Ubicación y operación óptima de fuentes fotovoltaicas en redes de CC para reducir costos operativos anuales considerando la demanda y generación de energía variables
Autores: Grisales-Noreña, Luis Fernando; Montoya, Oscar Danilo; Ramos-Paja, Carlos Andres
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Ubicación y operación óptima de fuentes fotovoltaicas en redes de CC para reducir costos operativos anuales considerando la demanda y generación de energía variables
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Recursos de energía renovable
Generación fotovoltaica
Redes de corriente continua
Metodologías de optimización
Generadores distribuidos fotovoltaicos
Versión Paralela Discreta-Continua
Algoritmo de Optimización por Enjambre de Partículas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Debido a la necesidad de incluir recursos de energía renovable en las redes eléctricas, así como al desarrollo y alta implementación de la generación fotovoltaica y redes de corriente continua en todo el mundo, es necesario proponer metodologías de optimización efectivas que garanticen que los generadores fotovoltaicos estén ubicados y dimensionados en la red eléctrica de corriente continua. Esto reducirá los costos de operación y cubrirá los costos de inversión y mantenimiento relacionados con las nuevas tecnologías (generadores distribuidos fotovoltaicos), satisfaciendo así todas las restricciones técnicas y operativas de la red de distribución. Es importante proponer metodologías de solución que requieran tiempos de procesamiento cortos, con el objetivo de explorar un gran número de escenarios al planificar proyectos energéticos que se presentarán en contratos públicos y privados, además de ofrecer soluciones a problemas técnicos de empresas de distribución eléctrica en períodos cortos de tiempo. Basándose en estas necesidades, este documento propone la implementación de una versión Paralela Discreta-Continua del algoritmo de Optimización de Enjambre de Partículas (DCPPSO) para resolver el problema relacionado con la integración de generadores distribuidos fotovoltaicos (DGs) en redes de Corriente Continua (DC), con el propósito de reducir los costos anuales relacionados con la compra de energía, así como los costos de inversión y mantenimiento asociados con las fuentes fotovoltaicas en un escenario de demanda y generación de energía variables. Para evaluar la efectividad, repetibilidad y robustez de la metodología propuesta, se emplearon cuatro métodos de comparación, es decir, un software comercial y tres metodologías discretas-continuas, así como dos sistemas de prueba de 33 y 69 buses. Al analizar los resultados obtenidos en términos de calidad de solución, fue posible identificar que el DCPPSO propuesto obtuvo el mejor rendimiento en relación con los métodos de comparación utilizados, con excelentes resultados en términos de tiempos de procesamiento y desviación estándar. La principal contribución de la metodología propuesta es la implementación de una codificación discreta-continua con una herramienta de procesamiento paralelo para la evaluación de la función de aptitud. Los resultados obtenidos y los informes en la literatura para redes de corriente alterna demuestran que el DCPPSO es la metodología de optimización con el mejor rendimiento para resolver el problema de la integración óptima de fuentes fotovoltaicas en términos económicos y para cualquier tipo de sistema eléctrico y tamaño.
Descripción
Debido a la necesidad de incluir recursos de energía renovable en las redes eléctricas, así como al desarrollo y alta implementación de la generación fotovoltaica y redes de corriente continua en todo el mundo, es necesario proponer metodologías de optimización efectivas que garanticen que los generadores fotovoltaicos estén ubicados y dimensionados en la red eléctrica de corriente continua. Esto reducirá los costos de operación y cubrirá los costos de inversión y mantenimiento relacionados con las nuevas tecnologías (generadores distribuidos fotovoltaicos), satisfaciendo así todas las restricciones técnicas y operativas de la red de distribución. Es importante proponer metodologías de solución que requieran tiempos de procesamiento cortos, con el objetivo de explorar un gran número de escenarios al planificar proyectos energéticos que se presentarán en contratos públicos y privados, además de ofrecer soluciones a problemas técnicos de empresas de distribución eléctrica en períodos cortos de tiempo. Basándose en estas necesidades, este documento propone la implementación de una versión Paralela Discreta-Continua del algoritmo de Optimización de Enjambre de Partículas (DCPPSO) para resolver el problema relacionado con la integración de generadores distribuidos fotovoltaicos (DGs) en redes de Corriente Continua (DC), con el propósito de reducir los costos anuales relacionados con la compra de energía, así como los costos de inversión y mantenimiento asociados con las fuentes fotovoltaicas en un escenario de demanda y generación de energía variables. Para evaluar la efectividad, repetibilidad y robustez de la metodología propuesta, se emplearon cuatro métodos de comparación, es decir, un software comercial y tres metodologías discretas-continuas, así como dos sistemas de prueba de 33 y 69 buses. Al analizar los resultados obtenidos en términos de calidad de solución, fue posible identificar que el DCPPSO propuesto obtuvo el mejor rendimiento en relación con los métodos de comparación utilizados, con excelentes resultados en términos de tiempos de procesamiento y desviación estándar. La principal contribución de la metodología propuesta es la implementación de una codificación discreta-continua con una herramienta de procesamiento paralelo para la evaluación de la función de aptitud. Los resultados obtenidos y los informes en la literatura para redes de corriente alterna demuestran que el DCPPSO es la metodología de optimización con el mejor rendimiento para resolver el problema de la integración óptima de fuentes fotovoltaicas en términos económicos y para cualquier tipo de sistema eléctrico y tamaño.