Consideraciones para el diseño de subestaciones eléctricas ante la integración masiva de recursos energéticos distribuidos (RED)

Maria Fernanda Abud Cadavid

Publicación:
Consideraciones para el diseño de subestaciones eléctricas ante la integración masiva de recursos energéticos distribuidos (RED)

dc.contributor.advisor	German Alfonso Osma Pinto
dc.contributor.author	Maria Fernanda Abud Cadavid
dc.contributor.evaluator	Juan Manuel Rey Lopez
dc.date.accessioned	2026-08-25T20:14:38Z
dc.date.created	2026-08-25
dc.date.issued	2026-08-25
dc.description.abstract	El sector eléctrico experimenta una transformación hacia modelos más sostenibles mediante la incorporación de Recursos Energéticos Distribuidos (RED), lo que modifica significativamente el diseño y la operación de las redes eléctricas. Este trabajo analiza los potenciales impactos técnicos de esta integración en subestaciones colombianas y propone lineamientos de diseño específicos. Se realizó una revisión bibliográfica exhaustiva de normas internacionales (IEEE 1547, IEC 61850 y CIGRÉ), un análisis del marco regulatorio colombiano (RETIE 2024 y Ley 2099 de 2021) y un estudio comparativo de experiencias internacionales en Alemania, Estados Unidos, Chile y Brasil. Esto permitió identificar los siguientes impactos técnicos: bidireccionalidad de flujos eléctricos, variabilidad en perfiles de tensión y frecuencia, incremento de distorsión armónica, y complejidad en coordinación de protecciones. Por ello, los desafíos los más relevantes son: la necesidad de protecciones adaptativas ante múltiples fuentes de generación, el requerimiento de sistemas de compensación reactiva para mantener la calidad de energía, la implementación de infraestructura de comunicación robusta para monitoreo en tiempo real, y la actualización del marco normativo nacional. Frente a estos retos, se analizaron estrategias técnicas efectivas implementadas internacionalmente: automatización avanzada bajo protocolos IEC 61850, medición fasorial sincronizada (PMUs), sistemas de almacenamiento energético y dispositivos de compensación reactiva (STATCOM). Como resultado de este análisis, se propone la formulación de lineamientos técnicos para el diseño de subestaciones que contemplan: la implementación de protecciones inteligentes con ajuste dinámico, la integración de sistemas SCADA avanzados, la gestión activa de calidad de energía mediante filtros y compensadores, la incorporación de almacenamiento para suavizar fluctuaciones renovables, y el diseño modular que facilite expansiones futuras. Estas recomendaciones se alinean con estándares internacionales y buscan complementar el RETIE vigente, proporcionando criterios específicos para la transición energética colombiana.
dc.description.abstractenglish	The electrical sector is undergoing a transformation toward more sustainable models through the incorporation of Distributed Energy Resources (DER), which significantly modifies the design and operation of electrical networks. This work analyzes the potential technical impacts of this integration on Colombian substations and proposes specific design guidelines. An exhaustive bibliographic review of international standards (IEEE 1547, IEC 61850 and CIGRÉ) was conducted, along with an analysis of the Colombian regulatory framework (RETIE 2024 and Law 2099 of 2021) and a comparative study of international experiences in Germany, the United States, Chile and Brazil. This made it possible to identify the following technical impacts: bidirectionality of electrical flows, variability in voltage and frequency profiles, increase in harmonic distortion, and complexity in protection coordination. Therefore, the most relevant challenges are: the need for adaptive protection schemes in the presence of multiple generation sources, the requirement for reactive compensation systems to maintain power quality, the implementation of robust communication infrastructure for real-time monitoring, and the updating of the national regulatory framework. To address these challenges, effective technical strategies implemented internationally were analyzed: advanced automation under IEC 61850 protocols, synchronized phasor measurement (PMUs), energy storage systems, and reactive compensation devices (STATCOM). As a result of this analysis, the formulation of technical guidelines for substation design is proposed, encompassing: the implementation of intelligent protection systems with dynamic adjustment, the integration of advanced SCADA systems, the active management of power quality through filters and compensators, the incorporation of storage systems to smooth renewable fluctuations, and a modular design that facilitates future expansions. These recommendations are aligned with international standards and seek to complement the current RETIE, providing specific criteria for the Colombian energy transition.
dc.description.degreelevel	Maestría
dc.description.degreename	Especialista en Sistemas de Distribución de Energía Eléctrica
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/48250
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.program	Especialización en Sistemas de Distribución de Energía Eléctrica
dc.publisher.school	Escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
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dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Subestaciones eléctricas
dc.subject	recursos energéticos distribuidos
dc.subject	automatización
dc.subject	calidad de energía
dc.subject	RETIE
dc.subject	diseño eléctrico.
dc.subject.keyword	Electrical substations
dc.subject.keyword	distributed energy resources
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dc.subject.keyword	power quality
dc.subject.keyword	RETIE
dc.subject.keyword	electrical design.
dc.title	Consideraciones para el diseño de subestaciones eléctricas ante la integración masiva de recursos energéticos distribuidos (RED)
dc.title.english	Design Considerations for Electrical Substations in Light of the Widespread Integration of Distributed Energy Resources (DER)
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Especialización
dspace.entity.type	Publication