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Planificación gestión, operación y evaluación de microrredes eléctricas aisladas

Fecha de recepción oficial de la propuesta: 2022-09-20
Fecha decisión editorial: 2022-10-26
Tipo de revisión por pares: Doble - ciego

La editorial declara haber utilizado algún sistema de búsqueda de plagio.

Autores: Dany Mauricio López Santiago, Fabián Andrés Zúñiga Cortes, John Evert Barco Jiménez, Juan David García Racines, Eduardo Francisco Caicedo Bravo

Planificación, gestión, operación y evaluación de microrredes eléctricas aisladas es el resultado de un trabajo de investigación orientado a enfrentar los retos técnicos, económicos, ambientales y sociales de las microrredes. Estos sistemas eléctricos autónomos representan una alternativa estratégica para ampliar el acceso a la electricidad en zonas remotas y no interconectadas, contribuyendo a la sostenibilidad y a la transición energética.

La obra ofrece un marco integral para abordar cuatro dimensiones esenciales. En primer lugar, la planificación, entendida como el proceso de dimensionamiento tecnoeconómico y socioambiental que permite definir el tamaño y la configuración más adecuados de una microrred. En segundo lugar, la gestión, que estudia las formas más eficientes de administrar los recursos energéticos distribuidos. En tercer lugar, la operación, que plantea metodologías orientadas a garantizar un funcionamiento confiable y estable. Finalmente, la evaluación, que aporta indicadores y herramientas para medir el desempeño y orientar mejoras continuas.

La investigación presentada recurre a enfoques novedosos que integran técnicas de optimización multiobjetivo, multinivel y multicriterio, computación basada en reglas, programación lineal y estrategias de control distribuido. Cada capítulo desarrolla un aspecto clave: desde la planificación en zonas no interconectadas, pasando por la gestión energética, el papel de los sistemas de almacenamiento, hasta la construcción de modelos de evaluación.

Esta obra constituye una referencia fundamental para investigadores, profesionales, estudiantes y tomadores de decisión interesados en el diseño, implementación y validación de microrredes, ofreciendo metodologías prácticas y adaptadas al contexto latinoamericano.

Palabras Clave:

Planificación energéticaMicrorredesRedes eléctricasSistemas de almacenamiento de energíaGestión energética

Categorías:

TEC007000. TECNOLOGÍA E INGENIERÍA > Eléctrico

THR. Ingeniería eléctrica

620. Tecnología (ciencias aplicadas) > Ingeniería y operaciones afines > Ingeniería y operaciones afines

Electricidad y electrónica

Sobre el Autor
Tabla de Contenido

Eduardo Francisco Caicedo Bravo.

Ingeniero Electricista de la Universidad del Valle. Máster en Tecnologías de la Información en Fabricación de la Universidad Politécnica de Madrid y Doctor en Ingeniería de la misma Universidad, en el área de Informática Industrial, España. Profesor Titular y Profesor Distinguido de la Universidad del Valle, Director del Grupo de Investigación Percepción y Sistemas Inteligentes (PSI). Autor de varios libros y artículos científicos, conferencista invitado en eventos nacionales e internacionales y profesor visitante en universidades internacionales. Ha trabajado proyectos con COLCIENCIAS, La Unión Europea, el CYTED, la Confederación Suiza y empresas nacionales. Áreas de Interés: Instrumentación Electrónica, Inteligencia Computacional y Robótica, SmartGrids.

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN . . . . . . . . . . . . 9

CAPÍTULO 1

METODOLOGÍA DE ADECUACIÓN Y ANÁLISIS DE INFORMACIÓN PARA LA PLANIFICACIÓN MULTIOBJETIVO BASADA EN KPI PARA MICRORREDES EN ZONAS NO INTERCONECTADAS

Glosario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.2 Motivación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

1.3 Metodología de análisis de información y optimización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

1.4 Caso de estudio: municipio de Leticia, selva amazónica colombiana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

1.5 Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

1.6 Conclusiones y discusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

1.7 Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

CAPÍTULO 2

ESTUDIO COMPARATIVO DEL DESEMPEÑO DE SISTEMAS DE GESTIÓN DE ENERGÍA BASADOS EN OPTIMIZACIÓN VS. BASADO EN REGLAS, PARA PEQUEÑAS MICRORREDES AISLADAS

Glosario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

2.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

2.2 Motivación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

2.3 Sistemas de gestión de energía propuestos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

2.4 Caso de estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

2.5 Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

2.6 Conclusiones y discusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

2.7 Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

CAPÍTULO 3

OPERACIÓN DISTRIBUIDA DE UNA MICRORRED AISLADA CON SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO UTILIZANDO EL MÉTODO DE LOS MULTIPLICADORES CON DIRECCIONES ALTERNANTES

Glosario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

3.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

3.2 Motivación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

3.3 Despacho de potencia activa y reactiva considerando la programación de carga/descarga de los sistemas de almacenamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

3.4 Optimización distribuida en el control terciario de microrredes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

3.5 Caso de estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

3.6 Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

3.7 Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

CAPÍTULO 4

METODOLOGÍA PARA EVALUAR SOLUCIONES DE MICRORRED EN UN NIVEL DE PLANIFICACIÓN DESDE UNA PERSPECTIVA MULTIDIMENSIONAL

Glosario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

4.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

4.2 Motivación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

4.3 Indicadores de desempeño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

4.4 Metodología de evaluación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

4.5 Caso de estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161