Análisis del impacto de la integración de recursos energéticos distribuidos en parámetros de la calidad de la potencia eléctrica en una red de distribución - Condición de operación en estado estable

Caballero Peña, Juan Diego

Análisis del impacto de la integración de recursos energéticos distribuidos en parámetros de la calidad de la potencia eléctrica en una red de distribución - Condición de operación en estado estable

dc.contributor.advisor	Osma Pinto, Germán Alfonso
dc.contributor.author	Caballero Peña, Juan Diego
dc.contributor.evaluator	Rey López, Juan Manuel
dc.contributor.evaluator	Ordóñez Plata, Gabriel
dc.date.accessioned	2022-09-23T13:11:43Z
dc.date.available	2022-09-23T13:11:43Z
dc.date.created	2022-09-08
dc.date.issued	2022-09-08
dc.description.abstract	Los recursos energéticos distribuidos (RED) son actores principales en la transición energética a nivel mundial. A pesar de los beneficios ambientales, los RED son recursos intermitentes (varían su potencia consumida/generada de acuerdo al comportamiento de las variables de entrada) y usan dispositivos de electrónica de potencia que pueden afectar la calidad de la potencia eléctrica en redes de distribución. Usualmente, la literatura propone utilizar modelos y simulaciones (deterministas o probabilísticas) para estimar tales afectaciones. Sin embargo, estos estudios tienden a analizar las afectaciones causadas por uno o dos RED dentro de un intervalo de tiempo específico durante el día, con un reducido nivel de detalle en la metodología aplicada y sin tener en cuenta que el nivel de distorsión depende de las variables de entrada. Por ello, este documento presenta y aplica un enfoque de simulación probabilística y armónica para caracterizar el impacto horario de sistemas fotovoltaicos, almacenamiento con baterías y estaciones de recarga de vehículos eléctricos en una red IEEE de 34 nodos. La estimación de impactos colectivos e individuales de RED consiste en la cuantificación horaria del valor eficaz de tensión, desbalance de tensión, factor de potencia y distorsión armónica, cuyos datos son obtenidos mediante una co-simulasión entre Python y PowerFactory para 23 escenarios de simulación. Estos impactos son evaluados por medio de indicadores propuestos en la literatura y la aplicación de pruebas de hipótesis de la estadística inferencial. En general, el funcionamiento de cada RED se da en horas específicas del día, lo que facilita la identificación de los impactos individuales sobre los parámetros de la red. Los sistemas FV producen un aumento en el valor eficaz de tensión y en la distorsión armónica total. Por su parte, los vehículos eléctricos y las baterías incrementan el desbalance y el factor de potencia debido a su conexión bifásica en algunos nodos de la red.
dc.description.abstractenglish	Distributed Energy Resources (DER) are major players in the global energy transition. Despite the environmental benefits, DERs are intermittent resources (they vary their consumed/generated power according to the behavior of the input variables) and use power electronic devices that can affect the quality of electrical power in distribution networks. Usually, the literature proposes models and simulations (deterministic or probabilistic) to estimate such effects. However, these studies tend to analyze the effects caused by one or two DERs within a specific time interval during the day, with a reduced level of detail in the applied methodology and without taking into account that the level of distortion depends on the input variables. Therefore, this document presents and applies a probabilistic harmonic simulation approach to characterize the hourly impact of photovoltaic systems, battery storage and electric vehicle charging stations in a 34-node IEEE network. The estimation of collective and individual impacts of DER consists of the hourly quantification of the effective voltage value, voltage unbalance, power factor and harmonic distortion, whose data is obtained through a co-simulation between Python and PowerFactory for 23 simulation scenarios. These impacts are evaluated by means of indicators proposed in the literature and the application of hypothesis tests of inferential statistics. In general, the operation of each DER occurs at specific times of the day, which facilitates the identification of individual impacts on network parameters. PV systems produce an increase in the RMS voltage value and in the total harmonic distortion. For their part, electric vehicles and batteries increase the unbalance and the power factor due to their two-phase connection in some network nodes.
dc.description.degreelevel	Maestría
dc.description.degreename	Magíster en Ingeniería Eléctrica
dc.description.googlescholar	https://scholar.google.com/citations?hl=es&user=Oh78dW0AAAAJ
dc.description.orcid	https://orcid.org/0000-0003-2187-4164
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/20.500.14071/11753
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.program	Maestría en Ingeniería Eléctrica
dc.publisher.school	Escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
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	Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Recursos energéticos distribuidos
dc.subject	Impactos
dc.subject	Sistemas fotovoltaicos
dc.subject	Vehículos eléctricos
dc.subject	Baterías
dc.subject.keyword	Distributed energy resources
dc.subject.keyword	Impacts
dc.subject.keyword	Photovoltaic system
dc.subject.keyword	Electric vehicle
dc.subject.keyword	Battery energy storage system
dc.title	Análisis del impacto de la integración de recursos energéticos distribuidos en parámetros de la calidad de la potencia eléctrica en una red de distribución - Condición de operación en estado estable
dc.title.english	Impact analysis of the distributed energy resources integration in power quality parameters in a distribution network - Operating condition in stable state
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 - Maestría
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