Marco de referencia para la resiliencia de las redes eléctricas de BT con inyección de potencia fotovoltaica

• Rodriguez, Rusber ^[1] ; Osma Pinto, German Alfonso ; Solano Martínez, Javier Enrique ; Robin Roche, Robin Roche ^[2] ; Hissel, Daniel
  1. [1] Universidad Industrial de Santander

     Universidad Industrial de Santander

     Colombia

     
  2. [2] Univiversité Bourgogne Franche-Comté, CNRS, UTBM,
• Localización: Tecnura: Tecnología y Cultura Afirmando el Conocimiento, ISSN-e 2248-7638, ISSN 0123-921X, Vol. 25, Nº. 70, 2021 (Ejemplar dedicado a: October - December), págs. 71-89
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • A Framework for the Resilience of LV Electrical Networks with Photovoltaic Power Injection
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• Resumen
  • español

    Contexto: Las redes eléctricas de distribución han sufrido varios cambios en la última década. Algunos cambios incluyen la incorporación de fuentes de energía distribuidas, como los sistemas de generación solar fotovoltaica (PV). Esto podría modificar el rendimiento de la red eléctrica y generar nuevos desafíos como la evaluación de los impactos de la integración fotovoltaica, la respuesta a las perturbaciones eléctricas y climáticas y la planificación y reestructuración de las redes. El comportamiento de la red eléctrica frente a la integración fotovoltaica podría evaluarse cuantificando la variación en la operación e incluyendo la resiliencia de la red.

    Objetivo: Proponer un marco de referencia para la evaluación de la resiliencia de las redes eléctricas de BT con inyección de potencia PV.

    Metodología: Este artículo aborda el marco para evaluar el desempeño de una red eléctrica de baja tensión (BT) frente a la integración de las fotovoltaicas. Recoge investigaciones relacionadas con la evaluación de la resiliencia de las redes eléctricas ante cambios climáticos severos, desastres naturales y maniobras típicas, luego propone una guía para evaluar el desempeño de las redes eléctricas de baja tensión con la integración de las fuentes de generación fotovoltaica e incluye la resiliencia. Para ello, se propone la determinación de índices de evaluación de resiliencia. Los índices se obtienen de una transformación normalizada de los parámetros eléctricos medibles de las redes. Los parámetros son los que presentan los más afectados por la integración fotovoltaica o son significativos en el rendimiento de las redes. Finalmente, se presenta la evaluación de un índice de resiliencia propuesto para una red LV de edificio universitario como caso de estudio.

    Resultados: La propuesta de evaluación de resiliencia se aplica a un caso de estudio. Al evaluar la resiliencia de la tensión en el punto de acoplamiento común del PV se obtiene un índice de 0.84 equivalente a 59.8 horas de sobretensión.

    Conclusiones: Es posible mejorar la resiliencia de la red de BT mediante estrategias de gestión. En el caso de estudio se obtuvo una reducción del 29% de las horas con sobretensión aplicando una estrategia de curtailment al sistema PV.

    Financiamiento: ECOS-Nord, Minciencias y la Universidad Industrial de Santander.

  • English

    Context: Electrical distribution networks have undergone several changes in the last decade. Some changes include incorporating distributed energy sources, such as solar photovoltaic (PV) generation systems. It could modify the performance of the electrical network and leads to new challenges such as evaluating the impacts of the PV integration, the response to electrical and climatic disturbances, and the planning and restructuring of networks. Electrical network behavior versus PV integration could be evaluated by quantifying the variation in operation and including network resilience.

    Objective: Propose a reference framework to evaluate the resilience of LV electrical networks with PV power injection.

    Methodology: This paper addresses the framework for evaluating the performance of a low voltage (LV) electrical network in the face of the integration of PVs. It collects research related to evaluating the resilience of electrical networks on severe climate changes, natural disasters, and typical maneuvers. Then, it proposes a guideline to evaluate the performance of LV electrical networks with the integration of PV generation sources and includes resilience. For this, the determination of resilience evaluation indices is proposed. The indices are obtained from a normalized transformation of the measurable electrical parameters of the networks. The parameters are those that present the most affected by PV integration or are significant in the performance of the networks. Finally, it presents the evaluation of a proposed resilience index for a university building LV network as a case study.

    Results: The resilience assessment proposal is applied to a case study. When evaluating the resilience of the voltage at the common coupling point of the PV, an index of 0.84 is obtained, equivalent to 59.8 hours of overvoltage.

    Conclusions: It is possible to improve the resilience of the BT network through management strategies. In the case study, a 29% reduction in overvoltage hours was obtained by applying a curtailment strategy to the PV system.

    Financing: ECOS-Nord, Minciencias and Universidad Industrial de Santander.