Integración de fuentes fotovoltaicas en una mini-red aislada con presencia de pequeñas centrales hidroeléctricas

Abstract

La integración de fuentes fotovoltaicas en redes aisladas presenta nuevos desafíos para el estudio en estado estable y dinámico del sistema, debido a la variabilidad del recurso energético primario utilizado. Este trabajo expone un nuevo modelo de programación lineal entera mixta que garantiza la solución óptima al problema de ubicación y dimensionamiento de generadores fotovoltaicos distribuidos, contemplando las curvas de radiación solar de cada nodo de las mini-redes aisladas, con el objetivo principal de minimizar las pérdidas de energía eléctrica en la operación del sistema. Una vez obtenida la capacidad y ubicación de las fuentes fotovoltaicas, se presenta el análisis en la respuesta del control primario de frecuencia con la operación del sistema híbrido PCH-PV, aplicando la estrategia del control Droop colaborativo. En cuanto a los resultados generales para la planeación y operación de la mini-red se obtienen los siguientes: a. En el estado estable, los resultados que fueron obtenidos utilizando el solucionador comercial CPLEX, muestran que la correcta ubicación y dimensionamiento de los generadores distribuidos fotovoltaicos permiten mejorar el perfil de tensión y disminuir las pérdidas de energía eléctrica de la red. b. En el estado dinámico, los resultados que fueron obtenidos a través del software Digsilent, validan que la red aislada se comporta mejor con la operación del sistema híbrido PCH-PV, ya que mejora la respuesta del control primario de frecuencia. Además, se verifica que la generación fotovoltaica puede contribuir al balance de generación-demanda ante eventos de demanda, lo que permite un sistema de energía eléctrica sostenible por medio de recursos naturales disponibles en las zonas aisladas de Colombia. VI Integración de fuentes fotovoltaicas en una mini-red aislada con presencia de pequeñas centrales hidroeléctricas. (Texto tomado de la fuente)

The integration of photovoltaic sources in isolated networks presents new challenges for its study in stable and dynamic states of the system due to the variability of primary energy resources used. This work shows a new model of mixed whole linear programming that guarantees the optimal solution to location and dimensioning issues of distributed photovoltaic generators by considering the solar radiation curves of each node of the isolated mini-networks; having as its main objective to minimize the losses of electrical energy in the operation of the system. Once the capacity and location of the photovoltaic sources are obtained, the response analysis of the primary frequency control operating the hybrid PCH-PV system is presented, applying the collaborative droop control strategy. Regarding the general results for the planning and operation of the mini-network, the following is obtained: a. In the stable state, the results obtained using the commercial CPLEX solver show that the correct location and dimensioning of the distributed photovoltaic generators allow to improve the voltage profile and to reduce the electric power losses of the network. b. In the dynamic state, the results obtained through the Digsilent software validate that an isolated network behaves better with the operation of the hybrid PCH-PV system since it improves the response of the primary frequency control. In addition, it is verified that photovoltaic generation can contribute to the generation-demand balance in response to demand events, which allows for a sustainable electric power system by means of natural resources available in isolated areas of Colombia.