Caracterización de la afectación del nivel de resiliencia de redes eléctricas de baja tensión ante la integración de generación fotovoltaica y almacenamiento de energía a base de hidrógeno
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Date
2024-10-21
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
Esta tesis analiza la resiliencia eléctrica de las redes de baja tensión (LV). También aborda la creciente instalación de sistemas solares fotovoltaicos (PV) en las redes de LV, acompañado de la integración de sistemas de almacenamiento de energía (ESS) para mejorar el rendimiento de las energías renovables. La interconexión no planificada de sistemas PV y ESS puede afectar a las redes eléctricas e influir en su respuesta a las perturbaciones. Esta investigación requiere un concepto adecuado de "resiliencia eléctrica de la red", que evalúe la capacidad de
una red LV que integre PV y ESS para soportar, absorber y superar eventos adversos. Mientras que las evaluaciones de resiliencia existentes se centran en eventos de alto impacto y baja probabilidad, esta tesis propone un enfoque integral para evaluar la resiliencia en redes LV, considerando tanto las interrupciones importantes como los incidentes menores. La metodología integra la fragilidad, la continuidad del suministro y la calidad del servicio, abordando el vacío existente entre estudios independientes. La tesis también explora los beneficios potenciales de la incorporación de ESS basadas en hidrógeno (H2-ESS) en las redes LV para mejorar la confiabilidad.
El enfoque propuesto se aplica a la instalación eléctrica del Edificio de Ingeniería Eléctrica (EEB-UIS) de la Universidad Industrial de Santander (UIS), Colombia. El análisis del caso revela que el EEB-UIS tiene un riesgo bajo en cuanto a eventos de alto impacto, con oportunidades para fortalecer la confiabilidad y la resiliencia de la operación. El estudio identifica problemas de sobretensión y desequilibrio de carga, sugiriendo estrategias como un sistema de respaldo H2-ESS e implementar gestión de la energía. La red eléctrica EEB-UIS se modela utilizando Matlab & Simulink, esto permite simulaciones para evaluar la influencia de la ubicación, capacidad y operación de los sistemas PV y H2-ESS en el rendimiento de la red LV. Los resultados indican que una gestión eficaz de las fuentes distribuidas mejora la resiliencia eléctrica, especialmente en fiabilidad y calidad de funcionamiento. La tesis proporciona un análisis exhaustivo de la resiliencia aplicable a microrredes y redes LV, destacando el potencial para extender la metodología a redes de distribución de media tensión.
Description
Keywords
Resiliencia eléctrica, Redes de baja tensión, Almacenamiento de energía, Gestión de la energía, Sistemas fotovoltaicos, Pilas de combustible, Almacenamiento de energía basado en hidrógeno