Ubicación Óptima de Reconectadores en Redes de Distribución con Generación Distribuida Utilizando Algoritmos Genéticos e Índices de Calidad de Servicio

Este artículo presenta un modelo matemático para la ubicación óptima de reconectadores utilizando la técnica de optimización de algoritmos genéticos en sistemas de distribución, considerando la inserción de recursos distribuidos, como los sistemas distribuidos. La metodología incluye la solución del flujo de potencia utilizando el software de código abierto OpenDSS, a través de la interfaz desarrollada por Electric Power Research Institute - EPRI. Los valores de voltajes, corrientes, potencias e indicadores SAIFI/SAIDI se transfieren al software Matlab. El algoritmo de optimización determina las posiciones adecuadas para instalar reconectadores

Optimización de la calidad del servicio, mediante la implementación de reconectadores a control remoto en el AMT TIC295 de la SET Ticapampa – Recuay - Ancash

Dentro del objetivo de dotar de un sistema eléctrico de calidad, tanto de producto como de servicio al medio rural dentro de los alcances del objetivo siete de las naciones unidas, es necesario de mejorar la confiabilidad de suministro eléctrico de los sistemas eléctricos, más aún, con las nuevas tendencias de la generación distribuida, nos trae ahora, la idea del prosumidor que tiene que entregar un suministro continuo y estable, con calidad de producto; es decir con niveles de tensión y frecuencia adecuados, ausencia de perturbaciones y cortes de suministro. Es así como el uso de los reconectadores: aparatos eléctricos que reconectan automáticamente y a distancia los circuitos, troncales y derivaciones que se han desconectado, permiten de esta manera disminuir la duración de las fallas, disminuir la cantidad de usuarios afectados y mejorar la conservación de las instalaciones. Se analizará de manera conceptual los diversos tipos de reconectadores, sus características de operación, su configuración y ubicación óptima, entre otros detalles operativos, se tomarán datos de la confiabilidad antes de colocar los reconectadores y después de colocar los reconectadores, con lo cual, se determinará de manera conceptual la mejora en la disponibilidad, por tratarse de una muestra se validará estadísticamente con el nivel de confianza y el margen de error óptimo, mediante la utilización de la prueba paramétrica de t de Student, con lo cual tendremos la certeza de que los resultados muestrales encontrados, representan al universo, y luego procederemos a la validación económica y financiera de la validez del proyecto, mediante el cálculo y análisis de los indicadores VAN y TIR

Análisis multicriterial para la óptima ubicación de switch en redes eléctricas de distribución radial

The present article establishes a mathematical optimization model to improve the system average interruption frequency index SAIFI, an indicator of reliability applied to the distribution systems. The objective is to maximize the continuity of electrical service in distribution circuits with a purely radial topology, based on an optimal multicriterial analysis for the location of reclosers. The study focuses on the implementation of an optimization model to be solved using the Algebraic Modeling System (GAMS) software, applying the entire nonlinear mixed programming, establishing the optimal location of protection elements in a distribution circuit of twelve bars taking like a case of study. The methodology describes the feasibility of locating protection devices optimally from the technical, economic and operability point of view, considered in the planning and design of the primary feeders; with the object to minimize interruptions of service and energy not supplied.El presente artículo establece una modelación matemática de optimización, para mejorar el índice de frecuencia de interrupciones promedio del sistema SAIFI, que representa un indicador de confiabilidad aplicado a los sistemas de distribución. El objetivo consiste en maximizar la continuidad de servicio eléctrico en circuitos de distribución con una topología netamente radial, basado en un análisis multicriterial óptimo para la ubicación de reconectadores. El estudio se focaliza en la implementación de un modelo de optimización a ser resuelto mediante el software Algebraic Modeling System (GAMS), aplicando la programación no lineal entera mixta, estableciendo la ubicación óptima de elementos de protección en un circuito de distribución de doce barras tomando como caso de estudio. La metodología describe la factibilidad de ubicar dispositivos de protección de forma óptima desde el punto de vista técnico, económico y de operabilidad, considerados en la planificación y en el diseño de los alimentadores primarios; con el objeto de minimizar las interrupciones de servicio y la energía no suministrada

Restablecimiento automático ante fallas del suministro de energía eléctrica en un alimentador primario de la red de distribución de la Empresa Eléctrica Riobamba S.A.

One of the global goals of distribution systems is to meet the demand in line with demographic growth. This has led to the search for new real-time technologies to monitor, analyze and process information to generate automated distribution. This paper seeks a methodology for automation of a feeder of the distribution system, with the use of devices and technologies responsible for real-time decision making for the operation of the distribution system, therefore, the objective of this paper is to minimize outage times of electricity supply, which are impacted in the quality of service to final customers. In this sense, the methodology tries to identify a permanent fault, isolate the fault section and reconfigure the feeder to restore the power supply automatically to the final customers, using information from intelligent tele-commanded devices in the feeder topology. Maintaining the power supply and having a high level of reliability is the main interest for the final customers of the power distribution companies. Several transfer options are presented in the result of the present investigation, which describe automated reconfiguration scenarios by sectioning the faulted section and maintaining or restoring power supply to the non-faulted sections. Automated reconfiguration of the network causes the feeder to self-recover, which maintains power supply to most consumers by automatically rerouting one or more sections out of fault. Automatic power supply automation will indicate the point of failure to the control center operators in seconds, for faster corrective actions can be taken more quickly and resources can be reduced, without neglecting the economic gain of energy at the moment of restoring power supply to the non-failed sections.Una de las metas globales de los sistemas de distribución es cubrir la demanda a la par con incremento demográfico. Esto ha llevado a la búsqueda de nuevas tecnologías en tiempo- real que permitan monitorear, analizar y procesar la información para generar una distribución automatizada. El presente documento busca una metodología de automatismo de un alimentador del sistema de distribución, con el uso de dispositivos y tecnologías encargadas de la toma de decisiones en tiempo-real para la operación del sistema de distribución, por tanto, el objetivo del presente documento es de minimizar los tiempos de interrupción del suministro eléctrico, los que se ven impactados en la calidad del servicio hacia los clientes finales. En tal sentido la metodología trata de identificar una falla permanente, aislar la sección de falla y reconfigurar el alimentador para restaurar el suministro eléctrico de forma automática para los clientes finales, empleando información de dispositivos tele comandados inteligentes en la topología del alimentador. Mantener el suministro eléctrico y contar con un alto nivel de confiabilidad es el principal interés para los clientes finales de las empresas distribuidoras de energía eléctrica. Varias opciones de transferencia se presentan en el resultado de la presente investigación, las cuales describen escenarios de reconfiguración automatizada mediante el seccionamiento de la sección en falla y mantener o restablecer el suministro de energía de las secciones fuera de falla. La reconfiguración automática de la red mediante diferentes opciones de transferencia hace que el alimentador se auto recupere, lo cual mantiene el suministro eléctrico para la mayoría de los consumidores, redireccionando automáticamente una o más secciones fuera de falla. El automatismo indicara en tiempos de segundos a los operadores del centro de control el punto de falla, para la toma de acciones correctivas con mayor rapidez disminuyendo los recursos, sin dejar de lado la ganancia económica de energía al momento de restablecer el suministro eléctrico a las secciones fuera de falla

Evaluación del reconectador de tensión en 10 kV, 13.2 kV y 23.9 kV para el alimentador A4402 de la subestación de transmisión - Chupaca 2023

El SEIN peruano es considerado una red troncal robusta que componen los sectores de generación, transmisión y distribución, cada elemento cumple una función dinámica y específica de modo tal que el correcto funcionamiento de este asegura y provee la alimentación de energía eléctrica de millones de peruanos y garantiza su acceso. En la actualidad, es necesario el conocimiento de dichos componentes que están inmersos en esta red troncal de alimentación y, por consiguiente, es necesario conocer las implicaciones que conlleva un estado de contingencia eléctrica, imprevistos y fallas, más concretamente en alimentadores que son parte fundamental de la transmisión de la energía eléctrica, ya que es de donde se desprende la distribución eléctrica desde el punto de vista de distribución. En virtud de lo anterior, es importante establecer los parámetros necesarios de operación no solo de los factores eléctricos que influyen, sino también en los dispositivos de protección y control que son parte imprescindible de esta parte del sistema de alimentación, es por lo que el estudio presente se centra en la evaluación del reconectador de tensión en 10 kV, 13.2 kV y 23.9 kV para el alimentador A4402 de la subestación de transmisión del distrito de Chupaca

Localización óptima de reconectadores normalmente abiertos para transferencia de carga

La calidad del servicio de un sistema eléctrico puede cuantificarse a través de diversos parámetros como continuidad del servicio, fluctuaciones de tensión, contenido armónico de las formas de onda de tensión y de corriente, y variaciones de frecuencia. De estos aspectos del servicio eléctrico son imputables al sistema de distribución, en gran medida, la continuidad de suministro y las variaciones de tensión y armónicos, puesto que la regulación de frecuencia es responsabilidad del sistema de generación. El concepto de calidad de servicio es bastante amplio, de manera que no es posible sintetizarlo en un solo parámetro o índice. Por una parte, para las fluctuaciones lentas y rápidas existen diversos cuantificadores que dan cuenta de la presencia de tales anomalías e indican la necesidad de tomar medidas correctivas, dado que las fuentes de estos problemas son normalmente conocidas. Por otra parte, los cortes de suministro de energía eléctrica que afectan a todos los usuarios produciendo graves distorsiones tanto en el desarrollo habitual de cualquier actividad como en el confort de las personas, se cuantifican midiendo su frecuencia de aparición y su duración

Planificación Eficiente de Redes Inteligentes (Smartgrids) Incluyendo la Gestión Activa de la Demanda: Aplicación a Ecuador

En los últimos años la función de la planificación de la distribución se ha venido haciéndose más compleja como consecuencia de la elevada integración de recursos energéticos distribuidos (DER, por sus siglas en inglés) en los escenarios a considerar, principalmente de generación distribuida (DG, por sus siglas en inglés), almacenamiento de energía distribuido y gestión de la demanda (DR; por sus siglas en inglés). Esta situación se ha acentuado con la aparición de nuevos elementos de consumo como el vehículo eléctrico, que podrían causar un impacto elevado en las redes de distribución si no se gestionan adecuadamente. Esta tesis presenta un enfoque innovador hacia una planificación dinámica en la cual se integra la gestión, la capacidad y el control de los recursos energéticos distribuidos con objeto de proporcionar soluciones de planificación óptimas que permitan la consecución de ahorros significativos en los costos asociados. En primer lugar, se describe detalladamente la evolución y situación actual de la previsión de la demanda y de las metodologías de planificación basadas en redes inteligentes que se ha encontrado en la literatura. De la realización de este estudio, se puede concluir que hay numerosos modelos de previsión de la demanda y de planificación, así como diferentes formas de resolverlos, pero todos tienen un denominador en común, ya que en ninguno de estos estudios se ha planteado en profundidad la planificación considerando la generación distribuida a nivel de consumidores, la gestión de la demanda y la introducción masiva de nuevas cargas de consumo como el vehículo eléctrico o cocinas de inducción. Se ha podido observar que la planificación de la red eléctrica ha evolucionado desde un ambiente determinístico centralizado hacía una red estocástica o aleatoria distribuida. En orden a mantener los objetivos de una red inteligente, se requiere capturar este comportamiento estocástico a través de una nueva metodología de planificación, es por este motivo por el cual en este estudio se ha considerado un modelo probabilístico con objeto de estimar el comportamiento del consumo de los citados nuevos elementos (vehículo eléctrico y cocinas de inducción), teniendo en cuenta los hábitos de uso de los consumidores para obtener el comportamiento del factor de simultaneidad. Como resultado esta tesis propone el desarrollo de un nuevo modelo de planificación donde se consideren todos estos componentes activos partiendo del diseño de un modelo conceptual, e incluyendo el diseño de la red de comunicaciones y de las tecnologías de la información que darán soporte a este modelo basado en redes inteligentes para lograr los mejores beneficios. Esta metodología consiste en la integración de todos estos elementos y la posibilidad de gestión que ofrece el nuevo concepto de redes inteligentes, satisfaciendo el crecimiento de la demanda con los nuevos consumos durante el tiempo planificado, determinando las acciones futuras y las inversiones asociadas para poder alcanzar unos niveles de servicio a nivel de consumidor adecuados. Finalmente, este modelo de Planificación Eficiente de Redes Inteligentes que incluye las potenciales mejoras introducidas gracias a la Gestión Activa de la Demanda, fue aplicado a una zona determinada dentro del área metropolitana de Guayaquil (Ecuador). Esta área está principalmente compuesta de consumidores residenciales y comerciales, y presenta unas necesidades de aire acondicionado elevadas, lo que caracteriza fundamentalmente el comportamiento de la demanda eléctrica de dicha zona. Como resultado de esta aplicación, se ha podido comprobar que mediante la utilización de los programas de respuesta de la demanda se podrían reducir los costos de inversión a mediano plazo.In recent years, the distribution planning activity has become more complex because of the high integration of distributed energy resources (DER) in the considered scenarios, mainly distributed generation (DG), distributed energy storage and demand response (DR). The arising of new consumption elements such as the electric vehicle, which could produce a high impact on the distribution networks if it not properly managed, has highlighted this situation. This doctoral dissertation presents an innovative approach focused on the dynamic planning of the power grid, where the management, capacity and control of distributed energy resources is integrated in order to provide optimal planning solutions, which would provide significant savings in the associated costs. In first place, the evolution and current situation of demand forecasting and planning methodologies based on smart grids that available in the literature are described in detail. As a result, it can be concluded that there are numerous models of demand forecasting and planning, as well as different ways of solving the. However, the planning considering the distributed generation at the consumer level, the demand side management or the massive introduction of new loads of consumption such as electric vehicles or induction cookers have not been considered in depth in any of these studies. It has been observed that the planning of electrical networks has evolved from a centralized and deterministic environment to a distributed stochastic or random network. In order to maintain the objectives of a smart grid, it is necessary to capture this stochastic behavior through a new planning methodology. This is why in this study, a probabilistic model has been considered in order to estimate the consumption behavior of the aforementioned new elements (electric vehicles and induction cookers), taking into account consumers' habits in order to obtain the simultaneity factors. As a result, this dissertation proposes the development of a new planning model where all these active components are considered, starting from the development of a conceptual model and including the design of the communications network and the information technologies that will support this model based on smart grids to achieve the best benefits. This methodology includes the integration of all these elements and the possibility of management offered by the new concept of smart grids, satisfying the growth of demand with new consumptions during the planned time, determining the future actions and the required investments for reaching adequate levels of service at the consumer level. In order to prove the effectiveness of the proposed model of Efficient Planning of Smart Grids, that includes the potential improvements introduced thanks to the Active Management of Demand, it has been applied to a specific zone located within the metropolitan area of Guayaquil (Ecuador). This area is mainly composed of residential and commercial consumers, and it has high air conditioning needs, which fundamentally characterizes the behavior of the electricity demand there. As a result of this application, it has been possible to verify that using the demand response programs could reduce investment costs in the medium term.En els últims anys la funció de la planificació de la distribució ha vingut fent-se més complexa com a conseqüència de l'elevada integració de recursos energètics distribuïts (DER, per les sigles en anglès) en els escenaris a considerar, principalment de generació distribuïda (DG, per les sigles en anglès), emmagatzemament d'energia distribuïda i gestió de la demanda (DR; per les sigles en anglès). Aquesta situació s'ha accentuat amb l'aparició de nous elements de consum com el vehicle elèctric, que podrien causar un impacte elevat en les xarxes de distribució si no es gestionen adequadament. Aquesta tesi presenta un enfocament innovador cap a una planificació dinàmica en la qual s'integra la gestió, la capacitat i el control dels recursos energètics distribuïts a fi de proporcionar solucions de planificació òptimes que permeten la consecució d'estalvis significatius en els costos associats. En primer lloc, es descriu detalladament l'evolució i situació actual de la previsió de la demanda i de les metodologies de planificació basades en xarxes intel·ligents que s'ha trobat en la literatura. De la realització d'aquest estudi, es pot concloure que hi ha nombrosos models de previsió de la demanda i de planificació, així com diferents formes de resoldre'ls, però tots tenen un denominador en comú, ja que en cap d'estos estudis s'ha plantejat en profunditat la planificació considerant la generació distribuïda a nivell de consumidors, la gestió de la demanda i la introducció massiva de noves càrregues de consum com el vehicle elèctric o cuines d'inducció. S'ha pogut observar que la planificació de la xarxa elèctrica ha evolucionat des d'un ambient determinístic centralitzat cap a una xarxa estocàstica o aleatòria distribuïda. Amb vista a mantindre els objectius d'una xarxa intel·ligent, es requereix capturar aquest comportament estocàstic a través d'una nova metodologia de planificació, és per aquest motiu pel qual en aquest estudi s'ha considerat un model probabilístic a fi d'estimar el comportament del consum dels citats nous elements (vehicle elèctric i cuines d'inducció) , tenint en compte els hàbits d'ús dels consumidors per a obtindre el comportament del factor de simultaneïtat. Com a resultat aquesta tesi proposa el desenvolupament d'un nou model de planificació on es consideren tots aquests components actius partint del disseny d'un model conceptual, i incloent el disseny de la xarxa de comunicacions i de les tecnologies de la informació que donaran suport a aquest model basat en xarxes intel·ligents per a aconseguir els millors beneficis. Aquesta metodologia consisteix en la integració de tots aquests elements i la possibilitat de gestió que ofereix el nou concepte de xarxes intel·ligents, satisfent el creixement de la demanda amb els nous consums durant el temps planificat, determinant les accions futures i les inversions associades per a poder aconseguir uns nivells de servici a nivell de consumidor adequats. Finalment, aquest model de Planificació Eficient de Xarxes Intel·ligents que inclou les potencials millores introduïdes gràcies a la Gestió Activa de la Demanda, va ser aplicat a una zona determinada dins de l'àrea metropolitana de Guayaquil (Equador). Aquesta àrea està principalment composta per consumidors residencials i comercials, i presenta unes necessitats d'aire condicionat elevades, la qual cosa caracteritza fonamentalment el comportament de la demanda elèctrica de aquesta zona. Com a resultat d'aquesta aplicació, s'ha pogut comprovar que per mitjà de la utilització dels programes de resposta de la demanda es podrien reduir els costos d'inversió a mitjà termini.Pesantez Sarmiento, PA. (2018). Planificación Eficiente de Redes Inteligentes (Smartgrids) Incluyendo la Gestión Activa de la Demanda: Aplicación a Ecuador [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/103684TESI

Control del Saidi-Saifi mediante estrategias de operaciones en el sistema eléctrico la Yarada de la empresa Electrosur

Actualmente las actividades relacionadas a la Distribución y Comercialización de la Energía Eléctrica son más exigentes con la continuidad del suministro eléctrico o también llamado confiabilidad del sistema eléctrico de distribución, de la cual se encargan las empresas concesionarias de distribución de energía eléctrica. En el sector eléctrico y en especial en las empresas distribuidoras de electricidad, se considera a la disminución de los indicadores reconocidos nacional e internacionalmente SAIDI (Duración Media de Interrupción por Usuario) y SAIFI (Frecuencia Media de Interrupción por Usuario) como señal de mejora de la calidad del suministro de electricidad a los usuarios, con lo cual también se incrementa el valor agregado en las empresas distribuidoras de electricidad. Considerando que las interrupciones del suministro de electricidad afectan la calidad del servicio de electricidad, en la presente investigación se busca optimizar las Estrategias de Operación de los Sistemas Eléctricos de las empresas de distribución de energía eléctrica, tal como es el caso de Electrosur, a fin de controlar y disminuir los indicadores de desempeño SAIDI y SAIFI

Sistemas inteligentes para mejorar la calidad de suministro del alimentador AMT PAC001- Pacasmayo

El alimentador AMT PAC001 se encuentra ubicado en la zona de Pacasmayo, distrito de Pacasmayo, provincia de Pacasmayo, departamento de La Libertad, actualmente se encuentra bajo la concesión de la empresa concesionaria de distribución Hidrandina. Cuenta con 8938 usuarios distribuidos entre las localidades de Pacasmayo y Jequetepeque alimentados estos usuarios por 62 sub estaciones de transformación. Asimismo, cuenta con 08 seccionamientos de línea, 01 Seccionamiento bajo Carga SBC. No cuenta con ningún Recloser. Toda la infraestructura tiene una vida promedio de 15 años. El Alimentador está permanentemente expuesta a fallas de cortocircuito, ocasionadas en la mayoría de veces por el deterioro de sus elementos, la antigüedad de sus componentes, vandalismo provocado por terceros y mala calidad de los materiales, es a raíz de estas situaciones que se tiene como resultado tensiones eléctricas variables las que provocan desperfectos en los dispositivos de la red eléctrica y en varias ocasiones no se les puede evitar, por lo que en la presente investigación se pretende siguiente objetivo general: Implementar Sistemas Inteligentes para mejorar la Calidad de Suministro del Alimentador AMT PAC001-Pacasmayo. Logrando como resultados de la presente investigación que la inversión que involucra implementar el sistema inteligente es de S/.153163,67, con un gasto en mantenimiento anual de S/. 36 000,00, además con esto se podrá despachar la energía que se pierde cuando la línea queda des energizada, que asciende a un monto de S/.11 430,00. Con lo cual al hacer una evaluación a 5 años se obtiene un VAN de S/.129 090,307 y una TIR de 42%, con lo cual se concluye que el proyecto es viable técnica y económicamente

Mejoramiento de la confiabilidad mediante la ubicación optima de los elementos de protección de línea del sistema eléctrico de distribución en 22.9kV Cabanillas - Santa Lucia

En la presente investigación se resuelve el problema de calidad de suministro, durante el periodo enero - diciembre 2019, del sistema eléctrico de distribución Cabanillas - Santa Lucia, debido a que el sistema eléctrico en 22.9kV no cumple con el estándar nacional de confiabilidad, generando molestias en los usuarios y pérdidas económicas a la empresa de distribución eléctrica. Por ello se tiene como objetivo, encontrar una ubicación óptima para los elementos de protección con el fin de mejorar su confiabilidad, a efecto, se plantea una metodología de investigación de tipo cuantitativo a nivel explicativo y con un diseño experimental, esta metodología se basa en 5 procesos, donde el primer proceso es la obtención e ingreso de datos del sistema eléctrico, el segundo proceso es la generación de potenciales combinaciones de elementos de protección, como tercer proceso se evalúa la de confiabilidad de cada combinación, en el cuarto proceso se desarrolla la selección de una ubicación optima considerando criterios de confiabilidad y económicos mediante un método de decisión multicriterio, y por último, el proceso donde se evalúa la coordinación de protecciones. Estos procesos se aplicaron en 2 escenarios de coordinación, denominados con salvamento y sin salvamento de fusibles, utilizando las interfaces de programación y confiabilidad del software DIgSILENT v15.1.7. Los resultados obtenidos indican una mejora del indicador de confiabilidad SAIFI de 16.79% con respecto a la ubicación actual de sus elementos de protección. Con lo cual se concluye que, con la aplicación de los 5 procesos, se logra encontrar una ubicación optima de elementos de protección donde se mejora su confiabilidad, manteniendo un equilibrio económico y cumpliendo la operatividad técnica.Tesi