Sistema de gestión de energía para bancos de baterías en redes distribución activas empleando el algoritmo de optimización aritmética

El problema de la gestión de la energía en bancos de baterías instalados en redes de distribución activas que operan de forma aislada o conectada a la red, es el problema que se estudia en este trabajo de grado, con el objetivo de mejorar indicadores financieros, técnicos y ambientales. Para ello se formuló un modelo matemático que propone como funciones objetivo la optimización de los costos operativos de la red, la minimización de las pérdidas de energía relacionadas al transporte de energía y la reducción de las emisiones de dióxido de carbono (CO2) asociadas con la generación de energía. En el modelo matemático también considera un conjunto de restricciones involucradas en la operación de una red de distribución activa en un entorno con recursos energéticos distribuidos (sistemas de almacenamiento en baterías y generadores fotovoltaicos). Se propuso como metodología de solución una estrategia maestro-esclavo que combina el algoritmo de optimización aritmética (AOA) y un método de flujo de potencia por hora basado en aproximaciones sucesivas (HSAPF). Para crear los escenarios de prueba se adaptaron dos sistemas de prueba de 27 y 33 nodos documentados en la literatura especializada adaptados a una red aislada y otra red de distribución conectada a la red local, utilizando datos de generación demanda de un día promedio de operación en Capurganá-Chocó (Rural) y Medellín-Antioquia (Urbana). En relación a los dispositivos de energía distribuida, se consideró la integración de tres baterías de iones de litio de diferentes tipos y tres generadores fotovoltaicos distribuidos a las redes eléctricas. Adicionalmente, se determinaron los costos de producción de energía y emisiones de CO2 del combustible diésel en Colombia y de la red local, así como los costos de mantenimiento asociados a los GD fotovoltaicos y a las baterías. Con el propósito de validar la efectividad del método propuesto en términos de solución, repetibilidad y tiempos de procesamiento, se emplearon tres métodos de comparación (PPSO, PVSA y PALO) reportados en la literatura especializada para resolver el problema abordado en este trabajo. En las redes de prueba objeto de estudio, el método de solución propuesto logró los mejores resultados en términos de calidad de la solución, repetibilidad y en cuanto al tiempo de procesamiento su resultado fue competitivo con el de los demás métodos.

• Autores: Galeano Cabrera , Jaiver David; Ochoa Bermúdez , María Fernanda
• 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:11349/42601
• Acceso en línea: http://hdl.handle.net/11349/42601
• Palabra clave: Algoritmo de optimización aritmética; Técnicas de optimización; Sistemas de almacenamiento de baterías; Optimización de costos de energía; Minimización de pérdidas de energía; Reducción del impacto ambiental; Ingeniería Eléctrica -- Tesis y disertaciones académicas; Gestión de energía en bancos de baterías; Optimización de redes de distribución activas; Reducción de emisiones de CO2 en generación de energía; Integración de sistemas de almacenamiento y generadores fotovoltaicos; Arithmetic optimization algorithm; Optimization techniques; Battery storage systems; Energy cost optimization; Energy loss minimization; Environmental impact reduction
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