Gestión de potencia eléctrica en una microrred analizando arreglos fotovoltaicos y un sistema turbina-generador
DOI:
https://doi.org/10.17533/udea.redin.20210951Palabras clave:
Diseño de composición central, microrred, optimización, simulación de procesos, regresiónResumen
Uno de los objetivos prioritarios de las microrredes es alcanzar la autosuficiencia
energética recurriendo, generalmente, a fuentes de generación distribuida y sistemas de respaldo; no obstante, suelen estar conectadas a redes eléctricas convencionales que aseguran
el suministro a las cargas. Atendiendo esta problemática, este trabajo presenta una propuesta (gestionando elementos) para minimizar la dependencia de potencia del sistema eléctrico externo
en los meses de mayor demanda y con ello garantizar el abasto de los otros meses. La
metodología propuesta compara dos técnicas estadísticas: diseño de composición central con
20 réplicas experimentales simuladas y regresión con 28. En ambos casos se analiza como respuesta primaria la potencia comprada promedio mensual y como secundaria su desviación estándar. Las variables de estudio son siete arreglos fotovoltaicos y las características de alimentación del almacenamiento turbina-generador de la microrred del Centro de Desarrollo de Energías Renovables (CEDER), perteneciente al Centro de Investigaciones Energéticas,
Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT). Los resultados, con alta calidad predictiva soportada con índices de acercamiento a los valores reales de radiación solar y de la operación del binomio turbina-generador, proporcionan regiones donde CEDER tiene la posibilidad de incrementar las capacidades de los sistemas solares y/o modificar la geometría del suministro de la minihidráulica
de acuerdo con sus condiciones específicas.
Descargas
Citas
C. Bordons, F. García-Torres, and L. Valverde, “Gestión Óptima de la Energía en Microrredes con Generación Renovable,” Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial RIAI, vol. 12, no. 2, Abr-Jun. 2015. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.riai.2015.03.001
S. M. Hakimi, S. M. Moghaddas-Tafreshi, H. Hassanzadehfard, G. A. Taylor, and M. M. Alamuti, Optimization of a reliable combined cooling, heat and power microgrid system. Vienna, Austria: IECON 2013 - 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, 2013.
T. Khatib, A. Mohamed, and K. Sopian, “A review of photovoltaic systems size optimization techniques,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 22, Jul. 2013. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.02.023
R. Lamedica, E. Santini, A. Ruvio, L. Palag, and I. Rossetta, “A MILP methodology to optimize sizing of PV - Wind renewable energy systems,” Energy, vol. 165, no. Parte B, Dic. 15, 2018. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.09.087
O. Ekren and B. Y. Ekren, “Size optimization of a PV/wind hybrid energy conversion system with battery storage using response surface methodology,” Applied Energy, vol. 85, no. 11, Nov. 2008. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2008.02.016
F. Kessaissiaet al., “Factorial design and response Surface optimization for modeling photovoltaic module parameters,” Energy Reports, vol. 6, no. 3, Feb. 2020. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2019.11.016
L. Jamed and R. López. (2018, Sep. 17,) Programa simulador para la optimización de la generación solar fv con la integración del respaldo turbina-generador. Registro público del derecho de autor: 03-2018-082811402400-01. [Online]. Available: https://www.consultasindautor.cultura.gob.mx/
R. Ranjit, A primer on the Taguchi method. Estados Unidos: Society of manufacturing engineers, 2010.
N. a Uribe-Pérez, M. Latorre, I. Angulo, and D. de la Veg, “Aprovechamiento de los recursos renovables e integración de las tics: ejemplo práctico de una microred eléctrica,” in III Congreso Ibero-Americano de Empreendedorismo, Energía, Ambiente e Tecnología, J. S. Brake, Ed. Instituto Politécnico de Bragança, 2017, pp. 161–167.
S. Kay, Intuitive Probability and random processes using MATLAB, 4th ed. Springer, 2012.
G. F. Figueroa, “Optimización de una superficie de respuesta utilizando JMP IN,” Mosaicos Matemáticos, no. 11, Dic. 2003. [Online]. Available: https://semana.mat.uson.mx/Memorias/gudelia.pdf
G. Box and K. Wilson, “On the experimental attainment of optimum conditions,” Journal of the Royal Statistical Society, Serie B, vol. 13, no. 1, 1951. [Online]. Available: https://www.jstor.org/stable/2983966
A. Aktinson, A. Donev, and R. Tobias, Optimum Experimental Designs, With SAS. Oxford University Press, 2007.
O. Köksoy and N. Doganaksoy, “Joint Optimization of Mean and Standard Deviation Using Response Surface Methods,” Journal of Quality Technology, vol. 35, no. 3, 2003. [Online]. Available: https://doi.org/10.1080/00224065.2003.11980218
R. Myers and D. Montgomery, Response Surface Methodology: Process and Product Optimization Using Designed Experiments. New York: John Wiley and Sons, Inc., 1995.
D. Montgomery, Diseño y análisis de experimentos, 2nd ed. México: Limusa, 2006.
(2009, Oct.) JMP Release 8.0.2. SAS Institute Inc. [Online]. Available: jmp.com/support/notes/41/addl/fusion_41004_6_releasenotes8_0
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2021 Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Los artículos disponibles en la Revista Facultad de Ingeniería, Universidad de Antioquia están bajo la licencia Creative Commons Attribution BY-NC-SA 4.0.
Eres libre de:
Compartir — copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato
Adaptar : remezclar, transformar y construir sobre el material.
Bajo los siguientes términos:
Reconocimiento : debe otorgar el crédito correspondiente , proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se realizaron cambios . Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero no de ninguna manera que sugiera que el licenciante lo respalda a usted o su uso.
No comercial : no puede utilizar el material con fines comerciales .
Compartir igual : si remezcla, transforma o construye a partir del material, debe distribuir sus contribuciones bajo la misma licencia que el original.
El material publicado por la revista puede ser distribuido, copiado y exhibido por terceros si se dan los respectivos créditos a la revista, sin ningún costo. No se puede obtener ningún beneficio comercial y las obras derivadas tienen que estar bajo los mismos términos de licencia que el trabajo original.
Twitter