicas de solución exactas. Las técnicas metahe urísticas se han convertido en una mejor opci ón para determinar soluciones v álidas y en este trabajo se presenta la aplicación de un algori tmo inspirado en murciélagos (BA) a un problema d e ubicación y dimensionamien to de generación distribuida en sistemas de distribución radial . Una comparación entre la técnica de optimización por enjambre de pa rtículas (PSO) y BA fue hecha en los sistemas de prueba de 33 n odos y 69 nodos, utilizando como escenario s el cambio en la potencia a ctiva y reactiva, y el número de generadores. PSO y BA encontra ron buenos resultados para un número pequeño y pocas capacidades de genera ción, pero BA obtuvo mejores re sultados para problemas difícile s y converge más rápido para todos los escenarios. Las máximas inye cciones de potencia activa para reducir las pérdidas de energía en las redes de distribución fueron enc ontradas para los cinco escenar ios
Clasificación de riesgos de colapso de tensión basados en el estudio de comportamientos de cargas
Get PDFLa inestabilidad de tensión es uno de los principales causantes de los colapsos que han ocurrido en el mundo. Las consecuencias relacionadas a estos apagones generan un gran impacto económico y social en un país. Esto se debido, al incremento de la demanda de energía eléctrica, incursión de tecnologías, generación alejada de los puntos de consumo, topología del sistema, falla en los esquemas de control . Además, estos sistemas son no lineales y complejos ya que la demanda y la generación está compuesta por diversos tipos de elementos que generan comportamientos no lineales y debido a esto no es posible predecir con exactitud su variación. Es importante tener conocimiento del riesgo de colapso de tensión de acuerdo con las variaciones de potencia activa y reactiva, ya que, permite a los operadores tomar acciones oportunas y conocer cuales variaciones en la carga generan más riesgo que otras para evitar llegar al apagón Este trabajo tiene como objetivo identificar los riesgos de colapsos de tensión de acuerdo con la variación de la potencia activa y reactiva en los nodos. Se consideraron distintos tipos de carga y generación para conocer cómo afecta el comportamiento de la carga en un sistema de 4 barras. Luego se implementaron los casos de estudio de IEEE 9 y 14 barras para identificar las condiciones iniciales, nodos sensibles y las variaciones de potencia activa y reactiva críticas del sistema. Finalmente teniendo en cuenta esas condiciones se realizó la clasificación del riesgo usado identificación de patrones con las redes neuronales y un análisis de datos. Con este trabajo se identificó que tipo de generadores generan más vulnerabilidades en el sistema ante cambios de carga. Con las lecturas de las PMU e identificando el patrón de comportamiento de estas frente a múltiples escenarios, es posible establecer índices, como la separación de las trayectorias, para generar criterios de riesgo del sistema.Abstract: Voltage instability is one of the main causes of the collapses that have occurred in the world. The onsequences associated with these blackouts in a country are a great eco nomic and social impact. This is due to the increase in the demand for electrical energy, the incursion of technologies, generation away from points of consumption, topology of the system and failure in the control schemes. In addition, these systems are nonlinear and complex because of the demand and generation are composed of different types of elements that generate a dynamic behavior and the combination of these causes many uncertainties in the variation to be studied. It is important to be aware of the risk of voltage collapse according to the variations of active and reactive power, since it allows the operators to take timely actions and know what load variations are riskier than others to prevent them from reaching the blackouts. The purpose of this work is to identify the risks of voltage collapses according to the variation of the active and reactive power in the nodes. Different types of load and generation were considered to know how the load behavior affects a simple system of 4 buses . Then the study cases chosen were the IEEE 9 and 14 bus test system. These systems were employed to identify the initial conditions, sensitive nodes and the variations of critical active and reactive power of the system. Finally, with diverse simulations, the risk classification was dade using neural networks and a data analysis. This research identified what type of generators generate more vulnerabilities in the system to load changes. With the lectures of the phasor measurement unit and identifying the behavior pattern of these in front of multiple scenarios, it is possible to establish indexes, such as the separation of trajectories, to generate system risk criteria.Maestrí
Optimización multiobjetivo lexicográfica en la identificación de tecnologías, para generar energía eléctrica sostenible a comunidades indígenas en zonas no interconectadas
Get PDFLa producción de energía (solar y eólica) ha tenido un crecimiento constante en los últimos años y más en ZNI, se espera que estas opciones se conserven en el tiempo estimuladas por las ventajas económicas y ambientales que aportan en comparación con el combustible fósil. Sobresalen de las renovables la disminución de las emisiones de GEI, el desarrollo económico sostenible, entre otros aspectos. Sin embargo, a pesar de sus beneficios existen inquietudes por los impactos económicos y ambientales que pueden generar las diferentes tecnologías creadas y utilizadas para el aprovechamiento de estas fuentes. La teoría de la decisión multi-objetivo con técnica lexicográfica, es una herramienta utilizada para priorizar los diferentes objetivos en la toma de decisiones en estos casos, dando respuesta a las anteriores inquietudes capaz de optimizar los costos de generación, el impacto al medio ambiente y promover un desarrollo sostenible en ZNI. De esta manera se construyó un modelo de optimización basado en técnica lexicográfica, que identificó la mejor opción tecnológica en el diseño de sistemas híbridos para la generación de energía eléctrica a comunidades indígenas que habitan ZNI, y/o para enviarla al SIN. Este modelo contiene condiciones económicas y ambientales viables y sostenibles en la utilización de las FER, particularmente a la energía solar y eólica. A las cuales se les hizo un diagnóstico que dé cuenta del potencial energético existente en el área de estudio, donde se desarrollaron estimaciones de la velocidad del viento en algunos puntos y de la misma manera, la RG a partir del brillo solar. El modelo diseñado incluyó la construcción de tres funciones objetivos, el diseño de seis sistemas energéticos (tres solares y tres eólicas) para conocer los costos de generación de la energía durante su ciclo de vida de acuerdo al comportamiento de la demanda, y el ACV de estas tecnologías para identificar el impacto ambiental. Se consideró alimentar el modelo no con datos teóricos, sino con información contextualizada a una región específica en este caso a la Guajira Colombiana, que permitiera validar el modelo esbozado. Entre los aportes importantes de la investigación se registra el modelo multi-objetivo con técnica lexicográfica; las nuevas restricciones iniciales (económicas, ambientales y energéticas) y las adicionales; la identificación de nuevas variables y parámetros; el diseño de los sistemas energéticos adaptados a la región y la identificación de estrategias sociales, para la adopción de las tecnologías evaluadas por parte de las comunidades indígenas. Entre los resultados más relevantes del estudio está la adaptación de seis sistemas energéticos a la región de la Guajira; la validación del modelo y su capacidad para resolver problemas generales, donde la primera función minimizó el costo de generación, y las dos últimas optimizaron la huella de carbono al medio ambiente en dos categorías de impactos (emisiones de CO2 y TEP) a lo largo de la vida útil de las tecnologías seleccionadas; la tipificación de estrategias sociales para apropiar proyectos en comunidades indígenas; la caracterización de las condiciones sociales de estas agrupaciones en ZNI y la identificación de beneficios sociales, por el suministro de energía a partir de las FER. En síntesis, la investigación es un aporte significativo para el mejoramiento sostenible de las condiciones de vida de aquellas comunidades que habitan ZNI, y con implicaciones sociales difíciles.DoctoradoDoctor en Ingeniería Industria
Optimización multiobjetivo aplicada a la ubicación y dimensionamiento de generación distribuida renovable en sistemas de distribución, considerando aspectos ambientales y sociales
Get PDFLa ubicación óptima de generación distribuida es un problema de gran importancia en la planificación de sistemas eléctricos y un reto importante en la expansión del uso de energías renovables en el ámbito de los sistemas de distribución de energía eléctrica. Sin embargo, la gran dificultad en la solución de este problema y las limitaciones del mismo al considerar el entorno social y ambiental, reducen la capacidad de los planificadores de este tipo de sistemas de proporcionar soluciones más integrales, constituyéndose en un importante reto para la comunidad científica. Es por ello, que el presente trabajo aborda la inclusión de variables sociales y ambientales en la modelación matemática del problema objeto de estudio y el diseño y prueba de algoritmos que ofrezcan soluciones de alta calidad, todo ello con el fin de dotar a los planificadores de sistemas de distribución de metodologías y herramientas que les permitan obtener soluciones de mejor calidad y más integrales al considerar entornos más complejos. Consecuencia de lo anterior el presente trabajo propone dos modelaciones matemáticas del problema objeto de estudio las cuales consideran aspectos como las pérdidas comerciales y el impacto visual. Además de ello, también se proponen tres algoritmos metaheurísticos que brindan soluciones de buena calidad para las modelaciones propuestas. Todo lo anterior con el fin de mejorar las herramientas de los planificadores de sistemas de distribución eléctrica y de tal manera facilitar el uso de las energías renovables para tal fin.DoctoradoDoctor en Ingeniería Industria
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