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escuela de posgrado - Repositorio UNAC

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Academic year: 2023

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Esta tesis promueve la aplicación de la generación fotovoltaica distribuida en las redes de distribución eléctrica de la ciudad de Lima y provincias; Además,. La importancia del desarrollo de esta tesis radica en promover el uso de la producción solar distribuida en las redes de distribución eléctrica de la región Lima.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

  • Descripción de la realidad problemática
  • Formulación del problema
  • Objetivos
  • Justificación
  • Limitantes de la investigación

Cómo determinar la potencia instalada del diseño de generación fotovoltaica distribuida para el proveedor Caudivilla-51 Qué diseño de generación fotovoltaica distribuida reducirá las pérdidas técnicas de energía del proveedor Caudivilla-51.

MARCO TEÓRICO

  • Antecedentes
  • Bases teóricas
  • Conceptual
  • Definición de términos básicos

El autor estudia la influencia de la GD en el comportamiento de los perfiles de tensión de la red de distribución de 380V considerando dos factores: el nivel de penetración (NP) y el nivel de dispersión (ND). Son las pérdidas de potencia y energía con origen en el sistema eléctrico producidas por la generación, transformación, transmisión y distribución de electricidad a los usuarios finales.

HIPÓTESIS Y VARIABLES

  • Hipótesis general
  • Hipótesis específicas
  • Definición conceptual de variables
  • Operacionalización de variables

Esta variable es resultado de la aplicación de distribución solar en el alimentador Caudivilla-51. Esta variable es función de la tensión medida en "Voltios (V)" y de las pérdidas técnicas de energía que tiene la dimensión. La siguiente tabla describe las dimensiones e indicadores de la variable independiente y la variable dependiente en esta tesis.

Es el servicio de energía eléctrica que presta el concesionario a un usuario, de acuerdo con las características técnicas y comerciales establecidas en el contrato correspondiente.

Tabla 1. Matriz de Operacionalización de Variables
Tabla 1. Matriz de Operacionalización de Variables

DISEÑO METODOLÓGICO

Tipo y Diseño de Investigación

Método de investigación

Población y muestra

Lugar de estudio y periodo desarrollado

Técnicas e instrumentos para la recolección de la información

Análisis y procesamiento de datos

La siguiente tabla muestra un ejemplo de los datos correspondientes a la evaluación de las 9 primeras cargas de un total de 118 cargas puntuales. La siguiente tabla 6 muestra un ejemplo de los datos correspondientes a la evaluación de las 9 primeras cargas de un total de 118 cargas puntuales. Las Figuras 8 y 9 muestran los perfiles de demanda horaria típicos (kW, KVAR) de las 118 cargas concentradas, que se obtuvieron a partir de los flujos de energía en el software Cymdist simulando la demanda del perfil diario típico elegido.

Se realizó la verificación de los parámetros eléctricos de los conductores de la red CV-51 y se creó una base de datos de dichos conductores. Las coordenadas de la red Caudivilla (60 km de la red, cuya extensión se extiende desde el distrito de Carabayllo hasta el distrito de Santa Rosa de Quives) se ubicaron en la base de datos Power Access de la NASA y se obtuvieron parámetros de radiación solar directa e irradiancia. Se analizó la irradiancia solar difusa (donde se calculó el promedio horario de cada mes tanto para la irradiancia solar directa como para la irradiancia solar difusa durante un período de tiempo de a años) y la irradiancia mensual. Determinación de la ubicación óptima del modelado de generación fotovoltaica distribuida para el alimentador Caudivilla-51.

La potencia de generación fotovoltaica instalada se distribuirá en distintos puntos de la red de suministro de Caudivilla-51. Determinación de la potencia instalada de generación fotovoltaica Se consideraron los siguientes criterios para determinar la potencia instalada:. Modelado en Digsilent PowerFactory: con los datos de la tabla 12, se ejecutan los 34 escenarios operativos en el software Digsilent PowerFactory.

Fig. 1-  Diagrama de Flujo del Modelamiento  Fuente: Elaboración Propia
Fig. 1- Diagrama de Flujo del Modelamiento Fuente: Elaboración Propia

RESULTADOS

Resultados descriptivos

La determinación de la ubicación óptima y potencia instalada de generación fotovoltaica se realizó con el criterio de mejorar el perfil de voltaje y reducir las pérdidas técnicas. Perfiles de voltaje: Para verificar la mejora en los perfiles de voltaje, se identificaron 11 nodos de análisis (ver Figura 28) y se compararon con el caso base (sin generación fotovoltaica). Según los resultados del caso 32, se verifica la mejora de los perfiles de tensión en la red Caudivilla-51.

La tensión aumenta hasta un 7% de la tensión del caso base en el punto más alejado de la red (punto 11) superando hasta 1,0 pu. El voltaje aumenta al 2,5% del voltaje del caso base en el punto donde comienza la caída de voltaje (punto 1), subiendo hasta 0,99 pu. Hay una disminución del 25,2% en las pérdidas técnicas en el caso 32 en comparación con el caso base.

Un análisis de un año reduciría las pérdidas técnicas en aproximadamente 130 MWh.

Fig. 28- Menores pérdidas técnicas   Fuente: Elaboración Propia
Fig. 28- Menores pérdidas técnicas Fuente: Elaboración Propia

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Contrastación y demostración de la hipótesis con los resultados

A partir de la Hipótesis 3: Se podrá establecer un modelamiento de generación distribuida fotovoltaica que mejore los perfiles de tensión del suministro de Caudivilla-51. Para ello se identificaron 11 nodos de análisis de los perfiles de tensión y se compararon con el caso base (sin generación fotovoltaica), obteniendo que el caso de estudio óptimo que mejora los perfiles de tensión es el CASO 32. Según el caso 32, se obtienen los siguientes resultados con respecto a la tensión en la red Caudivilla-51.

El voltaje aumenta hasta un 7% del voltaje base en el punto más alejado de la red (nodo 11) y supera hasta 1,0 pu. El voltaje se incrementa hasta un 2,5% del voltaje base en el punto donde comienza la caída de voltaje (nodo 1) superando hasta 0,99 pu. El voltaje aumenta entre las 6:00 am y las 5:00 pm, cuando la radiación solar es mayor, y se confirma en el perfil de la potencia de trabajo suministrada por los paneles fotovoltaicos del sistema A y D.

Para la evaluación de la Reducción de las pérdidas técnicas de energía, se verificó la disminución de las pérdidas técnicas en el sistema eléctrico Caudivilla-51 comparando las pérdidas del caso base y el caso número 32, que es el caso óptimo: Hay una disminución del 25 , 2 % de las pérdidas técnicas en el caso 32 con respecto al caso base, encontrándose que para el caso de análisis de un año, se reducirían aproximadamente 130 MWh de pérdidas técnicas.

Tabla 19. Puntos de ubicación de generación fotovoltaica   Sistema  Latitud  Longitud  Conexión  Potencia
Tabla 19. Puntos de ubicación de generación fotovoltaica Sistema Latitud Longitud Conexión Potencia

Contrastación de los resultados con otros estudios similares

Comparación de los resultados con otros estudios similares. Los resultados de esta tesis se compararon con aquellos. Nodos de conexión de generación fotovoltaica. 2010) en el artículo “Impacto de la generación fotovoltaica distribuida en los niveles de voltaje. Aplicación a un caso real” confirmó la mejora en el perfil de voltaje como se ve en la Figura 38, donde el caso sin generación fotovoltaica (Sin PV) y el resultante con la Se compara la incorporación de generación fotovoltaica (Con PV) en una fase de barra BT para un día laborable en la temporada de verano.

Al igual que en la figura anterior, esta tesis también mostró la mejora de voltaje al utilizar una producción fotovoltaica trifásica de 2MW distribuida en 2 puntos de conexión.

Fig. 38- Nivel de Tensión en la fase R para la estación de Verano - Dia  hábil
Fig. 38- Nivel de Tensión en la fase R para la estación de Verano - Dia hábil

Responsabilidad ética de acuerdo a los reglamentos vigentes

CONCLUSIONES

Se estableció un modelado de generación fotovoltaica distribuida para mejorar los perfiles de voltaje del alimentador Caudivilla-51 y para evaluar la mejora de los perfiles de voltaje frente a los resultados del Caso 32, se verificó la mejora de los perfiles de voltaje de la red. -51. Se estableció un modelamiento de producción fotovoltaica distribuida para reducir las pérdidas técnicas de energía del suministro eléctrico Caudivilla-51 y para evaluar la reducción de las pérdidas técnicas de energía, se verificó la reducción de las pérdidas técnicas en el sistema eléctrico Caudivilla-51 comparando las pérdidas del caso base y caso número 32, que es el caso óptimo: en el caso 32, hay una reducción del 25,2% en las pérdidas técnicas respecto al caso base, lo que significa que para el caso de análisis de un año, habría una reducción de aproximadamente 130 MWh en pérdidas técnicas.

RECOMENDACIONES

Arencibia, “La importancia del uso de paneles solares en la generación de electricidad”, Revista Electrónica Veterinaria REDVET, vol. Izquierdo Franco “Estudio de Flujos de Potencia y Análisis de Fallas en Sistemas de Distribución Radial Eléctrica”, Tesis de Postgrado, Universidad Autónoma de Nueva León, México, p. 1,2. Doña, “Evaluación del impacto técnico y económico de la penetración de la generación distribuida mediante energía solar fotovoltaica”, Revista CIER, núm.

Gómez Gonzáles, “A Solid Oxide Fuel Cell Power Generation System Powered by Forest Waste and Its Optimization Using Particle-Based Algorithms”, Tesis Doctoral, Universidad Nacional de Educación a Distancia, Colegio Técnico de Ingenieros Industriales, Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Control, España, p.27,34-36. López Ruiz, “Planificación de una instalación solar fotovoltaica para el suministro de electricidad a una vivienda aislada”, Tesis, Universidad de Rovira i Virgili, p. 13,14.

MATRIZ DE CONSISTENCIA

Cómo el modelado de generación fotovoltaica distribuida mejoraría el servicio eléctrico del alimentador Caudivilla-51 de Enel Distribución Perú. Desarrollar modelos de generación fotovoltaica distribuida para mejorar el servicio eléctrico del alimentador Caudivilla-51 de Enel Distribución Perú. Con modelación de generación fotovoltaica distribuida se podrá mejorar el servicio eléctrico del alimentador Caudivilla-51.

Se podrá definir la ubicación óptima del modelado de generación distribuida fotovoltaica para el alimentador Caudivilla-51. Establecer modelos de generación fotovoltaica distribuida que mejoren los perfiles de tensión del alimentador Caudivilla-51. Establecer modelos de generación fotovoltaica distribuida que reduzcan las pérdidas técnicas de energía del alimentador Caudivilla-51.

Se podrá crear el modelado de generación fotovoltaica distribuida que reduzca las pérdidas técnicas de energía del proveedor Caudivilla-51.

Tabla 25. Matriz de Consistencia
Tabla 25. Matriz de Consistencia

CONSENTIMIENTO INFORMADO

Estudiantes de tesis de maestría en Ingeniería Eléctrica con mención en Gestión de Sistemas de Potencia de la Unidad de Posgrado de la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad. Asunto: Autorización para el uso de información técnica de Enel Distribución Perú para el desarrollo de Tesis “Modelado de generación fotovoltaica distribuida para mejorar el servicio eléctrico del proveedor Caudivilla-51 de Enel Distribución Perú”. Referencia: Solicitud de información técnica del proveedor Caudivilla-51 para la ejecución de la tesis de la Maestría en Ingeniería Eléctrica con mención en Gestión de Sistemas de Energía Eléctrica de la Universidad Nacional del Callao y consentimiento para el uso de la información técnica mencionada por Enel Distribución Perú.

Asimismo, me gustaría recordarle que estoy dispuesto a atender cualquier duda técnica que pueda surgir durante el desarrollo de su tesis y mantener comunicación continua si posteriormente se requiere información adicional.

BASE DE DATOS

Variación de Tensión 1 Variación de Tensión Variación de Tensión Variación de Tensión 3 Tensión Base Variación de Tensión Variación de Tensión Variación de Tensión.

Tabla 26. Pérdidas técnicas y cantidad de nodos de conexión de los 34  casos de estudio
Tabla 26. Pérdidas técnicas y cantidad de nodos de conexión de los 34 casos de estudio

Figure

Fig. 3- Red georreferenciada en Cymdist del Alimentador Caudivilla-51,  límites de distritos en la Región Lima
Fig. 2- Red georreferenciada en Cymdist del Alimentador Caudivilla-51   Fuente: Elaboración Propia
Tabla 3. Número de clientes relacionado a cada carga concentrada  (transformadores de MT/BT)
Tabla 4. Análisis de datos del mes de máxima demanda (Diciembre)
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Referencias

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