Modelo multiobjetivo para la gestión de energía en generadores fotovoltaicos conectados en redes de distribución considerando indicadores técnicos, económicos y ambientales

Esta investigación aborda el problema de optimizar el funcionamiento de fuentes de generación fotovoltaica (PV) dentro de redes de distribución de corriente alterna monofásica, considerando diversas funciones objetivo. El problema se plantea como un flujo de potencia óptimo multi-período aplicado a redes de distribución de corriente alterna, lo que resulta en un modelo de programación no lineal con una estructura no convexa. Se incorporan tres funciones objetivo distintas en el modelo de optimización, cada una optimizada individualmente. Estos objetivos incluyen: (i) costos operativos, que abarcan los costos de compra de energía en el bus de la subestación o nodo slack junto con los costos de mantenimiento de los paneles fotovoltaicos; (ii) costos por pérdida de energía dado las características resistivas e inductivas de los conductores utilizados en la distribución de energía eléctrica; y (iii) emisiones totales de CO$_2$ en el bus de la subestación. El objetivo es minimizar estas tres funciones dentro de un marco operativo de 24 horas, es decir, en un entorno operativo con un día de anticipación teniendo en cuenta el método de despacho horario que se maneja en Colombia. Se utiliza el software especializado Julia y sus solucionadores JuMP e Ipopt para resolver el modelo NLP que representa el problema. Se realizan validaciones numéricas utilizando dos alimentadores de prueba reales y diferentes: uno diseñado para imitar las características de operación urbana en el Área Metropolitana de Medellín, que comprende 33 nodos, y el otro adaptado a condiciones de operación rural aislada en el departamento de Chocó, Colombia (específicamente el municipio de Capurganá), con 27 nodos. Se realizan análisis numéricos comparativos que involucran varios métodos de optimización combinatoria de la literatura especializada para demostrar la eficacia del software Julia logrando la distribución óptima con un día de anticipación de fuentes de PV en ambas redes de distribución.

• Autores: Jimenez Perdomo, Jorge Ezequiel; Gonzalez Escobar, Rhonal Stiven
• Tipo de recurso: Trabajo de grado de pregrado
• Fecha de publicación: 2024
• Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
• Repositorio: RIUD: repositorio U. Distrital
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repository.udistrital.edu.co:11349/42554
• Acceso en línea: http://hdl.handle.net/11349/42554
• Palabra clave: Generación fotovoltaica; Optimización multiobjetivo; Redes de distribución; Ingeniería eléctrica; Ingeniería Eléctrica-- Tesis y disertaciones académicas; Redes eléctricas -- Ingeniería eléctrica; Análisis de circuitos eléctricos -- Redes eléctricas; Calentamiento global -- Clima; Photovoltaic generation; Multi-objective optimization; Distribution networks; Electrical engineering
• License: Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional