Impacto de los Vehículos Eléctricos sobre la Red de Distribución. Análisis bajo distintos modos de operación

Electric mobility is a sustainable alternative that allows the reduction of energy consumption and the emission of polluting gases with respect to conventional mobility. There are projections that predict an increase in the use of electric vehicles. Thus, several lines of research deal with the characteristics of the integration of these new demands and the effects that will occur on electrical systems. The main goals of this paper are: (i) to determine the impact of a moderate insertion of public charging points on the network; (ii) to evaluate the penetration level of EVs of residential users for slow and semi-fast home charging modes (G2V), according to restrictions of operation variables from the grid; and (iii) to propose some management strategies for controlled recharging and the dual function of charging and supplying energy from the electric vehicles to the grid through their storage batteries (V2G). The obtained results show that the moderate incorporation of public charging points does not significantly affect the operability of the network. Furthermore, it is shown that the controlled recharging of electric vehicles manages to reduce the negative impacts on the electrical system under study, allowing higher levels of insertion and/or delaying investments in the electrical infrastructure. An operation mode with energy from the electric vehicles to the grid would allow displacing the peak generation characterized by its high levels of pollution. Nevertheless, this mode of operation makes the system more susceptible to operating within inadmissible ranges.La movilidad eléctrica es una alternativa sustentable que permite disminuir el consumo energético y la emisión de gases contaminantes con respecto a la movilidad convencional. Existen proyecciones que predicen un aumento del uso de vehículos eléctricos. Con esto se crean diversas líneas de estudio relacionadas a inferencias sobre las características de la integración de esta nueva demanda y sobre los efectos que generará en los sistemas eléctricos. Entonces, en el presente trabajo se proponen como principales objetivos: (i) determinar el impacto en la red de una inserción moderada de puntos de recarga públicos; (ii) evaluar el nivel de penetración de EVs de usuarios residenciales para modos de carga (G2V) domiciliaria lenta y semirrápida, según restricciones de variables de operación de la red; y (iii) proponer estrategias de gestión de la recarga controlada y la función dual de carga y aporte de energía a la red de los EVs a través de sus baterías de almacenamiento (V2G). Los resultados obtenidos muestran que la incorporación moderada de puntos de recarga públicos no afecta significativamente la operatividad de la red. Además, se muestra que la recarga controlada de los vehículos eléctricos logra disminuir los impactos negativos en el sistema eléctrico bajo estudio permitiendo mayores niveles de inserción y/o retrasando inversiones en infraestructura eléctrica. Un modo de operación con aporte de energía desde los vehículos eléctricos hacia la red permitiría desplazar generación de punta caracterizada por sus altos niveles de contaminación. Aun así, este modo de operación torna al sistema más susceptible a operar dentro de rangos inadmisibles

Algoritmo para la Localización y Despacho de Bancos de Baterías en Redes de Distribución

La utilización de medios de almacenamiento de energía en redes eléctricas se encuentra en pleno crecimiento en razón de los múltiples beneficios que aportan al sistema. En este trabajo, se presenta un algoritmo de optimización orientado a la gestión de bancos de baterías en redes radiales de distribución. El objetivo consiste en seleccionar la combinación de capacidades, posiciones en la red y la estrategia de operación más adecuada de los bancos de baterías. Se pretende optimizar un indicador global que incluye costos asociados a la adquisición de la energía por parte de la empresa distribuidora, pérdidas, operación y mantenimiento de las baterías, y penalizaciones por energía no suministrada ante escenarios de falla. La resolución se plantea en dos etapas acopladas: un algoritmo de Optimización por Enjambre de Partículas establece la ubicación y capacidades de los bancos a incorporar, y otros métodos tradicionales basados en gradientes obtienen el despacho de potencias, las pérdidas en la red y minimizan el impacto de los cortes de suministro. El algoritmo se evalúa sobre una red de distribución real, demostrando su validez para abordar un problema complejo con un número elevado de variables, siendo efectivo para optimizar el costo global

Envejecimiento de la aislación eléctrica en transformadores de potencia : Desarrollo de un algoritmo de cálculo según guías de carga IRAM 2473 e IEEE C57. 91-2002

La reducción de la vida útil del aislante en los transformadores se ve afectada por varios factores de índole eléctrica, química y térmica. Ciertas normativas técnicas, tales como IRAM 2473; 1998 y IEEE C57.91-95; 2002 han establecido la manera de estimar matemáticamente la pérdida de vida porcentual (o en horas) de un transformador de potencia embebido en aceite. El departamento de ingeniería eléctrica de la Universidad Tecnológica Nacional, desarrolló un algoritmo de cálculo del envejecimiento del transformador que evalúa la degradación del aislante desde el punto de vista del efecto causado por su estado de carga. Como datos adicionales a los valores de temperatura del punto más caliente del bobinado y de envejecimiento del aislante obtenidos, el algoritmo calcula el tiempo que se ha superado en el transformador la temperatura de referencia de 100 [ºC], y cuánto ha envejecido durante ese tiempo. También calcula la tendencia de los años de vida remanente que le quedan a la máquina. El software constituye una herramienta clave en la toma de decisión de las compañías de energía para el recambio de unidades y mantenimientos predictivos de su parque de transformadores.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativa (SADIO

Envejecimiento de la aislación eléctrica en transformadores de potencia : Desarrollo de un algoritmo de cálculo según guías de carga IRAM 2473 e IEEE C57. 91-2002

La reducción de la vida útil del aislante en los transformadores se ve afectada por varios factores de índole eléctrica, química y térmica. Ciertas normativas técnicas, tales como IRAM 2473; 1998 y IEEE C57.91-95; 2002 han establecido la manera de estimar matemáticamente la pérdida de vida porcentual (o en horas) de un transformador de potencia embebido en aceite. El departamento de ingeniería eléctrica de la Universidad Tecnológica Nacional, desarrolló un algoritmo de cálculo del envejecimiento del transformador que evalúa la degradación del aislante desde el punto de vista del efecto causado por su estado de carga. Como datos adicionales a los valores de temperatura del punto más caliente del bobinado y de envejecimiento del aislante obtenidos, el algoritmo calcula el tiempo que se ha superado en el transformador la temperatura de referencia de 100 [ºC], y cuánto ha envejecido durante ese tiempo. También calcula la tendencia de los años de vida remanente que le quedan a la máquina. El software constituye una herramienta clave en la toma de decisión de las compañías de energía para el recambio de unidades y mantenimientos predictivos de su parque de transformadores.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativa (SADIO

Instrumentación, Control y Telesupervisión en Centrales Térmicas de Pequeña Potencia

La empresa Energía Argentina S. A. (ENARSA) cuenta con centrales termoeléctricas distribuidas en todo el país con el fin de disminuir los problemas energéticos. Actualmente, la empresa cursa un proceso de mejora en la gestión del sistema de transporte, control del stock y consumo de combustible. El Laboratorio de Sistemas de Control (LSC) de la UTN Regional Santa Fe colabora activamente en este proceso y propone en este trabajo la adecuación de las centrales, para poder integrarlas a un sistema de Control Supervisor y Adquisición de Datos (SCADA) de administración y gestión de combustible. Contribuyendo de este modo a lograr una máxima eficiencia en las operaciones de las centrales eléctricas asegurando la optimización en la utilización de los recursos disponibles.. Este sistema toma el nombre de Sistema Integral de Supervisión (SIS). Los criterios de diseño y selección de la arquitectura de la red de comunicaciones, la instrumentación y los sistemas de control correspondientes a las CT propuestas en este trabajo, otorgan al sistema de telesupervisión una amplia flexibilidad y posibilidades de expansión.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ

Experiencias relevantes de vinculación tecnológica entre el Laboratorio de Sistemas de Control de la UTN Santa Fe y empresas públicas y privadas de la región

Es sabido que en el escenario actual de flujos económicos globales, el impacto de la educación superior de alta calidad y su vinculación con el sector productivo es muy fuerte en la competitividad y en el potencial de innovación; y por lo tanto en la generación de valor que una economía es capaz de mantener. Los ejemplos mostrados en este trabajo muestran que la cooperación intensa entre universidad y empresa promete grandes beneficios en términos de la calidad y nivel de investigación, de desarrollo e innovación, de transferencia tecnológica eficiente, de establecimiento de ofertas educativas orientadas por la demanda, de capacidad de integración de la mano de obra al mercado laboral y del logro de financiación adecuada para actividades universitarias relacionadas.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ

Acceso de parques eólicos a redes de media y alta tensión

In this paper, an extensive network of 132 kV radial with contribution of wind generation at its loading end node is modeled. Power flows wind farm for connection to the network at 132 kV and 33 were simulated. The results show that the short-circuit power of the network and the rapid changes in wind speed, are the most important factors to consider in deciding both the technical feasibility of the installation of the park, as well as its nominal capacity.En este trabajo, se modela una red radial extensa de 132 kV con aporte de generación eólica en su nodo extremo de carga. Se simularon flujos de potencia para conexión del parque a la red en 132 y en 33 kV. Los resultados obtenidos demuestran que la potencia de cortocircuito de la red y las variaciones rápidas de la velocidad del viento, constituyen los factores más importantes a considerar para decidir tanto la factibilidad técnica de la instalación del parque, como así también su capacidad nominal

Methodology for obtaining power generator modules distributed managable in high voltage networks

La generación de energía eléctrica mediante biogás posee notables ventajas frente al resto de las energías renovables, principalmente por sus atributos de flexibilidad y control, que permite garantizar una potencia firme, con un alto factor de utilización. La provincia de Santa Fe posee un amplio potencial para el desarrollo de centrales de biogás debido a su matriz productiva de tipo agroindustrial. En el presente trabajo se estudia la inserción de centrales de biogás en redes de media tensión de la provincia de Santa Fe. Se proponen los criterios de admisión de los módulos de potencia de las centrales para operación individual y conjunta. En función a simulaciones de flujo de carga en régimen estático, se obtienen los módulos de potencia de cada central. Los resultados demuestran que la conexión de centrales en nodos de media tensión presenta valores de potencia admisible por nodo que oscilan entre 0,5 y 5 MW y resultan dependientes de la distancia del nodo de conexión a la estación transformadora. La potencia total de integración de centrales de biogás por Estación Transformadora resulta en el rango de 5-45 MW, de acuerdo a la extensión y desarrollo de las redes de media tensión abastecidas por cada estación.The generation of electrical energy through biogas has significant advantages over the rest of the renewable energies, mainly due to its flexibility and control attributes, which guarantees a firm power, with a high utilization factor. The province of Santa Fe has a wide potential for the development of biogas plants due to its productive matrix of agroindustrial type. In this paper we study the insertion of biogas plants in medium voltage networks in the province of Santa Fe. The admission criteria of the power modules of the plants for individual and joint operation are proposed. Depending on the simulations of the load flow in static mode, the power modules of each exchange are obtained. The results show that the connection of centrals in medium voltage nodes has admissible power values per node ranging between 0.5 and 5 MW and are dependent on the distance of the connection node to the transformer station. The total integration power of biogas plants per Transformer Station results in the range of 5-45 MW, according to the extension and development of the medium voltage networks supplied by each station.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Methodology for obtaining power generator modules distributed managable in high voltage networks

La generación de energía eléctrica mediante biogás posee notables ventajas frente al resto de las energías renovables, principalmente por sus atributos de flexibilidad y control, que permite garantizar una potencia firme, con un alto factor de utilización. La provincia de Santa Fe posee un amplio potencial para el desarrollo de centrales de biogás debido a su matriz productiva de tipo agroindustrial. En el presente trabajo se estudia la inserción de centrales de biogás en redes de media tensión de la provincia de Santa Fe. Se proponen los criterios de admisión de los módulos de potencia de las centrales para operación individual y conjunta. En función a simulaciones de flujo de carga en régimen estático, se obtienen los módulos de potencia de cada central. Los resultados demuestran que la conexión de centrales en nodos de media tensión presenta valores de potencia admisible por nodo que oscilan entre 0,5 y 5 MW y resultan dependientes de la distancia del nodo de conexión a la estación transformadora. La potencia total de integración de centrales de biogás por Estación Transformadora resulta en el rango de 5-45 MW, de acuerdo a la extensión y desarrollo de las redes de media tensión abastecidas por cada estación.The generation of electrical energy through biogas has significant advantages over the rest of the renewable energies, mainly due to its flexibility and control attributes, which guarantees a firm power, with a high utilization factor. The province of Santa Fe has a wide potential for the development of biogas plants due to its productive matrix of agroindustrial type. In this paper we study the insertion of biogas plants in medium voltage networks in the province of Santa Fe. The admission criteria of the power modules of the plants for individual and joint operation are proposed. Depending on the simulations of the load flow in static mode, the power modules of each exchange are obtained. The results show that the connection of centrals in medium voltage nodes has admissible power values per node ranging between 0.5 and 5 MW and are dependent on the distance of the connection node to the transformer station. The total integration power of biogas plants per Transformer Station results in the range of 5-45 MW, according to the extension and development of the medium voltage networks supplied by each station.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Study of insertion of photovoltaic and central biomass parks in the 132 kV grid of Entre Ríos

Los sistemas eléctricos de potencia de todo el mundo presentan una tendencia a aumentar su matriz energética con fuentes de energía renovables, reemplazando las centrales térmicas convencionales. En el presente trabajo se estudia la inserción de parques fotovoltaicos y centrales térmicas a base de biomasa en el sistema de transmisión de 132 kV la provincia de Entre Ríos. Se realizan simulaciones de flujo de carga a fines de evaluar los requerimientos de energéticos de la generación distribuida gestionable actual en el sistema, estimando los niveles de energía no suministrada por condiciones no admisibles de operación. Se evalúa la reducción de despacho forzado de la generación térmica convencional, producto del impacto de parques fotovoltaicos y centrales térmicas a base de biomasa en el sistema. Los resultados obtenidos implican una reducción de los requerimientos de la generación gestionable y de la demanda de energía no suministrada, mejorando la calidad del servicio de la red.Electrical power systems around the world have a tendency to increase their energy matrix with renewable energy sources, replacing conventional thermal power plants. In this work, the insertion of photovoltaic parks and biomass-based thermal power plants in the 132 kV transmission system in the province of Entre Ríos is studied. Load flow simulations are carried out in order to evaluate the energy requirements of the current manageable distributed generation in the system, estimating the levels of energy not supplied by inadmissible operating conditions. The reduction of forced dispatch of conventional thermal generation, product of the impact of photovoltaic parks and biomass-based thermal power plants in the system, is evaluated. The results obtained imply a reduction in the requirements of the manageable generation and the demand for energy not supplied, improving the quality of the network service.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES