Desarrollo de una plataforma computacional para modelos de flujo de potencia en tiempo real, utilizando medición inteligente y un sistema de gestión de información

Abstract

Este documento presenta el resultado del diseño e implementación de una plataforma computacional para modelos de flujo de potencia en tiempo real, utilizando la integración de medición inteligente, monitoreo en tiempo real y un sistema de gestión de información. Se incluye el desarrollo de despliegues de visualización de información e indicadores en tiempo real de calidad del servicio y perfiles de carga de un usuario final en un sistema de distribución de energía eléctrica, permitiendo caracterizar el perfil de demanda del sistema bajo prueba. La plataforma incluye la puesta en marcha de sistemas de medición inteligente, la configuración de los sistemas de comunicación, el modelo del sistema en tiempo real, la visualización y análisis de la información obtenida. Asimismo, se desarrolla un modelo de simulación de flujos de potencia con datos de consumo en tiempo real de la red de distribución del campus de la sede Bogotá de la Universidad Nacional de Colombia. Esto último, con base en señales eléctricas obtenidas a través de dispositivos de medición inteligente y sus respectivos sistemas de comunicación. Posteriormente, se realiza la caracterización de los perfiles de carga del usuario final a través de los flujos de potencia en tiempo real del modelo de simulación. Así mismo, se plantea un escenario de inserción, a gran escala, de un sistema de generación fotovoltaico para auto-suministro de energía al interior del campus, evidenciando que se puede llegar a abastecer un 70% del consumo energético del campus universitario. Finalmente, se presenta el monitoreo en tiempo real de un sistema de generación fotovoltaico y de un usuario final (oficinas UPME). Además, se realiza el caso de estudio sobre el impacto de la integración de generación distribuida fotovoltaica y cargabilidad dinámica a través de la plataforma de cómputo desarrollada. Palabras clave: plataforma de cómputo, modelo de flujo de potencia en tiempo real, monitoreo en tiempo real, escenario de inserción a gran escala de generación fotovoltaica, caracterización de carga, medición inteligente, redes inteligentes.

Abstract This document presents the results of the design and implementation of a computing platform for power flows models in real-time, with the integration of smart metering, real-time monitoring and an information management system. This platform includes the development of information display reports and service quality indicators in real-time and end-user load profiles in an electric energy distribution system, allowing characterizing the demand profile of the system under test. The platform includes the implementation of intelligent metering systems, the communication systems configuration, the real-time model system, the visualization and analysis of the information obtained. Likewise, the power flow simulation model of the Universidad Nacional de Colombia energy distribution network with energy demand data in real-time is developed. This last, based on electrical signals obtained through smart metering devices and their respective communication systems. Later, the load profiles characterization of the end user through power flows in real -time simulation model is made. In addition, a scenario of large-scale insertion of a photovoltaic generation system for energy self-supply inside the campus was proposed, evidencing that 70% of the energy consumption of the university campus can be supplied. Finally, the real time monitoring of a photovoltaic generation system and an end user (UPME) is showed. Moreover, the case study of the Dynamic Line Rating and Photovoltaic Generation Integration and its Impact on Energy Dispatch through the computing platform developed was presented.